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Digitale Nachhaltigkeit - Das Heimnetzwerk

Unter dem Handlungsprinzip der Nachhaltigkeit versteht man heutzutage, einfach ausgedrückt, dass einem geschlossenen System nicht mehr Ressourcen entnommen werden als dieses regenerativ wieder selbst erzeugt oder diesem, auch langfristig, wieder zugeführt werden kann.

In der Diskussion wie die gesamte Menschheit auch in mittlerer und ferner Zukunft noch gut auf der Erde leben kann erfährt dieser Begriff eine hohe Bedeutung.

In diesem Artikel möchte ich schlicht das Handlungsprinzip der Nachhaltigkeit auf das Heimnetzwerk eines privaten Haushalts interpretieren, in dieser Hinsicht Gedanken entwickeln und Ideen geben.

Der Artikel wendet sich zuerste den Geräten zu, aus welchen ein Netzwerk üblicherweise aufgebaut ist. Der Energieverbrauch und die Lebensdauer solcher Geräte sind der Schwerpunkt.

Im zweiten Abschnitt geht es um die Übertragung von Daten. Wie viel Energie braucht es eigentlich um ein Bit zu übertragen? Gibt es Unterschiede ob man Daten per Glasfaser oder Mobilfunk überträgt?

Im letzten Abschnitt geht es um Daten in sich. Zu einem die Speicherung von Daten und dabei der Frage ob man Daten besser lokal speichert oder z.B. aus der Cloud streamt? Zum anderen wird der Umgang mit den eigenen privaten Daten mit dem Nachhaltigkeitsprinzip verknüpft.

  1. Verwendete Geräte
  2. Übertragung von Daten
  3. Daten in sich
Bild: Digitale Nachhaltigkeit
Bild: Digitale Nachhaltigkeit

Verwendete Geräte

In den Anfängen des Internets wurde in einem typischen Haushalt genau ein PC per Ethernet-Kabel (LAN) zu einem Modem verbunden. Das Modem war für die elektrische Signalwandlung einer DSL-Strecke zuständig, der PC für die Verarbeitung der Internet-Protokolle.

Im nächsten Schritt wanderte die Verarbeitung der Internet-Protokolle sozusagen in das Modem und dieses wandelte sich zum Internet-Router. Es war jetzt einfacher mehrere PCs mit dem Internet zu verbinden. Heute verteilen die Internet-Router das Netzwerk per Ethernet (LAN) und WLAN.

In vielen Haushalten sind jetzt noch weitere Geräte wie Ethernet-Switches, WLAN-Repeater, PowerLine Adapter verbaut, um das Netzwerk weiter zu verteilen. Zusätzlich werden mehr und mehr verschiedenste Endgeräte an das Heimnetzwerk angeschlossen. Manche Enderäte profitieren sehr stark von einem Netzwerkanschluss und finden entsprechend größere Verbreitung. Beispiele sind Tablets, vernetzte Lautsprecher, Netzwerkspeicher und IP-Kameras. Zusätzlich werden Lichtschalter, Rollädenmotoren, Lampen, … per „Smart-Home“ vernetzt und gesteuert.

Benötigte Energie für den Betrieb eines Heimnetzwerkes

All diese Geräte benötigen Energie für die Herstellung, ihren Betrieb und am Ende des Lebenszyklus für die Entsorgung, idealerweise das Recycling.

Doch wie viel Energie benötigen Geräte wie ein Internet-Router, ein WLAN-Repeater oder ein Ethernet-Switch für ihren Betrieb?

Der Hersteller AVM (bekannt durch die Marke Fritz) gibt lobenswerterweise in den technischen Spezifikationen für seine Produkte auch den Energieverbrauch an (Quelle [1]). Für das aktuelle Flagschiff die Fritz!Box 7590 wird die durchschnittliche Leistung mit ca. 10 Watt angegeben. Die Angabe der Leistungsaufnahme für den WLAN-Repeater Fritz!Repeater 450E liegt durchschnittlich bei 5 Watt. Auch für Ethernet-Switches der Firma Netgear ließen sich Angaben für die Leistungsaufnahme finden. So liegt ein Smart-Managed Ethernet-Switch des Typs Netgear S350 8 Port bei durchschnittlich 6 Watt (Quelle [2]).

10 Watt Leistungsaufnahme bedeuten eine verbrauchte Leistung von ca. 90 Kilowattstunden in einem Jahr. Die Stromkosten für solch einen Internet-Router betragen somit ca. 25€ (Stand 2018) pro Jahr. Die gesamte benötigte beständige Leistung bei ca. 40 Millionen Haushalten in Deutschland und einem Internet-Router pro Haushalt betragen 400 Megawatt, was durchaus der Leistung eines konventionellen Kraftwerks entspricht.

