Grüne Cloud (Green Cloud)

Was ist eine grüne Wolke (Green Cloud)?

Green Cloud bezieht sich auf die potenziellen Umweltvorteile, die grüne IT-Dienste, die über das Internet bereitgestellt werden, für einzelne Unternehmen und die Gesellschaft als Ganzes bieten können. Der Begriff setzt sich zusammen aus den Wörtern grün – im Sinne von umweltfreundlich – und Cloud, dem traditionellen Begriff und der Kurzbezeichnung für Cloud Computing.

Die Bedeutung des Begriffs Green Cloud (oder Green Cloud Computing in seiner längeren Form) ist etwas verwirrend. In einigen Fällen wird er verwendet, um die Umweltvorteile zu beschreiben, die sich aus der allgemeinen Verlagerung von IT-Systemen in die Cloud ergeben. Die Cloud konsolidiert zum Beispiel die Gesamtzahl der Rechenzentren und unterstützt in einigen Unternehmen besser die dezentralen Mitarbeiter, was zu einer geringeren Ressourcennutzung und einer allgemeinen Verringerung der Treibhausgasemissionen führt.

Es wäre jedoch zutreffender, diese Merkmale als die grünen Vorteile des Cloud Computing und nicht als grüne Cloud zu bezeichnen. Trotz dieser allgemeinen Vorteile unternehmen die einzelnen Betreiber von Rechenzentren möglicherweise nur geringe Anstrengungen, um ihre CO2-Bilanz zu verbessern. Doch diese Haltung wird sich angesichts des prognostizierten Wachstums des Cloud Computing und des zunehmenden Drucks, die Umweltauswirkungen von Rechenzentren zu berücksichtigen, wahrscheinlich ändern – Trends, die die Entwicklung grüner Cloud-Umgebungen noch dringlicher machen.

Laut einer Studie der Europäischen Kommission über energieeffiziente Cloud-Computing-Technologien, die 2020 veröffentlicht wurde, entfielen 2018 2,7 Prozent des Strombedarfs in der Europäischen Union auf Rechenzentren, und es wird erwartet, dass dieser Anteil bis 2030 auf 3,21 Prozent ansteigt, wenn die Nachfrage ihren derzeitigen Trend beibehält. Nach Angaben des US-Energieministeriums entfallen auf Rechenzentren etwa 2 Prozent des gesamten Stromverbrauchs des Landes, und die Internationale Energieagentur schätzte in einem Bericht vom September 2022, dass bis zu 1,3 Prozent des weltweiten Stromverbrauchs im Jahr 2021 auf Rechenzentren entfallen.

Nach all diesen Maßstäben verbrauchen Rechenzentren insgesamt eine beträchtliche Menge an Energie, und dieser Verbrauch wird nur noch zunehmen, wenn die Initiativen zur digitalen Transformation in Unternehmen weiter ausgebaut werden und das Wachstum der Rechenzentren anhält. Insbesondere Cloud-Rechenzentren sind oft riesige Anlagen, in denen Tausende von Servern, zahlreiche Racks mit Speichergeräten, kilometerlange Netzwerke und die für den Betrieb notwendige periphere Infrastruktur untergebracht sind. Um den mit diesen Einrichtungen verbundenen Umweltproblemen zu begegnen, haben die Anbieter von Cloud-Diensten in unterschiedlichem Maße grüne Cloud-Praktiken eingeführt, vor allem in Bereichen, die unter öffentlicher Beobachtung stehen.

In diesem Sinne bezieht sich Green Cloud Computing auf die Schritte, die Service-Provider unternehmen, um das Umweltprofil ihrer Rechenzentren durch die Implementierung von Green-Computing-Konzepten zu verbessern. Die daraus resultierenden grünen Clouds können auch zu umfassenderen Umwelt-, Sozial- und Governance-Programmen(ESG) bei den Cloud-Anbietern selbst und den Unternehmen, die ihre Dienste nutzen, beitragen. Greener IT ist ein häufiger Bestandteil von ESG-Initiativen von Unternehmen, die darauf abzielen, die ökologischen und sozialen Auswirkungen von Organisationen zu verbessern und sicherzustellen, dass ihre Geschäftspraktiken ethisch und fair sind.

Wie funktioniert Green Cloud Computing?

