Video-Streaming: Art der Datenübertragung entscheidend für Klimabilanz.

Für Video-Streaming in HD-Qualität entstehen je nach Übertragungstechnik unterschiedlich viel Treibhausgasemissionen. Der Anteil an den CO₂-Emissionen durch die Datenverarbeitung im Rechenzentrum ist dabei mit jeweils 1,5 Gramm CO₂ pro Stunde relativ gering. Entscheidend für die Klimaverträglichkeit von Cloud-Diensten wie Video-Streaming ist hingegen, mit welcher Technik die Daten von dort zu den Nutzerinnen und Nutzern übertragen werden. Dabei können je nach Art der Datenübertragung Treibhausgasemissionen in erheblichem Umfang eingespart werden. Dies zeigen erste Forschungsergebnisse im Auftrag des Umweltbundesamtes.

Die geringste CO₂-Belastung entsteht, wenn das HD-Video bis nach Hause über einen Glasfaser-Anschluss gestreamt wird, mit lediglich 2 Gramm CO₂ je Stunde Video-Streaming für Rechenzentrum und Datenübertragung. Bei Kupferkabel (VDSL) sind es 4 Gramm. Bei einer Datenübertagung mit UMTS (3 G) sind es hingegen 90 Gramm CO₂ pro Stunde. Erfolgt die Datenübertragung stattdessen mit 5G Übertragungstechnik werden nur etwa 5 Gramm CO₂ je Stunde emittiert. Nicht berücksichtigt wird bei dieser Berechnung der Stromverbrauch des Endgeräts.

Bundesumweltministerin Svenja Schulze: »Bislang war die Datenlage zur Klimawirkung digitaler Infrastruktur mehr als dürftig. Darum arbeiten wir daran, die bestehenden Wissenslücken mit guter Forschung zu schließen. Denn: Gute Politik braucht eine gute Datenbasis. Die neuesten Erkenntnisse zeigen uns nun: Klimaverträgliches Streaming ist möglich, wenn man es richtig anstellt und den richtigen Weg zur Datenübertragung wählt. Aus Umweltsicht ist es eine gute Idee, mehr öffentliche WLAN Hotspots einzurichten, denn das ist klimafreundlicher als Streaming im Mobilfunknetz. Im richtigen Netz und mit effizienteren Rechenzentren wächst auch der Klima-Vorteil, den Home Office und Videokonferenzen für den Klimaschutz haben können. Mein Ziel ist, die deutsche EU-Ratspräsidentschaft dazu zu nutzen, eine gemeinsame Positionierung für eine umweltfreundliche Digitalisierung zu erreichen. Denn gute Standards setzen wir am besten gleich in ganz Europa.«

Dirk Messner, Präsident des Umweltbundesamtes: »Eine gute Nachricht für Film- und Serienfreunde: Wer zu Hause über Glasfaser oder VDSL streamt, kann dies mit gutem Klimagewissen tun. Doch die Datenmengen, die uns umgeben, werden in den nächsten Jahren stetig wachsen, ob vernetztes Fahren, Heimkino oder Video-Konferenzen. Daher ist es wichtig, die klimafreundlichsten Übertragungswege zu finden. Unsere Forschung zeigt, dass wir verstärkt in den Ausbau der Glasfasernetze investieren sollten. Aus Klimaschutzsicht ist auch die neue 5G-Überrtagungstechnik vielversprechend. «

Immer mehr Menschen nutzen Cloud-Dienste. Durch die Corona-Pandemie ist der Bedarf weiter gestiegen: Die Nutzung von Streaming-Diensten und Cloud-Gaming hat sich etwa von Februar bis März 2020 um 30 Prozent erhöht. Im März 2020 wurde am weltweit größten Internetknoten in Frankfurt/Main (DE-CIX) ein Spitzenwert von 9,16 TBit (Terabit) Datendurchsatz pro Sekunde gemessen. Das entspricht der gleichzeitigen Übertragung von mehr als zwei Millionen HD-Videos und ist der höchste Wert, der dort je gemessen wurde.

Über die Klimawirkung von Cloud-Diensten wie Videostreaming oder Online-Datenspeicherung lagen bislang keine belastbaren Zahlen vor. Bisherige Studien kamen zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen. Das lag zum Teil an unterschiedlichen Methoden oder verwendeten Daten. Alle Studien haben jedoch gemeinsam, dass die Ergebnisse auf Rechenmodellen und Annahmen statt auf realen Messdaten beruhen. Mit den aktuellen Daten des Umweltbundesamtes zur Umweltbelastung von Cloud-Diensten lässt sich der CO₂-Fußabdruck von datenintensiven Anwendungen wie Videostreaming, Video-Konferenzen und Online-Datenspeicherung realitätsnäher als bisher ermitteln. Für die Datenerhebung wurde unter anderem bei einem großen Streaming-Rechenzentrum gemessen.

Die Studie betrachtete außerdem das Datenvolumen für verschiedene Video-Auflösungen. Eine Übertragung in Ultra-HD-Auflösung auf dem TV benötigt dabei die zehnfache Menge einer HD-Qualität, nämlich 7 GB pro Stunde statt 700 MB pro Stunde. Verbraucher*innen können CO₂-Emissionen einsparen, indem der Film mit einer geringeren Auflösung angesehen wird. Für Geräte mit kleinem Display ist der Qualitätsunterschied für das menschliche Auge ohnehin nicht wahrnehmbar. Ein Webseitenbetreiber, der Videos auf seiner Seite darstellt, sollte die Autoplay-Funktion standardmäßig auf »Aus« stellen, um Daten und CO₂ zu sparen.