In einem gut vernetzten modernen Einfamilienhaus kommt noch ein WLAN-Access-Point pro Etage, ein zentraler Netzwerkspeicher und ein größerer Ethernet-Switch (z.B. 24 Port) hinzu. Evtl. noch weitere kleine Ethernet-Switches z.B. im Arbeits-/Kinderzimmer oder ein WLAN-Access-Point für die Terrassen-/Gartenabdeckung. In älteren Haushalten werden vermehrt WLAN-Repeater, PowerLine Adapter und kleine z.B. 8 Port Ethernet-Switches eingesetzt. Sie bekommen damit einen Eindruck von der benötigten Energie und damit auch den Kosten und Ressourcen rein nur um ein Heimnetzwerk zu betreiben. Angeschlossene Endgeräte blieben bislang außen vor, aber z.B. ein einzelner vernetzter Lautsprecher dürfte auch um die 5 Watt Leistung benötigen.

Notiz: Der Energieverbrauch von z.B. PCs, Fernsehern, Spielekonsolen blieb und bleibt hier außen vor. Diese Geräte können auch gut ohne Netzwerkanbindung eingesetzt werden und der Artikel fokussiert sich auf Netzwerke.

Ein erster Schluss ist, dass der Energieverbrauch selbst für die reinen Netzwerkgeräte nicht unerheblich ist. Vor allem da solche Geräte in der Regel 24 Stunden am Tag, 7 Tage die Woche betrieben werden.

Es lohnt sich somit bewusst zu überlegen, welche Geräte wirklich, wirklich gebraucht werden. Ein „smarter“ Schalter für Licht ist nett, aber rechtfertigt „nett“ die Kosten in Geld, Energie und Ressourcen? Brauche ich den WLAN-Repeater wirklich oder kann ich nicht doch ein Ethernet-Kabel verlegen ?

Ein anderer Aspekt ist es, das es sich lohnt lieber ein Multifunktionsgerät zu betreiben, als die Funktionen über mehrere Geräte zu verteilen. Als Beispiel dienen kann hier der Internet-Router. Heutzutage haben viele Internet-Router Modem, Internet-Protokoll, WLAN-Access-Point, Ethernet-Switch, Netzwerkspeicher, Media-Server, VPN-Server, Smart-Home, Telefon Funktionen in sich vereint und können entsprechend viele separate Geräte ersetzen. Damit reduzieren sich Anschaffungs- und Energiekosten. Informieren Sie sich bevor Sie ein neues Gerät kaufen, vielleicht kann Ihr Internet-Router mehr als Sie denken. Auch wäre es bedenkenswert für Hersteller diesen Ansatz auszubauen. Schon durch die Kostenersparnis beim Stromverbrauch ließe sich ein höherer Anschaffungspreis rechtfertigen und nachhaltiger wäre es auch.

Tipp:: Einige Internet-Router ermöglichen es Smartphones per WLAN und App als “normales” Telefon zu benutzen. Denken Sie darüber nach bevor Sie sich ein neues separates Telefon zulegen.

Quellen:

Lebensdauer von Heimnetzwerkgeräten

Die meisten der für das Netzwerk installierten Geräte sind kleine Computer, mit Prozessor, Speicher und einer Software (sogenannte Firmware), welche das Gerät kontrolliert und über welche man selbst das Gerät seinen Wünschen entsprechend anpassen kann. Das ermöglicht es Fehler (inkl. Sicherheitslücken) in den Geräten durch eine neue Softwareversion zu beheben und die Geräte, in gewissem Maße, auch per neuer Software mit neuen Funktionen auszustatten. Beides kann dafür sorgen das sich ein Gerät länger im Einsatz befindet und der Bedarf dieses zu Ersetzen zeitlich verzögert wird.

Zu einem ist natürlich der Besitzer eines Gerätes in der Pflicht sich nach neuen Firmwareversionen zu erkundigen und entsprechende Aktualisierungen vorzunehmen. Zum anderen und insbesondere aber die Hersteller Ihre Produkte über möglichst lange Zeit zu pflegen.

Wichtig wäre es wenn Hersteller transparent auf den Verpackungen schreiben bis zu welchem Datum neue Firmware entwickelt wird und ob das nur rein die Behebung von Sicherheitslücken oder auch neue Funktionen beinhaltet. Hier auf die Sprünge helfen könnte die Politik indem sie solch eine Kennzeichnungspflicht gesetzlich vorschreibt.

