Cloud Computing: Wie steht es um die Ökobilanz?

Die Cloud scheint unsichtbar, zumindest auf den ersten Blick. Als Nutzer merkt man kaum etwas von der technischen Infrastruktur, die im Hintergrund arbeitet, wenn man zum Beispiel Fotos ins Internet lädt, sich Musik streamen lässt oder Dokumente übers Web bearbeitet. Damit all das funktioniert, unterhalten die Anbieter Rechenzentren in allen möglichen Regionen der Welt, die aus jeweils hunderten oder tausenden von Computern bestehen.

Man kann sich die Rechenzentren als Fabriken des 21. Jahrhunderts vorstellen: Im großen Maßstab liefern sie Daten aus; verarbeiten, speichern und analysieren sie. Fast wie die alten Hochöfen der Industrie laufen sie pausenlos, damit Daten und Dienste rund um die Uhr und von jedem Ort aus zugänglich sind. Der Strombedarf eines einzelnen Rechenzentrums für den Rechner-Betrieb, für Kühlsysteme und die sonstige Infrastruktur kann leicht dem einer ganzen Kleinstadt entsprechen. Fällt die Versorgung aus, springen Akkumulatoren und Dieselgeneratoren ein.

Die Cloud: Im Modell effizient

Seitdem immer mehr Daten und Anwendungen in die Cloud wandern, wird auch die Frage nach ihrer Umweltbilanz häufiger gestellt. Ist Cloud Computing eine „grüne” Technologie oder nicht? Fürsprecher halten es schon vom Prinzip her für umweltfreundlich. Die dahinterstehende Technologie sei schon durch ihre Grundmerkmale enorm effizient. Etwa dadurch, dass die Rechenkraft unter vielen Nutzern aufgeteilt und erst auf Abruf genutzt wird. So muss nicht für jede Anwendung gleich ein Rechenzentrum betrieben werden, die gewünschten Ressourcen werden stattdessen bei Bedarf gemietet. Im geschäftlichen Anwendungsbereich kommt eine Untersuchung im Auftrag von Microsoft zum Schluss, Unternehmen könnten je nach Größe zwischen 30 und 90 Prozent an Energiekosten einsparen.

Allerdings gibt es Zweifel, ob das in der Praxis stimmt. Für viele Diskussionen in der IT-Welt sorgten zuletzt Berichte der New York Times: Die Cloud-Rechenzentren würden im Leerlauf enorme Energiemengen verschwenden, neue Sparmöglichkeiten blieben ungenutzt. Zudem: Effizienz ist nur ein Faktor unter anderen in der ökologischen Bilanz, zumal mit ihr häufig auch die Nachfrage steigt. Blickt man genauer hin, wird die Frage nach der Umweltbilanz der Cloud immer schwieriger zu beantworten.

Nicht zuletzt ist vieles eine Frage des Vergleichsmaßstabs. Nicht jeder, der Cloud-Dienste nutzt, würde ohne sie ein eigenes Rechenzentrum unterhalten. Viele Dienste und Anwendungen – ob für Unternehmen oder private Nutzer – sind erst dadurch entstanden, dass eine Cloud-Infrastruktur überhaupt verfügbar ist. So würde Cloud Computing zwar dem Modell nach effizient sein, die Zugewinne bleiben dann aber fiktiv.

Fehlende Daten, verschlossene Firmen

Hinzu kommt ein weiterer Faktor: Genaue Daten gibt es kaum. So beklagt die jüngste Greenpeace-Studie „How Clean is your Cloud?”, dass kaum ein IT-Unternehmen alle nötigen Daten über den Energieverbrauch und zu klimarelevanten Emissionswerten veröffentlicht. Von 14 im Jahr 2012 untersuchten Unternehmen bekam lediglich einer – der Anbieter Akamai – die höchste Note im Bereich „Energietransparanz”, weil er Kennzahlen nach bestimmten Standards bekannt gibt.

Das Freiburger Öko-Institut wiederum musste vor kurzem seine Aussage revidieren, es sei umweltfreundlicher, lokale Netzwerkspeicher (NAS-Systeme) statt Cloud-Speicherdienste zu verwenden. Über die Umweltbilanz der Cloud-Anwendungen wisse man noch zu wenig, die Schätzungen gingen weit auseinander. „Zum jetzigen Zeitpunkt ist daher ein Vergleich von Online-Speichern und lokalen Netzwerkspeichern nicht möglich”, schreiben die Forscher.

So oder so: Betrachtet man die Cloud im gesamten Internet-„Ökosystem”, sind es mehrere Faktoren, die in die Bilanz einfließen: Nicht nur die eigentlichen Rechenzentren, auch die auf dem Transportweg von Providern und anderen Dienstleistern eingesetzte Technik kommt ins Spiel; ebenso die Endgeräte der Nutzer. Auf die Produktion und den Gebrauch der letzteren entfällt nach einer Studie der Brancheninitiative GeSI der Großteil der klimarelevanten Emissionen der Branche.

Greenpeace-Studie: Schmutziger Strom, grüne Ansätze 

Zumindest für den Bereich der Rechenzentren versucht die jüngste Untersuchung von Greenpeace nun Aufschluss zu bieten. Das Resümee fällt gemischt aus: Während die IT-Unternehmen viele innovative Dienste ermöglicht hätten, setzten sie bei der Energieversorgung noch überwiegend auf althergebrachte Kohle- und Atomenergie. Allerdings konstatiert der Bericht durchaus Unterschiede in der Firmenpolitik und sieht auch viele Anzeichen für einen Wandel.

