Zelené IT

Logo Energy Star , jedno z prvních zelených IT štítků

Pod zeleným IT (zřídka, zelené ICT ) se odkazuje na úsilí o využívání informačních a komunikačních technologií (ICT) v průběhu celého jejich životního cyklu s cílem dosáhnout napříč prostředím a zdroji. To zahrnuje optimalizaci spotřeby zdrojů při výrobě, provozu a likvidaci zařízení ( zelená v IT ).

Dalším aspektem zeleného IT je úspora zdrojů využíváním informačních technologií (IT), například když jsou pracovní cesty nahrazeny videokonferencemi ( Green by IT ).

přehled

GreenIT zahrnuje řadu přístupů, které se zabývají různými aspekty životního cyklu ICT:

• Snížení spotřeby energie při používání
• Snížení spotřeby energie a materiálu ve výrobě
• Snížení odpadního tepla a emisí znečišťujících látek při používání a výrobě
• Redukce znečišťujících látek ve výrobcích a ve výrobních postupech
• Omezení zbytečných výtisků v oblasti tiskárny
• Recyklace a energeticky úsporná likvidace
• Udržitelný design produktů a výroba hardwaru, který je co nejtrvanlivější ( viz také: elektronický odpad , plánované zastarávání )
• programování softwaru šetřící zdroje (zelené softwarové inženýrství)
• Využití IT ke snížení spotřeby energie jiného zdroje (např. Provoz, topné systémy)
• sociální a etické aspekty, jako např B. zdravé a spravedlivé pracovní podmínky ( spravedlivé IT )

Z politických a imageových důvodů je často zvažován také provoz IT zařízení s obnovitelnými energiemi , jako např B. z Greenpeace .

Základními právními normami v EU jsou směrnice RoHS a směrnice WEEE .

příběh

Japonská IT společnost Fujitsu zahájila vlastní ekologický IT program již v roce 1988 otevřením recyklačního centra a vývojem nových, ekologicky šetrných produktů. V roce 1993 přišel na trh první takzvaný Green PC certifikovaný společností Blue Angel , který byl vyráběn tak šetrně k životnímu prostředí, jak to tehdejší prostředky umožňovaly, a také stanovil nové standardy ve spotřebě energie.

Dalším důležitým průlomem v Zelené IT přišel v roce 1992, kdy se americká EPA zahájila na Energy Star štítku. Na druhou stranu, Green IT má také kořeny v informatiky o životním prostředí , která se zabývá využitím informačních technologií pro účely ochrany životního prostředí nebo používání IT pro životní prostředí ochrana. Zejména ETH Curych a přidružený institut EMPA zde působí od 80. let minulého století.

Zelená IT získala větší důležitost od konce roku 2000 kvůli rychle rostoucímu globálnímu šíření internetu a souvisejících koncových zařízení. Toto téma již dlouho hraje roli ve velkých internetových společnostech, jako je Apple nebo Facebook, a tak Apple na konci roku 2014 přešel všechna svá datová centra na zelenou elektřinu (viz Apple # ochrana životního prostředí ). Neziskový projekt Nager IT, který produkuje ekologicky nejšetrnější myš pro fair trade, existuje od roku 2012. Fairphone (Nizozemsko) si klade za cíl vyrábět smartphony, které jsou maximálně šetrné k životnímu prostředí, a svůj první model smartphonu představil v roce 2013 . Následovaly další srovnatelné projekty od jiných výrobců.

Oblasti použití v komerčním použití

Datová centra

K pokrytí spotřeby energie v datových centrech je v závislosti na odhadu zapotřebí průměrně až polovina pro provoz infrastruktury, jako je nepřerušitelné napájení (UPS) , distribuce energie , chlazení a podobně. Opatření, která se zabývají jejich optimalizací, se také označují jako řešení DCIM (Data Center Infrastructure Management) . Údaje o účinnosti využití energie (PUE) poskytují hrubý odhad pro posouzení výdajů na infrastrukturu . V jednotlivých případech se však spotřeba energie na infrastrukturu může výrazně lišit od průměru, protože různé ovlivňující faktory, jako jsou vysoké teploty okolí, omezený prostor budovy nebo vysoké požadavky na zabezpečení datového centra (pokud jsou například UPS k dispozici dvakrát ) zvyšte to i pomocí nejmodernějších technologií. Například pro Japonsko se předpovídá výrazně vyšší nárůst spotřeby energie kvůli přemístění výpočetního výkonu do velkých datových center, protože požadavky na zabezpečení díky jeho umístění v oblasti zemětřesení jsou výrazně vyšší než ve střední Evropě.