Es wurde vermittelt das ein typisches Heimnetzwerk oft auf einer Vielzahl von Geräten aufbaut. Jedes einzelne dieser Geräte kann defekt werden und ausfallen. Spätestens dann wird es durch ein neues ersetzt, welches wieder Ressourcen für seine Herstellung benötigt. Wer noch ein wenig Wahrscheinlichkeitsrechnung aus der Schule im Kopf hat der weiß, dass sich die Wahrscheinlichkeit für einen solchen Ausfall mit der Anzahl der Geräte multipliziert. Im Umkehrschluss bedeutet das aber auch, wer sich auf weniges und notwendiges beschränkt der senkt auch die Wahrscheinlichkeit für Defekte und damit für die Kosten, den Ärger und den Ressourcenbedarf einer Neuanschaffung.

Tipp:: Geplante Obsoloszens ist ein gern diskutiertes Thema und bedeutet eine vom Hersteller geplante und bewusst herbeigeführte kürzere Lebensdauer eines Produktes als nötig. Das Thema in Gänze hier aufzuarbeiten führt zu weit, eines aber. Je mehr Geräte man einsetzt und je komplexer diese werden, desto eher kommt bei einem selbst ein Ausfall vor. Das fördert die Wahrnehmung der kurzen Lebensdauer von Produkten. Werden Sie selbst aktiv, steuern Sie gegen und setzen Sie schlicht wenig Geräte in ihrem Haushalt ein.

Sie haben den Eindruck das das Leben immer komplexer wird? Wenn ja, dann teilen Sie diese Wahrnehmung mit dem Autor dieses Artikels. Das Heimnetzwerk ist ein Beispiel. Auf “DasHeimnetzwerk.de” wird salopp über Internet-Router, WLAN, Ethernet, PowerLine und, und, und geschrieben, doch nicht viele haben die Zeit und die Motivation sich damit in der Tiefe zu befassen. Das ist ok und niemand soll und kann alles wissen. Man kann aber dazu beitragen die Verwerfungen aus dem Mangel an Wissen klein zu halten.

Die Lösung ist die Komplexität so gering wie möglich zu halten. Auf ein Heimnetzwerk übertragen bedeutet das wieder, sich auf das Notwendige zu beschränken.

Ein Beispiel: Die per App steuerbare intelligente Lampe ist zum Beispiel schick und löst am Anfang bestimmt Begeisterung aus. Doch langfristig können solche Dinge zur Last werden. Es gibt Kompatibilitätsprobleme, die Lampe ist plötzlich veraltet und wird von der neuen App-Version nicht mehr unterstützt, und, und, und. Wenn Sie sich jetzt eines Erwerbs enthalten, dann gewinnen Sie und zwar Zeit. Ein Gut was Sie nicht unterschätzen sollten.

Auf der anderen Seite bedeutet eine Fokussierung auf das Wesentliche, dass Sie sich mit dem Wesentlichen intensiver auseinander setzen können. Alleine die gut informierte für Sie richtige Entscheidung für den Erwerb eines Produktes, kann dazu führen das Sie länger damit zufrieden sind und dieses länger einsetzen. Des Weiteren lassen sich manche Probleme mit individuell passenden Einstellungen beheben. Das ist z.B. im WLAN-Bereich der Fall, wo durch dedizierte Wahl des 5 GHz Frequenzbandes sich potentielle Probleme bei der Verwendung des 2,4G Hz Frequenzbandes umgehen lassen.

Tipp:: Wussten Sie das z.B. die viele Internet-Router (wie z.B. die Fritz!Boxen) sich auch rein als WLAN-Repeater oder als WLAN-Access-Point betreiben lassen? Für einfache Zwecke lässt sich im Bekanntenkreis oft noch ein Altgerät finden und der Neuerwerb eines WLAN-Repeaters wird unnötig.

Übertragung von Daten

Die Übertragung von Daten verbraucht Energie, dass nachzuvollziehen ist kein Hexenwerk. So wurde schon im letzten Abschnitt der Energieverbrauch von Geräten betrachtet, welche rein der Übertragung von Daten dienen und welche ohne diese Anwendung schlicht nicht existieren würden. Doch wie viel Energie wird für die reine Übertragung eines Bits im Internet benötigt?

