Der IT-Energiebedarf wird bis 2030 um 50 Prozent steigen. Wie können wir eine nachhaltige Zukunft gestalten?

Wie können wir angesichts des steigenden IT-Energiebedarfs die Umweltbelastung verringern?

Die unstillbare Nachfrage nach digitalen Diensten und Konnektivität führt heute zu einem erheblichen Wachstum der IT- und Kommunikationsinfrastruktur. Mit diesem beschleunigten Wachstum wird unweigerlich mehr Strom benötigt, um die Rechenzentren und Edge-Computing-Systeme zu betreiben, die diesen digitalen Wandel vorantreiben.

Rechenzentren sind das Rückgrat der weltweiten digitalen Wirtschaft, und verschiedene Analysten gehen davon aus, dass sie etwa 1-2 Prozent des weltweiten Stromverbrauchs ausmachen. Für das Jahr 2020 wird jedoch geschätzt, dass der gesamte IT-Sektor zwischen 5 und 15 Prozent des weltweiten Energieverbrauchs ausmachen wird.

Eine wichtige Frage bleibt jedoch: Wie viel mehr Energie wird unser Sektor mit der zunehmenden Digitalisierung benötigen? Und wie kann dieser Bedarf gedeckt werden, ohne die Umweltprobleme, die durch den Anstieg der Kohlenstoffemissionen verursacht werden, zu verschärfen?

Digitale Beschleunigung ist endemisch

Angesichts der Unvorhersehbarkeit, wie sich die heutige digitale Infrastruktur im nächsten Jahrzehnt entwickeln wird, und der unbekannten Formen, die die Technologie annehmen wird, kann man argumentieren, dass es schwierig sein wird, genau vorherzusagen, wie viel Energie benötigt werden wird. Wer hätte zum Beispiel die Veränderungen durch die Covid-19-Pandemie und die digitalen Auswirkungen der damit verbundenen Abschaltungen vorhersehen können?

Niemand konnte vorhersehen, dass die Zahl der Zoom-Nutzer zwischen Dezember 2019 und März 2020 von 10 Millionen auf 200 Millionen ansteigen würde, und wenn nicht so viele Menschen gezwungen gewesen wären, aus der Ferne zu arbeiten oder sich weiterzubilden, könnte man sich fragen, ob die digitale Nachfrage so schnell gestiegen wäre?

Klar ist, dass sich die Welt nach dem Ausbruch der globalen Sperren einloggte und der Internetverkehr in die Höhe schoss. Seit dem Ausbruch der Sperren hat die Nutzung von digitalen Medien und Videostreaming durch die weltweiten Internetnutzer erheblich zugenommen. 51 Prozent der Weltbevölkerung nutzen mehr Streaming-Dienste und 45 Prozent verbringen mehr Zeit mit Messaging-Diensten.

Unternehmen und auch Verbraucher sind von diesen digitalen Technologien abhängig geworden, die wiederum auf Rechenzentren, Strom und verteilte IT-Infrastrukturen angewiesen sind. Diese Technologien sind Bestandteil der digitalen Wirtschaft, und ohne sie würde das Leben vor und nach der Pandemie ganz anders aussehen.

Energieprognosen für den IT-Sektor

Verschiedene Interessengruppen haben versucht, den Energiebedarf der digitalisierten Wirtschaft zu prognostizieren, und es gibt zahlreiche Analysen dazu. Das Sustainability Research Institute von Schneider Electric hat eine eigene Forschungsanalyse durchgeführt, um den voraussichtlichen Energiebedarf des IT-Sektors abzuschätzen, die in unserem Digital Economy and Climate Impact Report veröffentlicht wurde.

Unter Berücksichtigung der potenziellen Verbesserungen bei der IT- und Stromeffizienz, die in den kommenden Jahren zu erwarten sind, gehen wir davon aus, dass die weltweite Stromnachfrage im IT-Sektor mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 5 Prozent steigen wird: Bis 2030 wird ein Wert von 3.200 TWh erreicht, was einem Anstieg des Stromverbrauchs um 50 Prozent in den nächsten zehn Jahren entspricht.

Natürlich haben viele andere Analysten versucht, den IT-Energiebedarf vorherzusagen, und da es keinen standardisierten Rahmen gibt, sind die Ergebnisse sowohl unterschiedlich als auch zahlreich. Eine der bekanntesten Studien stammt von Anders Andrae aus dem Jahr 2015 und prognostiziert ein Worst-Case-Szenario von 30.700 TWh, was mehr als das Zehnfache unserer Schätzungen ist. Eine überarbeitete Studie, die 2020 veröffentlicht wurde, prognostiziert jedoch, dass der IT-Energiebedarf bis 2030 zwischen 2.200 und 3.200 TWh liegen wird, was den Ergebnissen des Schneider Electric Sustainability Research Institute sehr nahe kommt.