[1] Die vorliegenden Ergebnisse wurden im Auftrag des Umweltbundesamtes durch das Öko-Institut und dem Fraunhofer IZM im Rahmen des Forschungsprojektes »Green Cloud-Computing« erarbeitet. Die Berechnungen leiten sich ab aus Daten, die in Rechenzentren gemessen wurden und Daten aus technischen Datenblättern. Das Sachbilanzmodell der vorliegenden Studie orientiert sich an dem Indikatoren-Modell KPI4DCE (UBA 2018). Mit diesem Modell lassen sich die Lebensphasen der Herstellung und die Nutzung eines Rechenzentrums bilanzieren. Für die Umweltwirkungsabschätzung des Cloud-Computing-Services eines Rechenzentrums wurde das Indikatoren-Modell KPI4DCI in dem Forschungsvorhaben »Green Cloud-Computing« erweitert. Die vollständigen Ergebnisse und der Abschlussbericht werden voraussichtlich im Dezember vorliegen.

Bitkom zu den Klimawirkungen von Videostreaming

Bundesumweltministerin Svenja Schulze hat am Donnerstag Ergebnisse zu den Klimawirkungen von Streaming und digitaler Infrastruktur vorgestellt. Dazu erklärt Bitkom-Hauptgeschäftsführer Dr. Bernhard Rohleder:

»Streaming gehört für viele Menschen in Deutschland zum Leben dazu: 83 Prozent der Internetnutzer schauen Videos im Internet – fast jeder Dritte davon täglich, wie eine Bitkom-Studie von August 2020 zeigt. Zugleich arbeiten viele Menschen im Homeoffice, Videokonferenzen sind mittlerweile alltäglicher Bestandteil der Arbeitswelt. So wie der Auto- und Flugverkehr durch digitale Formen der Präsenz und Kommunikation ersetzt wurde, wurde auch der Energieverbrauch reduziert.

Streaming hat einen umso geringeren Klimaeffekt, je nachhaltiger und ökologischer der Energiemix ist. Die Stromerzeugung aus Sonne und Wind ist nahezu CO₂-neutral, ganz anders ist es bei Kohle und Gas. Dementsprechend können etwa die Menschen in Schweden deutlich klimaschonender surfen und streamen als die Menschen in Polen, wo die Energie noch zu einem großen Teil aus fossilen Quellen stammt. Der CO₂-Ausstoß von einer Stunde Streaming ist im polnischen Energiemix etwa 50 Mal höher als in Schweden – in Deutschland liegen wir etwa im Mittelfeld.

Deutschland hat beim Ausbau erneuerbarer Energien noch Aufholbedarf. Damit Streaming das Klima hierzulande nicht belastet, muss der Energiemix schneller und konsequenter in Richtung regenerativer Energiequellen vorangetrieben werden. Darüber hinaus muss die Energieeffizienz der Rechenzentren weiter gesteigert werden. Der Strombedarf der Rechenzentren in Deutschland beträgt derzeit mehr als zwölf Milliarden Kilowattstunden pro Jahr – das ist in etwa so viel wie Berlin jährlich verbraucht. Dabei entsteht Wärme, die auch für die Fernwärmeversorgung genutzt werden könnte. Angesichts der bevorstehenden Abschaltung der Kohle- und Atomkraftwerke gilt dies umso mehr.

Unabhängig davon kann jeder Haushalt selbst etwas für die Klimaneutralität von Streaming tun, indem er seine Geräte mit Energie aus regenerativen Quellen betreibt. Zugleich kann man sein Nutzungsverhalten hinterfragen: Laufen mehrere Geräte parallel? Ist wirklich die höchste Auflösung nötig? Wird im Hintergrund gestreamt und niemand schaut zu? Wer die Auto-Play-Funktion deaktiviert, erreicht zudem, dass nach Ende des eigentlich gewünschten Videos kein weiterer Stream startet.«

Informationen zu Digitalisierung und Nachhaltigkeit:

 Bitkom zeigt in seinem Leitfaden »Nachhaltigkeit von Streaming & Co.« auf, wie viel Treibhausgase durch Videostreaming im Netz tatsächlich ausgestoßen werden – und vor allem, wie jeder einzelne den CO2-Fußabdruck des Streamings senken kann. Der Leitfaden steht im Internet zum Download bereit unter: https://www.bitkom.org/Bitkom/Publikationen/Nachhaltigkeit-von-Streaming-Co

 Gemeinsam mit dem Borderstep-Institut und der Universität Zürich hat Bitkom zudem den Beitrag der Digitalisierung zum Klimaschutz untersucht. In welchen Bereichen besitzt die Digitalisierung besonders große Potenziale für den Klimaschutz? Welche klimaschädlichen Wirkungen können von digitalen Technologien ausgehen und wie lassen sie sich reduzieren? Download der Studie: https://www.bitkom.org/klimaschutz-digital

500 Artikel zu „Klima IT Effizienz“

NEWS | TRENDS INFRASTRUKTUR | EFFIZIENZ | TRENDS 2016 | INFRASTRUKTUR | LÖSUNGEN | RECHENZENTRUM

Optimized Data Center: Große Fortschritte bei der Klimatisierungseffizienz

29. November 2016

Die Klimatisierung im Rechenzentrum steht seit Jahren im Fokus der Optimierungsmaßnahmen im Rechenzentrum. Ansatzpunkte gibt es mehrere: Wird die richtige Methode verwendet? Kommt die kühle Luft dort an, wo sie kühlen soll? Stimmt die Temperatur und Qualität der Luft? In der Studie »Optimized Data Center« wurden diese Probleme unter die Lupe genommen, und es hat…