Aus der Quelle [3] kann man entnehmen das die Übertragung eines Bits über eine Glasfaser-Verbindungsstrecke irgendwo in der Größenordnung 100 pico bis 1 nano Joule liegt. Quelle [4] liefert einen Wert für Mobilfunksysteme (GSM (2G), UMTS (3G)) mit ca. 1 mikro Joule pro Bit. Aus dem Datenblatt für ein Gigabit-Ethernet 1000Base-T SFP Transceiver Modul [5] kann man kalkulieren das hier ebenfalls ca. 1 nano Joule pro übertragenem Bit Energie benötigt wird. Das sind nur grobe Schätzungen, doch die Quellen bilden wenigstens eine Grundlage für gute Annahmen. Eine wichtige Erkenntnis ist schon einmal, das die Kommunikation über Glasfaser und kurze Ethernet-Kupferkabelverbindungen energieeffizienter sind als per Mobilfunk über Luft. Das ist auch plausibel, wenn man sich ein wenig mit den Dämpfungswerten solcher Übertragungsmedien auskennt. Als Annahme für folgende Überlegungen soll der Wert 1 nano Joule dienen, dabei Mobilfunkstrecken erst einmal außer acht lassend. Für die folgenden Berechnungen wird im weiteren ganz simpel angenommen, dass die Daten im Durchschnitt über 10 Verbindungsstrecken übertragen werden.

Man würde also bei der Übertragung eines Bits ende-zu-ende bei 10 nano Joule liegen. Auf ein MByte hochgerechnet wären das, 1000000Byte x 8Bit x 10 nano Joule = 80 milli Joule.

Um das ganze jetzt noch ein wenig greifbarer zu machen: Bei 60 Minuten Audiostreaming (200kbit/s) werden 90 MByte an Daten übertragen. Ein 120 Minuten langer Spielfilm per HD-Video-Stream benötigt ca. 3600 MByte an Daten. Ein Download eines Computerspiels kann gerne 50000 MByte betragen.

Die Maßeinheit für Leistung ist Watt und definiert als 1 Joule pro Sekunde. Für die beim Audio-Streaming benötigte Energie könnte man also eine LED-Lampe (4 Watt) ca. 2 Sekunden betreiben. Für die Übertragung des HD-Video-Streams 72 Sekunden und für den Download des Computerspiels ca. 17 Minuten. In Geld gerechnet kostet die Übertragung von 100 GByte pro Monat einen Haushalt über das Jahr grob gerechnet ca. 2 Euro. Wieder anders ausgedrückt die Übertragung von 100 GByte pro Monat für 40 Millionen Haushalte in Deutschland benötigt 35 Gigawatt-Stunden Leistung über ein Jahr.

Notiz:: Hier kann man übrigens schön sehen, dass man je nachdem wie man etwas darstellt eine andere Wirkung erzielt. Eine LED-Lampe für 2 Sekunden oder 2 Euro im Jahr für 100 GByte im Monat, das klingt nach wenig. 35 Gigawatt-Stunden Leistung im Jahr, puh, das macht Eindruck. Achten Sie mal auf solche Details beim Lesen von Medien.

Das sachliche Fazit ist hier, das dies geringe Größenordnungen sind, im Vergleich zu anderen Energieverbräuchen. Auf der anderen Seite ist man ja nicht alleine auf der Welt sondern Milliarden Menschen übertragen Daten, dazu kommen mehr und mehr automatisierte Systeme und Anwendungen wie z.B. das “Internet-der-Dinge” und im privaten Bereich das “Smart-Home”. So kommt über alle Menschen dann doch ein Wert heraus, welcher nicht vernachlässigbar ist. Dabei sollte die Energie nicht vergessen werden welche die für die Übertragung verwendeten Geräte in sich verbrauchen, auch wenn gerade keine Bit übertragen wird, siehe erster Abschnitt.

Weiter Interessant wird es wenn man den Mobilfunk mit in Betracht zieht. Ob 5G oder LTE energieeffizienter sind als die in Quelle [4] gemessenen älteren Technologien ist für diesen Artikel unbekannt. Man kann aber begründet annehmen, dass die Effizienz zugenommen hat, das sie aber nicht die Effizienz vor allem einer glasfaserbasierten Strecke erreichen wird. Die Begründung ist schlicht, dass das Übertragungsmedium Luft eine vergleichsweise hohe Signaldämpfung aufweist, so dass eine relativ hohe Sendeenergie benötigt wird um ein ausreichendes Signal/Rausch-Verhältnis zu erreichen. Viele weitere Elemente, wie das verwendete Frequenzband, die Entfernung Sender zu Empfänger, Objekte auf dem Signalweg, … spielen im einzelnen ebenfalls eine Rolle. Insgesamt dürfte man aber nicht völlig falsch liegen für die oben durchgeführte Berechnung wenigstens einen Faktor 10 bis Faktor 100 anzuwenden.

