Die Cloud als Prinzip mit CO2-Sparpotenzial Die Quelle, Stärke und Bandbreite cloud-basierter Nachhaltigkeit

Ein Gastbeitrag von Alessandro Chimera*

Digitale Technologien mit einem hohen Grad an Integration und Systemintelligenz können dabei helfen, den Compute-Quotienten im weltweiten IT-Betrieb auf ein CO2-neutrales Niveau zu senken. Voraussetzung dafür sind inhärent integrierte Cloud-native Backbones.

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Ein Rückgrat aus Cloud-nativer Technologie kann helfen, sich in und durch die IT der Klimaneutralistät anzunähern, führt Alessandro Chimera aus.
Ein Rückgrat aus Cloud-nativer Technologie kann helfen, sich in und durch die IT der Klimaneutralistät anzunähern, führt Alessandro Chimera aus.
(Bild: © SciePro - stock.adobe.com)

Das Ziel nachhaltigerer Betriebsmodelle weltweit zu erreichen ist dringlich und notwendig. Die dafür erforderlichen Maßnahmen sind mannigfaltig und müssen breit angelegt sind. Verantwortlich denkende und handelnde Nationen, Gruppen, Unternehmen, Familien und Einzelpersonen eint das Bewusstsein, dass der Klimawandel real ist und die Emissionen so schnell wie möglich CO2-Neutralität erreichen müssen.

Vor diesem Hintergrund hat die Nutzung von Cloud-Technologien und neuer Ansätze zu hochintegrierten digitalen Datenservices das Potenzial, die Dinge schneller zum Besseren zu wenden, als es viele bislang für möglich hielten.

Cloud-CO2: eine Herausforderung auf vielen Ebenen

Die ersten Cloud-Computing-Rechenzentren wurden zwar hauptsächlich aus Gründen der Leistungsfähigkeit, Geschwindigkeit und Verfügbarkeit gebaut. Doch nur kurze Zeit später tauchte bereits das Konzept der Power Usage Effectiveness (PUE) auf. Dieser Wert misst, wie viel Strom ein Rechenzentrum verbraucht, und zwar im Verhältnis zu den betriebenen Maschinen, Kühlsystemen und allen anderen Anlagen.

Mittlerweile hat sich die Diskussion über die weiterhin wichtigen PUE-Metriken hinaus entwickelt. Denn wir wissen heute um eine Reihe weiterer wichtiger Wirkmechanismen. So können große Rechenzentren großflächig Solarpanels installieren und gleichzeitig von damit verbundenen Skaleneffekten bei der Betriebseffizienz profitieren.

Auch Windkraftanlagen lassen sich an Standorten mit dafür geeigneten geografischen Bedingungen errichten. Dies in Verbindung mit noch in der Entwicklung befindlichen Ansätzen für bessere PUE-Werte, zum Beispiel durch Kühlung mittels ozeanischem Tiefenwasser – hat unseren Blick auf die Art und Weise erweitert, wie sich unsere Cloud-Infrastrukturen nachhaltiger betreiben lassen.

Integration, Optimierung, Modernisierung

Cloud Computing erlaubt es uns, tiefergehende und weitreichendere Integrationsgrade in allen Unternehmen und Branchen zu erreichen. Da Worte aber bekanntlich Schall und Rauch sind, kommt es auf reale Implementierungen dieses höheren Integrationsniveaus ab. In der Praxis bedeutet das Dinge wie die stärkere Integration von Versorgungsketten und Technologien, mit denen sich die Leistung von Anlagen und Arbeitsplatzsystemen managen lassen.