Ein Teil der Greenpeace-Daten beruht dabei auf Schätzungen, etwa auf Basis der Angaben von Kommunen und Regulierungsbehörden. Nicht zuletzt, weil die Standorte der Rechenzentren und ihre genauen Gegebenheiten nur teilweise bekannt sind. Die Betreiber der Rechenzentren halten sich aus Sicherheits- und Wettbewerbserwägungen häufig bedeckt.

Cloud-Rechenzentren in den USA und ihr Energiemix.
Karte: MotherJones / Daten: Greenpeace.

Im Einzelnen untersucht die Greenpeace-Studie, auf welche Energieversorgung die IT-Unternehmen bei ihren Rechenzentren zurückgreifen, ob es Programme zur Energieeffizienz und Pläne zum Umstieg auf erneuerbare Energien gibt. Und schließlich, ob die Unternehmen sich darüber hinaus für entsprechende Rahmenbedingungen einsetzen. Einige der Ergebnisse:

• Schlechte Noten gibt es für die Cloud-Anwendungen von Amazon, auf denen viele Internet-Dienste aufsetzen: Für den Bereich „Amazon Web Services” seien kaum Umweltziele erkennbar. Soweit bekannt, lägen die Rechenzentren vor allem in kohlestromversorgten Gebieten. Amazon widersprach der Darstellung, veröffentlichte selbst aber keine anderen Daten.
• Auch Apple wurde zunächst nicht viel besser bewertet. Allerdings streiten Apple und Greenpeace über die zugrundeliegenden Berechnungen. Nach neuerlichen Schritten hat die Organisation das Unternehmen heraufgestuft. Apple will nun unter anderem ein neues Rechenzentrum für die „iCloud” mit Strom aus erneuerbaren Energiequellen betreiben und bis Ende 2013 „kohlestromfrei” werden. Greenpeace zweifelt jedoch an der Umsetzung.
• Bei Facebook lobt die Umweltschutzorganisation Verbesserungen bei der Standortwahl für seine Rechenzentren und den selbstgesetzten Energiezielen. Es mangele aber an Veröffentlichungen zum tatsächlichen Verbrauch und Emissionswerten. 2010 war das Unternehmen noch Ziel der Anti-Kohlestrom-Kampagne „Unfriend-Coal”.
• Mittlere bis sehr gute Noten gibt Greenpeace an Google. Das Unternehmen sei in punkto Umwelt weitgehend transparent und habe konkrete Pläne zur Energieeinsparung vorgelegt. Auch investiere der Konzern in erneuerbare Energien und trete politisch als ihr Fürsprecher auf.
• Mittlere bis eher schlechte Noten gibt Greenpeace an Microsoft. Bei dessen Standorten für Rechenzentren habe es gute und schlechte Entscheidungen gegeben, Selbstverpflichtungen und Transparenz seien in Grenzen vorhanden, aber ausbaufähig.
• Schlechte Noten gibt Greenpeace an Twitter. Über den Energieverbrauch halte sich das Unternehmen bedeckt, über Effizienzziele sei nichts bekannt. Auch sonst seien in der Firmenpolitik kaum je Erwägungen zu Umweltfaktoren erkennbar.

Ob „die Cloud” nun eine grüne Technologie ist oder nicht, beantwortet der Bericht also nicht; er zeigt aber, dass vor allem die Unternehmenspolitik im Einzelfall entscheidend ist.

EU lässt forschen

So oder so: Der Trend, immer mehr Daten in die Cloud zu verlagern, wird aller Wahrscheinlichkeit nach anhalten – und die Nachfrage nach entsprechenden Rechenzentren weiter steigen. Mit den Folgen beschäftigt sich nun auch die EU-Kommission. „Die heutigen stromhungrigen Cloud-Computing-Rechenzentren sind ökologisch langfristig nicht vertretbar”, erklärte Digitalkommissarin Neelie Kroes im September. Mit Verweis auf Industriestudien erwartet die Kommission, dass der digitale Datenverkehr bis zum Jahr 2020 um mehr als das 18-fache wachsen wird.

Sie befürchtet, dass europäische Unternehmen die Energiekosten für die nötigen Rechenzentren nicht mehr tragen können und unterstützt etwa das Forschungsprojekt „Eurocloud”, bei dem IT-Unternehmen und Forschungseinrichtungen neuartige Halbleiter-Chips mit dreidimensionaler Architektur entwickeln wollen, die dann nur einen Bruchteil an Energie und Platzbedarf benötigen würden. Davon würde nicht zuletzt auch die im internationalen Vergleich eher abgeschlagene europäische Halbleiter-Branche profitieren.

Standortfaktor Energie

In der Zwischenzeit dürften erneuerbare Energien in den Standortkalkulationen der IT-Unternehmen wichtiger werden. Mit einer Mischung der Energiequellen und durch eigene Stromproduktion mit Windkraft- oder Solaranlagen sichern sie sich dabei auch gegen steigende Energiepreise ab. Kommunen und viele Länder wetteifern unterdessen weiter um die Standorte für die Cloud-Rechenzentren und streichen dabei auch die Energieversorgung heraus.

So versucht sich zum Beispiel Island als „grüne Dateninsel” zu profilieren, die mit Energieversorgung aus Wasserkraft und Geothermie und Kühlung für Rechenzentren frei Haus aufwarte. Die Netzgrößen wie Amazon, Apple, Facebook und Google konnte man aber noch nicht auf die Insel locken, auch wenn es hin und wieder Spekulationen gibt. Deren EU-Rechenzentrum stehen vor allem in Irland, den Niederlanden und Skandinavien; teilweise mit grünem Strom, teilweise ohne. Für Nutzer bleibt die Situation unübersichtlich.