Notiz: Kurze Plausibilitätsprüfung. Ein typischer Smartphone-Akku hat ca. 3000 mAh Kapazität. Die Spannung eines solchen Akkus liegt bei 4V (vereinfacht), das wären als Leistung 12Wh, bzw. 43200 Joule. Bei einem angenommenen Uplink-Datenvolumen von 125 Megabyte an einem Tag, würden für das Senden dieses Datenvolumens bei 100 nano Joule pro bit 100 Joule Energie benötigt werden. Somit erscheint ein Wert von 100 bis 1000 nano Joule pro übertragenem Bit durchaus realistisch. Bitte beachten, dass für diese Betrachtung das Sendevolumen Uplink von Interesse ist.

Was ist also das Fazit? Bzw. eher das Zwischenfazit, denn die hier gewonnenen Erkenntnisse werden für den kommenden Abschnitt sehr nützlich sein.

Gegenüber dem Energieverbrauch für die eigentliche Datenübertragung dominant ist der Energieverbrauch für den Betrieb der Übertragungsgeräte. Somit ist es effizient und am lohnenswertesten hier Einsparungen vorzunehmen, bzw. gar nicht erst Verbrauch entstehen zu lassen.

Die Übertragung von Daten als solches kostet aber auch Energie, vergleichsweise wenig aber nachvollziehbar. So erscheint es erst einmal plausibel das manche Anwendungen wie z.B. das Lesen eines Buches evtl. nachhaltiger auf einem e-reader stattfindet, anstatt papierbasiert. Oder das Audio-Streamimg ressourcenschonender ist, als die Sammlung von 500 Musik-CDs. Auf der anderen Seite könnte man mit wenig Aufwand Webseiten datenschonend programmieren. Durch die erreichbaren hohen Multiplikationseffekte ließe sich nennenswert Energie einsparen. Mit dem konsequenten Einsatz eines Ad-Blockers im Webbrowser lässt sich nicht nur die Privatsphäre schützen, sondern auch gleich noch bequem etwas Energie sparen. Spätestens hier kann jeder, mit minimalem Aufwand, etwas tun.

Die Datenübertragung per Mobilfunk benötigt für die Datenübertragung am meisten Energie, Glasfaser am wenigsten. Hier deutet es sich an, dass es schon aus diesem Grund angeraten ist die Infrastruktur möglichst zügig auf Glasfaser umzustellen, um langfristig Energieeinsparungen zu erreichen. Ferner das Mobilfunk nicht jetzt und auch nicht in Zukunft, die Glasfaser für den Internetzugang für Privat-Haushalte komplett ersetzen sollte.

Notiz: Um den Verbrauch von Energie in Netzwerken im Ruhezustand zu senken, hat sich in den letzten Jahren übrigens einiges getan. So gibt es z.B. für kabelbasiertes LAN (Ethernet) die Funktion “Energy Efficient Ethernet (EEE)”, welche dafür sorgt, dass die Verbindung nicht stetig aktiv ist, sondern nur dann wenn es etwas zu übertragen gilt. Schauen Sie doch mal auf Ihrem PC nach ob für Ihren Netzwerkadapter diese Funktion aktiv ist.

Quellen:

Daten in sich

Einige fragen sich bestimmt welcher Zusammenhang zwischen „Daten in sich“, also die gespeicherte Information selbst, zur Nachhaltigkeit besteht?

Zu einem müssen Daten auf Datenträgern gespeichert werden. Damit ist schnell wieder eine Anknüpfung zu physischen Ressourcen gefunden. Denn für die Herstellung von Datenträgern wie z.B. ein USB-Stick, eine Festplatte oder eine DVD wird Energie und weitere Ressourcen benötigt.

Zum anderen erfährt die Deutung von Daten als Ressource in den letzten Jahren eine hohe Beachtung. Hier geht es aber weniger um einen direkten physischen Zusammenhang, als das Daten im wirtschaftlichen Sinn immer wichtiger und wertvoller werden. Das Sammeln und Auswerten von Daten im großen Stil ermöglicht neue Einsichten und Anwendungen. Indirekt haben diese gewonnenen Einsichten und Anwendungen aber wieder handfeste Auswirkungen auf den realen Ressourcenverbrauch.

Speicherung von Daten

Das ein Datenträger bei der Herstellung und auch im Betrieb Energie und andere Ressourcen benötigt liegt auf der Hand. Spannend wird es wenn man sich die Entwicklung der Computertechnik ansieht. So hatten die ersten PCs einen Arbeitsspeicher von 640 KByte, dabei wurden Datenträger mit z.B. einer Kapazität von 180 KByte (5 1/2 Zoll Diskette) eingesetzt. Damals konnte man sich kaum vorstellen, das auf längere Sicht mehr als 640KByte Arbeitsspeicher sinnvoll sind (Quelle [6]) . Nur ca. 30 Jahre später haben PCs Arbeitsspeicher von mehreren GByte und Festplatten eine Kapazität von mehreren TByte. Jetzt könnte man auf den Gedanken kommen das durch diese Entwicklung weniger Datenträger und damit auch weniger Ressourcen benötigt werden. Doch das Gegenteil ist eingetreten, selbst in einem Privathaushalt gibt es mehr als genug Daten um Datenträger im Tbyte Bereich zu füllen. Was ist passiert?

