1-Byte-Modell
Das 1-Byte-Modell ist eine Methode zur Einschätzung der Umweltauswirkung von Datenübertragungen und insbesondere des damit verbundenen CO2-Verbrauchs. Es versucht, den Kohlenstoffdioxid-Ausstoß, der mit der Übertragung einer bestimmten Datenmenge über das Internet verbunden ist, in einfacher und verständlicher Weise abzuschätzen. Dieses Modell ist besonders relevant in einer Zeit, in der der digitale Datenverkehr rapide zunimmt und das Bewusstsein für die Umweltauswirkungen von Technologie ebenfalls wächst.
Grundkonzept des 1-Byte-Modells
Das 1-Byte-Modell basiert auf der Idee, dass für jedes Byte an Daten, das über das Internet übertragen wird, eine bestimmte Menge an Energie verbraucht wird. Diese Energie stammt hauptsächlich aus den Stromquellen, die die Netzwerkinfrastruktur – wie Datenzentren, Übertragungsnetzwerke und Endnutzergeräte – versorgen. Die Menge an CO2-Emissionen, die durch diesen Energieverbrauch verursacht wird, hängt von der Art der Energiequellen ab, die zur Stromerzeugung genutzt werden. Länder mit einem hohen Anteil an fossilen Brennstoffen in ihrem Energiemix weisen in der Regel höhere CO2-Emissionen pro übertragenem Byte auf als Länder, die erneuerbare Energiequellen nutzen. Deswegen ist es wichtig, bei der Analyse von digitalen Inhalten das jeweilge Herkunftsland und den dort verwendeten Energiemix zu berücksichtigen, wie es unser Tool der Grüne Ermittler tut.
Komponenten des Datenübertragungsprozesses
Um die CO2-Emissionen einzuschätzen, muss das 1-Byte-Modell mehrere Schlüsselkomponenten beim Prozess der Datenübertragung berücksichtigen:
- Rechenzentren
Sie sind die zentralen Knotenpunkte für die Speicherung, Verarbeitung und das Auslieferung von Internetdaten. Die Energie, die in Datenzentren verbraucht wird, umfasst die Stromversorgung der Server, die Kühlung, Beleuchtung und andere Infrastrukturen. Der Energieverbrauch kann basierend auf der Effizienz des Datenzentrums (siehe PUE), der verwendeten Technologie und dem Ausmaß der genutzten erneuerbaren Energien stark variieren. - Übertragungsnetzwerke
Dazu gehören die physischen Medien wie Kupferkabel, Glasfaser und die Netzwerkgeräte, die zur Datenübertragung zwischen den Datenzentren und den Endnutzern verwendet werden. Aber auch die Infrastruktur und die Art und weise der mobilen Datenübertragung z.B. mittels LTE. Auch hier variiert der Energieverbrauch je nach Technologie, Effizienz der Geräte und Länge der Übertragungsstrecken. - Endnutzergeräte
Die Geräte der Endnutzer, zu denen Smartphones, Tablets, PCs und andere verbundene Geräte gehören, verbrauchen ebenfalls Energie, um Daten zu empfangen und zu senden. Obwohl der individuelle Energieverbrauch eines Geräts relativ gering sein mag, summieren sich die Emissionen aufgrund der enormen Anzahl an vernetzten Geräten weltweit erheblich.
Diese Komponenten sind von der Reihenfolge her immer weniger einschätzbar: Können Rechenzentren relativ klar umrissen werden in den Verbräuchen, wird es bei den Übertragungsnetzwerken schon schwieriger, das es zwar ebenfalls eine begrenzte Anzahl an eingesetzten Technologien gibt, diese sich aber erheblich in der Energieeffizienz unterscheiden können, wie zum Beispiel das 4G und 5G Netzwerk im Mobilfunknetz. Vollendes divers wird es dann bei den genutzten Endgeräten, die vom Fernseher über Großleinwand bis hin zur Spielekonsole reichen kann.
Der Grüne Ermittler berücksichtigt daher den CO2 Ausstoß der Rechenzentren und pauschalisiert die Übertragungsnetzwerke, klammert aber die Endnutzergeräte aus, da dieser den Betreiber einer Website im Fokus hat und diesem “erzeugerorientiert” Ratschläge bieten möchte.