Je mehr wir den Methoden der Kreislaufwirtschaft folgen, können wir Product Lifecycle Management (PLM) dafür nutzen, den „End-of-Life“-Status für digitale Produkte einzuführen. Das ist keine Verschwendung, sondern im Gegenteil effizient. Veraltete, überholte, nicht optimierte, unnötig duplizierte oder gar archaische und redundante Elemente aus den IT-Stacks durch optimierte, fein aufeinander abgestimmte und für präzise Zwecke entwickelte Lösungen zu ersetzen kann ein Schritt in Richtung CO2-Neutralität und irgendwann sogar in Richtung positiver CO2-Bilanzen sein.

PLM in diesem Sinne dient der Vermeidung von E-Waste, wenn die Unternehmen die entsprechenden Prozesse zum Schutz der Umwelt einführen und anwenden. Zu diesem Zweck müssen die für Hardware und Software zuständigen Teams und Abteilungen zusammenarbeiten, um das gemeinsame Ziel eines effizienteren IT-Stacks zu erreichen und sowohl physische als auch virtuelle Geräte und Komponenten zu entwickeln und zu verwenden, die weniger Strom verbrauchen.

Geänderte Designprinzipien

Diese Maßnahmen und Formen der Betriebsorganisation sollten um Designprinzipien ergänzt werden, die dazu führen, dass uns die Produkte und Services von sich aus mitteilen, wann sie stillgelegt und ausgemustert werden sollten. Früher endete die Weiterentwicklung des Produkts, wenn ein Auto die Fabrik verließ.

Heute sind wir in der Lage, Autos zu bauen, die sich während ihres Lebenszyklus weiterentwickeln lassen, auf Basis all der Daten, die während ihrer Nutzung entstehen und an einen zentralen Cloud-Dienst übertragen werden. Das schafft gleichzeitig neue Umsatz- und Gewinnmöglichkeiten für die Autobauer, ein wesentlicher Punkt, damit auch Elemente einer echten Kreislaufwirtschaft wie Reparaturen und überhaupt das Recht darauf tatsächlich eingehalten werden, eben weil sie sich wirtschaftlich lohnen.

Integration, Optimierung und Modernisierung unserer IT-Stacks können ferner einen Beitrag dazu leisten, IoT-fähige Geräte nicht nur zu verbreiten, sondern damit gleichzeitig für mehr Nachhaltigkeit zu sorgen. Konzepte wie Predictive Maintenance auf Basis von Sensoren und Monitoring-Plattformen lassen Maschinen besser und mit weniger Verschleiß arbeiten.

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Ein Beispiel

Wenn Maschinen besser arbeiten, bedeutet das fast immer auch, dass die Menschen besser arbeiten können. Eine geplante Wartung lässt sich in der Regel ressourcenschonender organisieren und ausführen, und das immer häufiger sogar aus der Ferne, als eine ungeplante.

Ein Beispiel aus der Praxis: Das weltweite Transportunternehmen Cargosmart nutzt eine ereignisgesteuerte Architektur, Advanced Analytics inklusive Echtzeit-Analysen und KI, um Transporte zu See selbst bei unvorhergesehenen Ereignissen besser planen und durchführen zu können. So analysiert das Unternehmen zum Beispiel mithilfe einer Monitoring-Anwendung die Geschwindigkeit und Route von Frachtschiffen und korreliert diese Daten mit einer ganzen Reihe weiterer Faktoren.

Die dadurch möglichen besseren Entscheidungen und Optimierungen haben dazu geführt, dass das Unternehmen den Treibstoffverbrauch der Frachtschiffe um bis zu 3,5 Prozent und deren CO2-Emissionen entsprechend senken konnte. Jeder Schritt in Richtung höhere Effizienz trägt zu mehr Nachhaltigkeit bei.

Serverless und nachhaltige Entwicklung

Schon die Struktur von Cloud-Computing-Frameworks und -Plattformen kann die Anwendungen und Datendienste optimieren, die wir tagtäglich nutzen. Serverlose Technologien ermöglichen einen höheren Grad an Entkopplung. Dadurch lassen sich nicht nur Betriebskosten, sondern auch unnötige CO2-Emissionen senken. Durch die Nutzung von Caching-Mechanismen ist es möglich, die Arbeitslast in den Backend-Instanzen zu verringern. Gleichzeitig sinkt dadurch der Netzwerkverkehr, während Messages schneller verarbeitet werden.