Mit der Entwicklung der Computertechnik öffneten sich immer wieder neue Anwendungsbereiche welche auch genutzt wurden. Datenbanken speichern immer mehr Daten und werten diese aus, immer mehr Bereiche des täglichen Lebens werden digitalisiert und alleine für Videos, Musik und Fotos fallen immense Datenmengen an. Verbesserungen in der Qualität z.B. im Videobereich auf HD, 4K, 8K resultieren in immer größeren zu speichernden Datenmengen. Zusätzlich entwickelte sich die Netzwerktechnologie weiter und fand auch auf privater Ebene Eingang. Dadurch werden noch mehr Daten erzeugt und zusätzlich nicht nur Lokal, sondern auch extern in der Cloud gespeichert.

Notiz: Die eben geschilderte Entwicklung ist ein schönes Beispiel das technologischer Fortschritt gerne neue Anwendungen entstehen lassen, welche Effizienzsteigerungen in der Technologie gleich Kompensieren, wenn nicht gar in einem Mehrverbrauch an Ressourcen resultieren (sogenannter Rebound-Effekt). Das bedeutet, man sollte nicht allzu sehr glauben das Umweltprobleme alleine durch Fortschritte in der Technologie gelöst werden. Der technologische Fortschritt kann aber durchaus helfen, wenn man bewusster mit neuen Techniken umgeht und vorher den Kosten/Nutzen Effekt auch im Sinne der Nachhaltigkeit hinterfragt.

Was kann man tun? Eine einfache Antwort ist „weniger Daten speichern“. Klingt simpel ist es im Kern auch. Hintergrund ist das viele von uns gerne sammeln, das beinhaltet auch Digitales. Wie viele Gbyte oder Tbyte hat Ihre Film-, Musik-, Bücher-, Fotosammlung ? Wer seine Daten liebt, der speichert diese ja auch nicht einmal sondern fertigt aus gutem Grund Sicherungen davon an.

Wenn man sich jetzt ganz konsequent fragt, „werde ich all dieses Material jemals wieder verwenden“ und wirklich, wirklich ehrlich ist, der wird oft zu dem Punkt kommen an dem man sich eingesteht „eigentlich nicht“. Viele Menschen leiden eher an Zeitknappheit alleine um neues zu entdecken und zu erleben, da ist keine oder kaum Zeit für die „alten Schätze“ da. Manche sagen sich, ja jetzt habe ich keine Zeit, aber später wenn ich in Rente bin. Fragen Sie die Rentner in Ihrer Nachbarschaft wie viel Langeweile diese pflegen und ob sie stundenlang jahrzehntealtes Material sichten.

Es soll hier nicht propagiert werden nichts aufzubewahren, doch meist reicht persönliches. Eine kleine Selektion von Fotos, Musik, Videos mit denen man wirklich etwas verbindet. Alles andere kann man konsequent Löschen. Man wird erstaunt sein, wie viel Platz plötzlich wieder auf der Festplatte ist und das ein Neukauf auf einmal in die Ferne rückt.

Tipp: Wussten Sie das Bibliotheken heutzutage erstaunlich viel Material auch direkt Online zur Verfügung stellen? So können Sie bequem und einfach auf viel interessantes Material zurückgreifen (Beispiel: Quelle [7]). Für inzwischen gemeinfreie Werke gibt es auch zentrale Platformen im Internet, siehe z.B. „Project-Gutenberg“ (Quelle [8]). Die Media-Theken der öffentlich-rechtlichen Sendeanstalten sind eine weitere schöne Quelle. Wer will da noch groß sammeln?

Streamingdienste für Musik erfreuen sich heutzutage hoher Beliebtheit, dafür gehen die Verkäufe sowohl physischer Träger der Audiodaten, als auch digitale Verkäufe deutlich zurück (Quelle [9]).

Das lässt die Frage aufkommen wie sieht die Energiebilanz aus, wenn man z.B. Audio-Streaming mit Musik-CDs vergleicht?

Mittels kurzer Webrecherche lässt sich der Wert 1,7kg für den ökologischen Rucksack einer CD finden (Quelle [10]). Aus Quelle [11] kann man entnehmen das die Produktion einer Megawattstunde Strom per Kohlekraftwerk ca. 20 Tonnen Ressourcen benötigt. Das sind auf eine Wattsekunde gerechnet 6 Milligramm. Bei 60 Minuten Audiostreaming (200kbit/s) werden 90 MByte an Daten übertragen, was (siehe 1. Abschnitt) ca. 7 Joule an Energie benötigt. Somit liegt man bei 4,2 Gramm an Ressourcen für eine Datenübertragung per Mobilfunk (angenommener Faktor 100).