Běžným pravidlem je, že servery, které běží nepřetržitě, jsou využívány v průměru pouze 10 až 20 procent. Kapacity serverů jsou obvykle navrženy na základě provozních špiček, kterých je však dosaženo jen zřídka. Jedním konceptem směřujícím k zelenému IT je konsolidace : Zde dochází ke sloučení heterogenních systémů a snížení počtu serverů a datových center. Další možností pro datová centra s lepším využitím kapacity je virtualizace . To umožňuje sdružovat aplikační programy, které dříve běžely na různých počítačích, do virtuálních počítačů na výkonných počítačích. Výsledek: servery lze využívat mnohem více, například až o 50 procent.

Virtualizace je podporována koncepty, jako jsou architektury orientované na služby (SOA) a software jako služba (SaaS). SOA rozděluje obchodní procesy podle výpočetního výkonu, což znamená, že potřebné zdroje v datových centrech lze přesně určit. SaaS přemisťuje aplikační programy z místních počítačů do centrálních vysoce výkonných strojů a využívá potenciál pro sdílení zdrojů. Moderní systémy správy IT dokážou předpovědět skutečně požadované kapacity serverů a podle potřeby snížit, vypnout nebo zapnout služby.

Dalším důležitým aspektem Green IT, který nabízí velký potenciál pro optimalizaci, je chlazení datových center. Na chlazení se vynakládá 35 až 50 procent celkových nákladů na energii datového centra. Modernizací měřicí a chladicí technologie a strukturálních opatření (např. Uspořádání v horkých a studených uličkách, modulární struktura chladicí technologie) lze tento podíl výrazně snížit. Serverové farmy jsou někdy také zakládány v klimaticky příznivějších oblastech, kde je spotřeba energie na chlazení nižší.

Správná volba optimalizačních opatření by však měla vždy vycházet ze současného stavu stávajícího prostředí IT. Z tohoto důvodu by každé „klimatizační kosmetice“ ve smyslu Green IT měla předcházet komplexní analýza skutečných tepelných podmínek v datovém centru. Za tímto účelem by měla být podrobně změřena IT infrastruktura , například vzduch proudící nad a ve zvýšené podlaze, ztráty chladicího vzduchu, účinnost chladicích systémů, vývoj tepla na stojanech, aby bylo možné identifikovat potenciální úspory. Na základě vyhodnocení těchto údajů by pak měl být vytvořen rozumný katalog opatření, který přesně kvantifikuje úspory, které lze očekávat pro každý jednotlivý optimalizační krok nebo když je propleteno několik tepelných korekcí.

Aby byla spotřeba energie a související provozní náklady viditelné, vytvořila společnost Prometeus GmbH kromě TOP500 ( Green500 ) také nový seznam superpočítačů . Green500 porovnává výkon (ve FLOPS) na výkon (ve wattech) superpočítačů místo čistého výkonu.

Energetické požadavky datových center v Německu

Nové datové centrum GSI Darmstadt, známé jako Green IT Cube, bylo slavnostně otevřeno v roce 2016

Většinu spotřeby elektřiny na ICT v komerčním využití tvoří datová centra a servery . Podle studie institutu Borderstep spotřebovala tato zařízení v Německu v roce 2008 10,1 terawatthodiny elektřiny, což je 1,8 procenta z celkové německé spotřeby. Výsledkem byly náklady kolem 1,1 miliardy eur. Energetická hustota center a tím i jejich požadavky na chlazení se neustále zvyšují. Studie předpovídají rostoucí poptávku po elektřině až o 50% v Německu do roku 2013 a identifikují velký potenciál úspor pomocí zeleného IT (od roku 2008).

Podle studie publikované institutem Borderstep Institute v rámci projektu „Adaptive Computing for Green Data Centres (AC4DC)“ v roce 2013 činila spotřeba energie serverů a datových center v Německu v roce 2012 9,4 terawatthodiny. Tento požadavek byl dále odhadován na přibližně 1,8 procenta celkové německé spotřeby a téměř čtyři střední uhelné elektrárny byly považovány za nezbytné k jeho pokrytí. Čísla však ukazují, že trend v Německu zjevně zpomalila rostoucí poptávka po elektřině v datových centrech, která byla zjišťována až do roku 2008.

Další studie stejného institutu a autora z roku 2018 ukazuje energetickou náročnost serverů a datových center v Německu na 13,2 terawatthodiny elektřiny v roce 2017. Podle této studie se poptávka po energii v datových centrech v Německu mezi lety 2010 a 2017 zvýšila o 25%.