Das zentralste und wichtigste Nachhaltigkeitselement von Cloud Computing aber ist die Fähigkeit, sich eines Ressourcenpools zu bedienen, ohne Anlage-Investitionen tätigen zu müssen. Fast kein Unternehmen mit eigenen privaten Rechenzentren betreibt sie unter Kapazitätsgesichtspunkten.

Um Engpässe zu vermeiden, nutzen Unternehmen zusätzlich zwei oder mehr Cloud-Services-Provider. Dadurch vermeiden sie zu große Abhängigkeiten von bestimmten Anbietern und können die Cloud für sinnvolle Szenarien wie Disaster Recovery nutzen. Noch wichtiger aber ist für die Unternehmen die Flexibilität, die sich dadurch für den IT-Betrieb bietet. Das sollten sie für ein langfristig nachhaltigeres Wirtschaften nutzen.

Viele kleine Services

Entscheidend dabei ist, wie effizient Unternehmen ihre Cloud-Services als Teil ihrer IT-Stacks unter dem Gesichtspunkt des Netzwerkverkehrs implementieren. Der Austausch von Daten innerhalb einer On-Premises-Infrastruktur hat geringere Auswirkungen als Dienste, die Daten zwischen multiplen Cloud-Umgebungen und Regionen hin und herbewegen.

Zudem sollten die Unternehmen statt eines einzelnen umfassenden Service mehrere kleine Dienste nutzen. Denn oftmals ist nur ein geringer Teil der Daten, die ein solcher umfassender Service liefert, wirklich relevant.

Kollokation stellt eine weitere Möglichkeit dar, den Netzwerkverkehr zu reduzieren, vor allem wenn es sich dabei um Rechenzentren handelt, die ihren Stromverbrauch aus erneuerbaren Energien decken und über fortgeschrittene Wasserkühlsysteme verfügen, um die im Wasser gespeicherte Abwärme zu Heizzwecken zu nutzen oder umgekehrt wieder in Kühlenergie zu konvertieren.

Kilowatt pro Compute

All diese Einzelmaßnahmen führen zu einer neuen Maßeinheit für die Nachhaltigkeit von IT, dem Verhältnis von verbrauchten Kilowatt pro Computing-Einheit. Zwar sind die meisten Unternehmen noch ein gutes Stück davon entfernt, mit dieser Messgröße zu arbeiten. Doch immer mehr von ihnen verstehen, dass sie den CO2-Fußabdruck aller bestehenden und neuen IT-Produkte messen müssen.

So wie nur viele einzelne Maßnahmen zu mehr Nachhaltigkeit führen, gelingt der neuen Maßeinheit der Durchbruch nur dann, wenn möglichst viele daran mitwirken. Ein einzelner Anwender, der eine App oder einen Service beendet, macht keinen spürbaren Unterschied.

Doch wenn Tausende Anwender ungenutzte oder ineffiziente Verbindungen kappen, sind die Auswirkungen groß. Dies gilt auch auf Maschinenebene: Ein einzelner ineffizienter Aufruf einer Schnittstelle, der unterbleibt, entfernt wird oder einem effizienteren weichen muss, trägt nicht viel zur Rettung des Waldes bei. Hochgerechnet auf alle ineffizienten API-Calls jedoch ergibt sich ein gewaltiger Unterschied.

Jedes Unternehmen hat die Möglichkeit, an diesen notwendigen Veränderungen mitzuwirken. Der richtige Zeitpunkt, um mit den einzelnen Maßnahmen zu beginnen, ist jetzt.

* Der Autor Alessandro Chimera ist Director of Digitalisation Strategy bei Tibco.

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