Somit könnte man den Inhalt der CD ca. 400 mal streamen, bevor sich aus ökologischer Sicht der Kauf einer CD gelohnt hätte. Diese Berechnung lässt aber außer acht, das die Quelle von welcher gestreamt wird, also das Rechenzentrum und der Datenträger ebenfalls Ressourcen in Anspruch nehmen. Ferner das einem Audio-Stream natürlich auch anteilig Energie für den Betrieb der Übertragungsgeräte an sich zugerechnet werden muss. Last but not least das ein Overhead von grob 10% zusätzlich zu den Audio-Daten übertragen wird. Das senkt die Zahl „400“ deutlich, dürfte aber nicht den Sachverhalt an sich auf den Kopf stellen.

Aus dieser Berechnung lässt sich das Resultat ziehen, dass die einmalige Bereitstellung und das millionenfache Streaming von Audio-Daten per Rechenzentrum/Cloud, anstatt der Produktion millionenfacher Datenträger, aus ökologischer Sicht vorteilhafter ist. Undurchsichtiger wird es wenn man ein anderes Beispiel wählt, z.B. eine UHD-Blueray-Disk gegenüber einem UHD-Stream. Ein 120 Minuten UHD-Stream überträgt ca. 200 mal soviele Daten wie ein 60 Minuten Audio-Stream. Annehmend das eine UHD-Blueray-Disk einen ähnlichen ökologischen Rucksack hat wie eine Audio-CD, dann ist der physische Erwerb einer solchen Disk schon bei wenigem wiederholten Anschauen lohnender.

Wenn man jetzt aber eine reine Übertragung per Glasfaser annimmt, und nicht per Mobilfunk, dann kehrt sich dieser Schluß wieder um. Noch eindeutiger wird es, wenn man den deutlich niedrigeren Ressourcenbedarf für die Energieerzeugung von regenerativen Energiequellen betrachtet und nicht den eines Kohlekraftwerks.

Die Berechnungen stützen die Aussage das langfristig Glasfasernetze auch aus ökologischer Sicht einen Sinn ergeben. Ferner kann man hier wieder den Effekt ausmachen, das mit dem technologischen Fortschritt sich auch das Verbraucherverhalten ändert, z.B. Video-Streams mit immer höherer Qualität an Popularität gewinnen und damit letztlich Einsparungen bei der Datenübertragung entgegenwirken.

Für einen persönlich kann man das Fazit ziehen, das es sich nicht lohnt TByte an Daten auf dutzenden Festplatten oder USB-Sticks zu horten. Des Weiteren das man auf simpelste Art und Weise ein klein wenig beitragen kann, in dem man z.B. den nächsten Video-Stream mit SD-Qualität lädt oder im Wald dem zwitschern der Vögel lauscht anstatt Musik per Mobilfunk zu streamen.

Quellen:

Daten als Ressource

Wo spielen jetzt Daten als Ressource in einem privaten Haushalt eine Rolle?

Den meisten dürfte schnell die Datensammlung großer Unternehmen wie Google, Facebook und Amazon in den Sinn kommen. Der Anwender sitzt vor seinem Rechner, ist im Internet unterwegs und vertraut externen Unternehmen tiefe Einblicke in sein Privatleben an. Die Unternehmen nutzen dann letztlich diese Daten damit wieder andere Unternehmen zielgerichteter Werbung an die Frau/Mann bringen können.

Dieses Geschäftsmodell funktioniert höchst erfolgreich und die Eingangs erwähnten Unternehmen gehören monetär zu den wertvollsten der Welt. Das bedeutet aber, dass die Werbung Erfolg hat. Am Ende kaufen wir nicht nur Dinge die wir benötigen, sondern auch Dinge dessen Bedarf erst durch die Werbung geweckt wurde. Die Subtilität dieser Bedarfsweckung ist dabei kaum jemanden bewusst. Jeder ist doch Herr seiner Sinne? Doch gerade langfristige Entwicklungen und statistische Zusammenhänge entziehen sich meist unserer bewussten Wahrnehmung (Quelle [12]).

Das bedeutet ganz konkret, dass die Wahrung der Privatsphäre und Datenschutz als positiv im Sinne der Nachhaltigkeit anzusehen sind. Denn man kann sich der Werbung besser entziehen, wenn diese weniger zielgerichtet ist.