Komunikační síť

Objem provozu v sítích ICT se v současné době zvyšuje o 50% až 100% ročně. Tento růst bude pokračovat dalších 10 let. S tím je spojen nárůst spotřeby energie přibližně o 16% až 20% ročně. Odhaduje se, že zařízení a zařízení ICT jsou v současné době zodpovědná za 2% globálních emisí CO ₂ . Jiné odhady dospěly k závěru, že tento údaj se blíží 3%.

Silný nárůst mobilních komunikačních aplikací představuje značnou část ročního nárůstu objemu provozu o 50% až 100% v sítích ICT. Na jedné straně to souvisí s rozsáhlým rozšířením mobilních rádiových sítí a vývojem nových služeb s vyššími datovými rychlostmi a zlepšenou kvalitou služeb, jakož i s vývojem zcela nových oblastí použití. Zejména rozvojové ekonomiky se spoléhají na mobilní rádiové technologie, protože většinou neexistují infrastruktury pevných sítí, nízké investiční náklady a rychlé rozšiřování sítě.

Pokud jde o skutečnou síťovou technologii, v souvislosti s energetickou účinností je třeba zvláště zvážit efekty, které vyplývají z rozšíření širokopásmových systémů . V Německu vzniká následující situace:

• V růstu poptávky po energii dominuje technologie přístupu k mědi se svou široce rozvětvenou sítí až ke každému zákazníkovi. Například komplexní instalace VDSL v Německu s dnešní technologií by generovala požadavek na výkon 450 MW.
• Pro celou širokopásmovou mobilní síť včetně koncových zařízení je předpovídán požadavek 520 MW na rok 2010. Většina je způsobena buněčnými základnovými stanicemi. Přidružené dopravní sítě přispívají odhadem 25% k poptávce po energii. Přes jejich velký počet je spotřeba energie mobilních zařízení ve srovnání s ostatními součástmi prakticky zanedbatelná.
• Rostoucí poptávka po energii vyplývá z podnikových sítí, tzn. H. kvůli rostoucím požadavkům na šířku pásma lokálních sítí (LAN) a provozu vysokorychlostních sítí LAN. Počáteční odhady předpovídají pro tyto sítě v roce 2010 poptávku přes 150 MW.
• V současné době je přibližně 50% soukromých širokopásmových připojení provozováno pomocí bezdrátového routeru LAN (WLAN), který již generuje energetický požadavek kolem 100 MW.
• Podíl širokopásmové technologie (páteřní směrovač a technologie WDM ) na celkové energetické potřebě síťové technologie je nižší než 15%, ale vzhledem k vysoké úrovni integrace systémů vznikají vzhledem k vysoké hustotě energie značné problémy, které mohou v konečném důsledku budou řízeny pouze komplexní klimatizační technologií (která zase také vyžaduje hodně energie).

Kancelářské aplikace

26,5 milionu počítačů pracovních stanic v Německu spotřebovalo v roce 2010 v provozu přibližně 3,9 terawatthodiny elektřiny. Při výrobě těchto zařízení bylo vygenerováno dalších 9,3 terawatthodin. V této oblasti použití mohou další zlepšování účinnosti nastat prostřednictvím vhodného vývoje. Kromě přímé optimalizace hardwarových komponent z hlediska spotřeby energie a materiálu mohou nové technologie umožnit i další IT aplikace. Díky virtualizaci desktopů lze stolní počítače náročné na zdroje nahradit jednoduššími tenkými klienty . Nedostatečný výpočetní výkon tenkých klientů je centrálně kompenzován datovým centrem. Toto je také označováno jako výpočetní technika založená na tenkém klientovi a serveru (TC & SBC) . Taková datová centra mohou „vyrábět“ výsledný výkon v závislosti na zátěži a šetřit tak energii ve srovnání se stolními počítači, protože ta mohou relativně špatně reagovat na doby nečinnosti. V ideálním případě si uživatel této změny nevšimne. Fyzické zajištění výpočetního výkonu může v zásadě probíhat celosvětově ( cloud computing ). TC & SBC navíc může prodloužit životnost koncových zařízení. V „klasickém“ řešení jsou notebooky nebo stolní počítače často tříděny kvůli nedostatečnému výpočetnímu výkonu, nikoli kvůli únavě materiálu nebo poškození. Přesunutím výpočetního výkonu do datového centra zůstávají tencí klienti déle v moderním stavu a mají tak potenciál snížit spotřebu zdrojů při výrobě IT.

Mezi další aplikace patří využití videokonferencí místo služebních cest a řízení IT, klimatizace nebo osvětlení kancelářských budov.