Energiewachstum und Einführung der Digitalisierung

Es ist unbestreitbar, dass wir mehr Energie benötigen, um unsere digitalisierte Lebensweise aufrechtzuerhalten, und es obliegt allen wichtigen Akteuren im IT- und Rechenzentrumssektor, dafür zu sorgen, dass Energie so effizient und nachhaltig wie möglich genutzt wird.

Die in unserem Bericht über die Auswirkungen der digitalen Wirtschaft und des Klimas veröffentlichten Daten sagen voraus, dass 75 Prozent des Anstiegs des Stromverbrauchs bis 2030 auf Rechenzentren und Netzwerke entfallen werden, wobei die größten Treiber die Rechen- und Speicheranforderungen von Big Data und künstlicher Intelligenz (KI) sind, die beide voraussichtlich erheblich zunehmen werden, sowie die mobile Kommunikation, die durch das Wachstum der 5G-Netze vorangetrieben wird.

Der sichtbarste Beweis für das Wachstum digitaler Dienste ist das Wachstum des IP-Verkehrs, für den Cisco bis 2023 eine CAGR von 26 Prozent erwartet. Für den gleichen Zeitraum wird ein noch schnelleres Wachstum des mobilen Datenverkehrs von 46 % erwartet, und Schneider Electric geht davon aus, dass 5G-Netze bis 2030 70 % des mobilen Datenverkehrs ausmachen könnten.

Infolge dieses Wachstums gehen wir davon aus, dass der Gesamtstromverbrauch im Zusammenhang mit Telekommunikationsnetzen bis 2030 mit einer durchschnittlichen Wachstumsrate von 10 % steigen wird. Wenn das der Fall ist, wie lösen wir dann das Nachhaltigkeitsproblem?

Dekarbonisierung der digitalen Zukunft

Die Effizienz großer Rechenzentren hat sich in den letzten Jahren stark verbessert, was zum Teil auf die zunehmende Virtualisierung, die Verbesserung der Kühlungseffizienz und die stärkere Beachtung von Messgrößen wie der Stromverbrauchseffektivität (PUE) zurückzuführen ist. Die stetige Verbesserung der PUE für größere Installationen wird jedoch wahrscheinlich durch die wachsende Zahl kleinerer, verteilter Rechenzentren am Rande des Netzwerks ausgeglichen.

Da immer mehr IT an den Rand verlagert wird, ist es wichtig, dass wir verteilte IT-Infrastrukturen auf nachhaltige Weise bereitstellen und dabei die Lektionen vergangener Rechenzentrumsbereitstellungen lernen und übernehmen. Es ist daher von größter Bedeutung, dass wir Systeme mit einer größeren Standardisierung entwerfen, sie für einen bestimmten PUE-Wert bauen und sicherstellen, dass die Standorte so verwaltet werden, dass sie sowohl widerstandsfähig als auch energieeffizient sind.

Um sicherzustellen, dass ein solches Wachstum der IT-Infrastruktur nicht zu einem vergleichbaren Anstieg der Kohlenstoffemissionen führt, ist auch eine branchenweite Verpflichtung zur Dekarbonisierung erforderlich. Die Energieunternehmen stellen bereits auf erneuerbare und kohlenstofffreie Produktionsmethoden um, aber die IT-Akteure müssen weiterhin Strategien verfolgen, die im gesamten digitalen Ökosystem für Nachhaltigkeit sorgen - von der Systementwicklung über die Beschaffung bis hin zum Betrieb der Anlagen.

Unsere Analyse zeigt, dass der Strombedarf des IT-Sektors bis 2030 voraussichtlich um 50 Prozent steigen wird, während die Emissionen nur um 26 Prozent zunehmen werden. Dies ist weitgehend auf die Dekarbonisierung des Stromsystems zurückzuführen. Da die großen IT-Unternehmen sich weiterhin verpflichten, die CO2-Emissionen in ihrem gesamten Betrieb zu reduzieren, könnten die Emissionen des IT-Sektors laut unserem Bericht bis 2030 neutralisiert werden.

Klar ist, dass digitale Technologien direkt dazu beitragen können, den Gesamtenergiebedarf in allen Branchen zu senken. Und durch eine verstärkte Elektrifizierung, eine geringere Energieverschwendung und einen gemeinsamen Fokus auf Nachhaltigkeit hat unser Sektor die Möglichkeit, eine wirklich nachhaltige, digitale Zukunft zu gestalten.

Marc Garner, Vizepräsident der Secure Power Division in Großbritannien und Irland, Schneider Elektrisch

Ursprünglich veröffentlicht auf ITProPortal