Notiz: Sie selbst sparen natürlich auch bares Geld, wenn Sie weniger durch Werbung geweckten Versuchungen erliegen.

Schwieriger wird es andere Entwicklungen zu bewerten. So wurde z.B. per Gesetz eine Pflicht zum Einsatz eines „Smart-Meter“ beschlossen. Ein „Smart-Meter“ ist ein „intelligenter“ Stromzähler, welcher beständig den Stromverbrauch ermittelt und per Netzwerk diese Daten dem Stromlieferanten aber auch Ihnen zur Verfügung stellt. Die grundsätzliche Idee ist es nun, durch die Erfassung des Verbrauchs den Strombedarf genauer Vorhersagen zu können und damit weniger Reserven vorhalten zu müssen. Ferner die effizientere Kontrolle der einzelnen Strom-Verbraucher, wie z.B. einer Waschmaschine. So könnte man die Waschmaschine automatisch dann einschalten, wenn gerade viel Strom durch z.B. Windkraft erzeugt wird.

Dieses Prinzip der Bedarfsermittlung, damit genauerer Vorhersage und letztlich weniger Verschwendung durch überflüssige Bereitstellung von Ressourcen, sind theoretisch auch für andere Bereiche denkbar. Z.B. für Lebensmittel, die meisten haben relativ feste Gewohnheiten was eingekauft wird und wie schnell Lebensmittel verbraucht werden. Damit könnten Vorratsbestände in einem Supermarkt abgeglichen werden und automatisiert Lieferungen zusammengestellt, welche auch das Mindesthaltbarkeits- und Verfallsdaten berücksichtigen. Sprich die Milch wird in der Regel in drei Tagen verbraucht, dann kann die gelieferte Milch ein entsprechend kurzes Mindesthaltbarkeitsdatum aufweisen. Problematisch wird es aber wenn solche Daten, dann am Ende aber wieder zur Werbung und Bedarfsweckung verwendet werden. Dem sollte strikt regulatorisch ein Riegel vorgeschoben werden.

Ein zwiespältiges Thema ist auch die Überwachung und Auswertung von Lebensgewohnheiten in Bezug auf z.B. die persönliche Gesundheit. Wohl fast jeder ist sich bewusst, das manche oder viele Gewohnheiten der Gesundheit abträglich sind. Die Vorsätze zum neuen Jahr sind schnell gefasst und noch schneller wieder verworfen, das ist nur menschlich. Jetzt könnte man z.B. Ihre Aktivitäten überwachen und automatisiert subtil in passenden Momenten an diese Vorsätze erinnern und darüber eine Besserung erreichen (Quelle [13]). Es besteht die echte Chance das Sie, gerade langfristig, dankbar für solch einen Ansatz wären. Doch auch hier besteht das Risiko des Missbrauchs solcher Daten.

Notiz: Ich finde es interessant wie man immer wieder auf diesen Zwiespalt kommt. Zu einem können die Sammlung und Auswertung von größeren Datenmengen wirklich sehr positive, nützliche Anwendungen hervorbringen und zu einer nachhaltigeren, besseren Gesellschaft beitragen. Auf der anderen Seite gibt es aber immer wieder das Risiko des Missbrauchs dieser Daten. Meine persönliche Meinung ist, dass man solche Chancen nutzen sollte, aber nur unter der Bedingung 100% Transparenz und Kontrolle der Daten durch den Einzelnen. Niemand, kein Unternehmen, keine Staatsbehörde darf ohne Zustimmung auf solche Daten zugreifen, jeder Zugriff wird penibel festgehalten und der Einzelne direkt darüber informiert. Nur so kann Vertrauen entstehen und damit Akzeptanz. Irgendwie habe ich aber meine Zweifel das es so kommen wird, denn Transparenz kostet Aufwand und ist mühselig. Ferner dürfte die Versuchung solche Daten z.B. „zum Schutz der Bevölkerung“ doch geheim auszuwerten einfach zu groß sein.

Quellen:

Abschluss: Ihnen schwirrt der Kopf? Mir auch. Netzwerke, Datenübertragung sind ein winziges Nischenthema in der großen Welt der Diskussion zum Thema Nachhaltigkeit und schon hier wird es komplex und man kommt von einem zum anderen. Dabei ist vieles in diesem Artikel noch vereinfacht, gekürzt und basiert nicht auf streng wissenschaftlichen zeitaufwendigen Methoden. Das zeigt wie schwierig das Thema als ganzes ist.

auf nachhaltiges Netzwerken,

Matthias (19.06.2019)

28.08.2019: Für die Energieeffizienzbetrachtungen von Streaming wurde der Overhead von Datenübertragungen hinzugefügt.