Operační systémy

Výrobce operačního systému Microsoft byl kritizován za to, že operační systém Windows nemá vhodné mechanismy k efektivnímu využívání energie. Vzhledem k vysokému podílu operačního systému na trhu by to mohlo mít zásadní dopad na spotřebu energie po celém světě. Podle Microsoftu se to od Windows Vista změnilo, ale to je kontroverzní. Problém lze do značné míry vysledovat ve skutečnosti, že až do verze Vista Windows nepodporoval centrální správu energetického managementu správcem systému. Důvodem je skutečnost, že mnoho společností neoptimalizuje spotřebu energie na jednotlivých počítačích.

Zavedením systému Windows Vista byl tento nedostatek částečně napraven zavedením centrálního systému řízení energie. Nový energetický management je kritizován kvůli své nepružnosti. Hlavním bodem kritiky je neschopnost dynamicky přizpůsobit energetický management aktuálním potřebám. V souladu s tím existuje na trhu několik softwarových produktů, které tuto mezeru vyplňují.

vývoj aplikací

Architektura softwarových aplikací má významný dopad na spotřebu energie. Zejména aplikace založené na prohlížeči (webové aplikace, bohaté internetové aplikace ) se drasticky liší v závislosti na použité architektuře. GWT World odhaduje, že servery mohou obsluhovat až 50krát více klientů, pokud se místo klasických webových architektur použijí moderní architektury Ajax . Moderní architektury Ajax umožňují používat energeticky úsporné, ale méně výkonné klienty, aniž by uživatel musel déle čekat. Software, který je přetížený funkcemi, chybný nebo špatně naprogramovaný, je v rozporu se snahou Green IT. Zvláště pokud je to používáno v masivním měřítku (viz také bloatware ). Zvýšení efektivity a úspor lze často dosáhnout na stávajícím hardwaru prostřednictvím aktualizací softwaru, zejména aktualizací firmwaru .

Oblasti použití v soukromém použití

Logo certifikátu „ Modrý anděl “
(před revizí 2018)

V roce 2007 byly soukromé domácnosti v Německu zodpovědné za přibližně 60 procent spotřeby elektrické energie ICT, celkem 33 TWh. 11,2 TWh z toho připadá na samotné počítače (včetně periferií). Největší podíl mají televize s 15,8 TWh.

Spotřebitelé mohou svým nákupním chováním nejen krátkodobě ušetřit náklady a energii, ale také upřednostňují další vývoj ještě účinnějších zařízení. Každodenní používání těchto zařízení také potřebuje zlepšení. Stále se zbytečně ztrácí mnoho energie, protože zařízení se nevypínají přes noc, o víkendech nebo na dovolené, ale nechávají se v pohotovostním režimu . Po dobu používání funkce pohotovostního režimu zajišťuje, že se spotřeba energie automaticky sníží, když zařízení - např. B. tiskárna, kopírka nebo fax - aktuálně nepřijímá objednávku, a proto se „uspává“. Nezanedbatelné množství energie však lze ještě ušetřit, pokud je zařízení zcela odpojeno od elektřiny, jakmile již není stále potřeba. Příkladem je tiskárna, která spotřebuje 20 wattů v provozu (tj. Při tisku) a 6 wattů v pohotovostním režimu (tj. Když čeká na vytištění dat). I v energeticky úsporném režimu jsou stále spotřebovány 4 watty.

Viz také: úspora energie

Pro soukromé uživatele je více než čtvrtina (28%) celkové roční spotřeby elektřiny v IT generována v pohotovostním režimu, celkem 9,5 TWh, i zde mají největší podíl televize s 3,7 TWh.

Další oblasti použití

• Řízení provozu : zlepšují se dopravní procesy, omezují se dopravní zácpy a emise znečišťujících látek. Oblasti se zvláště hustým provozem mohou být blokovány nebo omezeny na provoz. Kromě toho může být město díky lepšímu systému řízení dopravy pro veřejnou dopravu atraktivní pro občany.
• IT systémy pro řízení elektráren s různými elektrárnami (několik lignitových elektráren , decentralizované elektrárny ): Elektrárny pracují efektivněji a šetří zdroje.
• Chytré měření pomocí inteligentních elektroměrů, které automaticky měří a účtují náklady na elektřinu. Na displeji může zákazník kdykoli vidět, kolik elektřiny aktuálně používá a kde a kolik ho to stojí. Tato transparentnost může přispět k šetrnějšímu využívání energie.