Berechnungsmethode
Die Berechnung der CO2-Emissionen pro Byte kann auf Basis verschiedener Faktoren erfolgen:
- Energieintensität der Datenübertragung
Hier wird die Menge der Energie gemessen, die benötigt wird, um ein Byte Daten von einem Punkt zum anderen zu übertragen. Dieser Wert kann aus historischen Daten abgeleitet oder durch direkte Messungen in der Netzwerkinfrastruktur geschätzt werden. - Kohlenstoffintensität des Stroms
Dies bezieht sich auf die Menge an CO2-Emissionen pro verbrauchter Kilowattstunde Strom. Diese Rate variiert von Region zu Region und hängt von den lokalen Energiequellen ab. Zudem kommt hier die Frage ins Spiel, wie Atomstrom zu bewerten ist, da dieser zwar CO2-neutral ist, aber erhebliche andere Umweltauswirkungen hat. - Gesamtdatenmenge
Die Gesamtdatenmenge, die übertragen wird, muss ebenfalls berücksichtigt werden, da dies den Gesamtenergieverbrauch und damit die gesamten CO2-Emissionen beeinflusst. Es bietet sich an, die Datenmenge getrennt nach eigenen Dateninhalten und denen von Dritten, wie zum Beispiel Werbenetzwerken zu trennen, die oft aus einer anderen Infrastruktur in einem anderen Land ausgeliefert werden und so unter Umständen einen ganz anderen CO2 Fußabdruck haben.
Anwendungen und Bedeutung
Das 1-Byte-Modell ist nützlich für Unternehmen und Organisationen, um ihre digitale Umweltbilanz zu verstehen und zu verbessern. Durch die Quantifizierung der CO2-Emissionen, die mit der Datenübertragung verbunden sind, können sie informiertere Entscheidungen über die Auswahl von Technologien und Praktiken treffen, die ihre Umweltauswirkungen minimieren.
Herausforderungen und Grenzen
Das Modell steht jedoch vor Herausforderungen, insbesondere in Bezug auf die Genauigkeit und die Annahmen, die für die Berechnungen gemacht werden müssen. Unterschiede in der Energieeffizienz von Technologien, Schwankungen in den Energiequellen und regionale Unterschiede in der Infrastruktur können die Ergebnisse erheblich beeinflussen. Darüber hinaus berücksichtigt das Modell möglicherweise nicht alle indirekten Emissionen, die mit der Herstellung und Entsorgung von Hardware verbunden sind. Auch die Auswirkungen der genutzten Endgeräte können nur schwer mit dem Modell quantifiziert werden.
Das 1-Byte Modell – Ein erster Rahmen
Das 1-Byte-Modell bietet einen ersten Rahmen für das Verständnis der Umweltauswirkungen digitaler Datenübertragungen. Es zeigt die Notwendigkeit, die beteiligten Komponenten im CO2 Verbrauch zu verbessern und Online Tools, wie der Grüne Ermittler machen die Veränderung messbar. Von besonderer Bedeutung ist neben der Optimierung auch die Umstellung auf oder die Nutzung von erneuerbarer Energien, um die eigene CO2-Bilanz auch in der digitalen Welt zu reduzieren. Trotz seiner Einschränkungen bietet das Modell wertvolle Einsichten und ist so ein guter Start zur Bewertung und Optimierung der eigenen digitalen Hilfsmittel und Websites. Die Nutzung des Modells im Grünen Ermittler zeigt konkrete Maßnahmen zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen in der digital vernetzten Welt und fördert so das Bewusstsein um diese Zusammenhänge.
Weiterführende Links
The Green Web Foundation – CO2.js Dokumentation
Diese Seite bietet eine detaillierte Dokumentation zur CO2.js-Bibliothek, die das 1-Byte-Modell enthält, das zur Schätzung der CO2-Emissionen pro Byte Datenübertragung verwendet wird. Diese Ressource ist besonders nützlich für Entwickler, die die Umweltauswirkungen ihrer Webseiten und Online-Dienste abschätzen möchten.
The Shift Project
Auf dieser Plattform finden sich umfassende Forschungsberichte und Analysen über die Auswirkungen digitaler Infrastrukturen auf die Umwelt, einschließlich der Anwendung des 1-Byte-Modells zur Analyse der CO2-Emissionen. The Shift Project bietet tiefe Einblicke in den Energieverbrauch digitaler Technologien.