Cloud-Service-Anbieter wenden in der Regel mehrere Strategien an, um umweltfreundlichere Rechenzentren zu erreichen. Diese Bemühungen zielen auf Effizienzsteigerungen in einem oder mehreren der folgenden Bereiche ab:

• Energiequellen. Der Anbieter verwendet so viel erneuerbare Energie wie möglich, um seine Rechenzentren zu betreiben. Dazu gehören häufig Wind- oder Solarenergie sowie große Batteriebänke zur Speicherung der gesammelten Energie. Einige Anbieter verwenden Gutschriften für erneuerbare Energien (RECs), um ihren Kohlenstoff-Fußabdruck auszugleichen, was einige dazu veranlasst, zu behaupten, dass ihre Rechenzentren zu 100 Prozent erneuerbare Energie nutzen. RECs sind jedoch nicht dasselbe wie der Verzicht auf fossile Brennstoffe.
• Einrichtung. Der Anbieter ergreift Maßnahmen, um die Energie in seinen Rechenzentren effizienter zu nutzen. So kann ein Anbieter beispielsweise ein Rechenzentrum in einem kalten Klima, unterirdisch oder sogar auf dem Meeresgrund errichten. Der Anbieter könnte auch Wege finden, die überschüssige Wärme, die in den Rechenzentren erzeugt wird, zu nutzen, zum Beispiel zur Beheizung nahe gelegener Gebäude. Darüber hinaus könnten Anbieter auf Technologien des maschinellen Lernens oder der künstlichen Intelligenz zurückgreifen, um die Energienutzung zu überwachen und zu optimieren. Weitere Strategien sind die Änderung des Grundrisses des Rechenzentrums, um die Luftzirkulation durch die Verwendung von Warm- und Kaltgängen zu verbessern, oder die Einführung von Wasserkühlsystemen, um die von den Geräten erzeugte Wärme abzuführen.
• Infrastruktur. Der Anbieter optimiert die Hardware- und Software-Infrastruktur. So kann ein Anbieter beispielsweise Hardware einsetzen, die weniger Energie verbraucht, oder Strategien wie dynamische Spannungs- und Frequenzskalierung verwenden, um den Stromverbrauch zu senken. Der Anbieter kann auch die Ressourcennutzung maximieren, um die Anzahl der Server und Speichergeräte zu reduzieren, zum Beispiel durch die Implementierung von Virtualisierungstechnologien oder softwaredefinierter Infrastruktur.
• Workflow. Der Anbieter setzt mehrere Strategien ein, um die IT-Arbeitsabläufe auf allen Ebenen zu optimieren. Dazu gehören beispielsweise die Verlagerung von Arbeitslasten auf andere Zeiten, die Modifizierung von Anwendungen zur Reduzierung des Netzwerkverkehrs, die Optimierung von Speicher- und Server-Caches, die Automatisierung von Routineaufgaben oder eine Reihe anderer Maßnahmen zur Reduzierung des Energieverbrauchs.

Als Beispiele für grüne Cloud-Praktiken der führenden Cloud-Plattform-Anbieter haben Amazon Web Services (AWS) und Microsoft erklärt, dass sie planen, bis 2025 in ihren Rechenzentren 100 Prozent erneuerbare Energie zu verwenden. Google hat erklärt, dass es dieses Ziel in seinen Cloud-Einrichtungen 2017 erreicht hat und bis 2030 alle Einrichtungen mit kohlenstofffreien Energiequellen betreiben will. Microsoft arbeitet daran, bis 2030 kohlenstoffnegativ zu sein, während AWS bis 2040 einen Netto-Null-Kohlenstoffverbrauch erreichen möchte.

Mit der zunehmenden Verbreitung von Daten spielen auch Speichersysteme eine immer wichtigere Rolle bei den Bemühungen zur Steigerung der Energieeffizienz, auch in Cloud-Rechenzentren. Zu den Strategien für die Umsetzung umweltfreundlicherer Ansätze bei der Datenspeicherung gehören die Bewertung des Energiebedarfs verschiedener Speichergeräte vor dem Kauf, das Abschalten installierter Geräte, wenn sie nicht verwendet werden, und die Identifizierung und Löschung so genannter dunkler Daten (Dark Data), die nicht verwendet werden.

Die Storage Networking Industry Association (SNIA) hat die Green Storage Initiative ins Leben gerufen, die sich für die Förderung der Energieeffizienz und des Energiesparens bei allen vernetzten Speichertechnologien und die Minimierung der Umweltauswirkungen des Datenspeicherbetriebs einsetzt. Im Rahmen dieser Bemühungen bietet die SNIA das Emerald-Programm an, eine Sammlung von Ressourcen zur Messung des Stromverbrauchs und der Effizienz von Speichersystemen sowie zur Energieeinsparung in Storage-Umgebungen von Unternehmen.