Repasované IT

Jedná se o IT (většinou počítače, notebooky a servery), které z. B. pocházejí z ukončených leasingových smluv. Ty jsou kompletně přepracovány, vyčištěny, zkontrolovány a nakonec opět prodány jako použitá zařízení výrobcem nebo prodejcem. Protože se obvykle jedná o obchodní zařízení, lze je díky vysoce kvalitním vestavěným dílům bez problémů používat po dlouhou dobu. Renovace je proto ekologická metoda opětovného použití stávajících zařízení za účelem úspory zdrojů.

Chytré telefony

• Fairphone
• Librem 5
• PinePhone
• Shiftphone

Slabé stránky přístupu

• Greenwashing Tento termín mohou zúčastněné společnosti používat pro své marketingové strategie, jak se jim líbí, protože ačkoli bylo definováno několik chráněných ochranných známek, nejsou definována testovatelná kritéria pro „zelené“ vlastnosti produktů. Uživatelé konceptu proto riskují, že budou nekontrolovaně propagovat soukromé marketingové strategie vlastníků značek.
• Odrazové efekty Používání ekonomických počítačů a serverů může znamenat, že se zařízení používají déle denně nebo že je zakoupeno a používáno více zařízení. Tyto efekty mohou zničit veškeré pokusy o úsporu peněz a vyskytují se ve společnostech / soukromých domácnostech i na národní a globální úrovni. Napříkladmetody proof-of-work v IT mohou vést k rebound efektům. Se sníženou energetickou náročností a tím i nižšími provozními náklady lze obtížné úkoly prokázat nákladově efektivněji. Obtížnost důkazu o práci a potřebný výpočetní výkon pak lze zvýšit, aby byla zachována funkce vhodného dokladu o výkonu. V krypto měny Bitcoin, se tak staneasi za dva týdny a vede k rostoucí spotřebě energie.

• Různé Jakékoli IT, pokud není používáno pro zábavní účely, je samo o sobě „zelené“. Online bankovnictví například eliminuje výlety do banky, e-maily ukládají dopisy, elektronické účetnictví šetří spoustu papíru a mnoho dalších úsporných efektů. Problémem je však široká škála odrazových efektů (např. Snazší zasílání reklam).

Filmy, které se zabývají dopadem IKT na životní prostředí

• Another Promise (Korea, 2014)
• The Empire of Shame (Korea, 2014)
• Kdo platí cenu? (Krátký film, Čína, 2014)
• Krev v mobilu (Dánsko, 2010)
• Za obrazovkou (Rakousko, 2011)
• Story of Electronics (krátký film, USA, 2010)
• Vítejte v Sodomě (2018)

literatura

• Frank Lampe (Ed.): Zelené IT, virtualizace a tencí klienti. Dosáhněte energetické účinnosti s novými IT technologiemi, chraňte životní prostředí a ušetřete náklady , Vieweg, Wiesbaden 2010, ISBN 978-3-8348-2624-4 .
• Rüdiger Zarnekow, Lutz Kolbe: Green IT. Zjištění a osvědčené postupy z případových studií , Springer Gabler, Berlin / Heidelberg 2013, ISBN 978-3-642-36151-7 .
• Fabian Löser, Rüdiger Zarnekow: Udržitelné řízení IT. Strategicky plánujte celopodniková opatření a úspěšně je implementujte , dpunkt.verlag, Heidelberg 2015, ISBN 978-3-86490-155-3 .

webové odkazy

• Kousky a stromy - hnutí za digitalizaci a udržitelnost
• Inovace prostřednictvím CSR (PDF; 337 kB) Brožura Federálního ministerstva pro životní prostředí, ochranu přírody a jadernou bezpečnost
• ecologee.de - Sbírka zelených IT odkazů
• Faire Computer.de - blog o spravedlivém a udržitelném IT
• Umwelt - campus.de -Přístupy k rozšíření aktivit souvisejících s hardwarem o aspekty softwarové stránky („Green Software Engineering“)
• Zelené webové stránky ministerstva životního prostředí Bádenska-Württemberska
• IT2Green - bývalé projekty financování v oblasti zeleného IT na federálním ministerstvu hospodářství (BMWI)
• ne - rz.de -síť energeticky účinných datových center
• Umwelt.org - informace a odkazy na zelené IT
• Počítač, internet a co - úspora peněz a ochrana klimatu , brožura Federální agentury pro životní prostředí (2009)
• Pokyny pro udržitelnou IT infrastrukturu - zavádění IT infrastruktury s ohledem na ekologické, sociální a ekonomické aspekty (Unternehmensgrün - Bundesverband und kaneo GmbH)

Individuální důkazy