Green Cloud Computing : lebenszyklusbasierte Datenerhebung zu Umweltwirkungen des Cloud Computing : Abschlussbericht / von Jens Gröger, Ran Liu (Öko-Institut e.V., Berlin), Dr. Lutz Stobbe, Jan Druschke, Nikolai Richter (Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM), Berlin) ; im Auftrag des Umweltbundesamtes ; Durchführung der Studie: Öko-Institut e.V., Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) ; Redaktion: GreenIT Beratungsstelle nachhaltige Informations- und Kommunikationstechnik Marina Köhn

Abstract

Im Projekt Green Cloud Computing (GCC) wurde die Methodik zur Bewertung von Rechenzentren mit Effizienzkennzahlen (KPI4DCE – Key Performance Indicators for Data Centre Efficiency) weiterentwickelt und darauf aufbauend die neue GCC-Methodik entwickelt. Die entwickelten Kennzahlen geben Auskunft über die Umwelteffekte von Cloud-Dienstleistungen bezogen auf deren Service-Einheiten. Hierzu wird der Umweltaufwand zur Herstellung von Informationstechnik und zum Betrieb von Rechenzentren in den vier Wirkungskategorien Rohstoffaufwand (ADP), Treibhausgasemissionen (GWP), Kumulierter Energieaufwand (KEA) und Wasserverbrauch erfasst und den Cloud-Dienstleistungen zugeordnet. Auf dieser Grundlage werden pro Dienstleistung vier Aufwandskennzahlen berechnet, beispielsweise der CO2-Fußabdruck oder der Rohstoffverbrauch pro Service-Einheit. Die GCC-Methodik wurde exemplarisch für die vier Cloud-Dienstleistungen Online-Storage, Virtuelle Desktop-Infrastruktur, Videostreaming und Videokonferenzen angewendet und dabei die verschiedenen Möglichkeiten zur Allokation der Hardwareressourcen auf die Cloud-Dienstleistungen aufgezeigt. Die Anwendungsbeispiele zeigen, dass die GCC-Methodik gut dazu geeignet ist, Umweltwirkungen für einzelne Cloud-Services zu benennen und zu kommunizieren. Zusätzlich wurden in dem Projekt Teiluntersuchungen zu den Entwicklungen in der Halbleiterindustrie, zu Ökobilanzen von IKT-Komponenten, zu kritischen Metallen, zur Entwicklung des Energie- und Ressourcenbedarfs von Rechenzentren sowie zum Energiebedarf von Telekommunikationsnetzen durchgeführt, die dazu beitragen, das Kennzahlensystem in die aktuellen technischen Entwicklungen einzuordnen.

In the Green Cloud Computing (GCC) project, the methodology for evaluating data centres with efficiency indicators (KPI4DCE - Key Performance Indicators for Data Centre Efficiency) was further developed and, based on this, the new GCC methodology was created. The novel indicators provide information on the environmental effects of cloud services in relation to their service units. For this purpose, the environmental effort for the production of information technology and the operation of data centres is recorded in the four impact categories of abiotic resource depletion potential (ADP), global warming potential (GWP), cumulative energy demand (CED) and water consumption and assigned to the cloud services. On this basis, four effort metrics are calculated per service unit, for example the carbon footprint or the raw material consumption per service unit. The GCC methodology was applied exemplarily for the four cloud services online storage, virtual desktop infrastructure, video streaming, and videoconferencing, showing the different possibilities for allocating hardware resources to the cloud services. The application examples show that the GCC methodology is well suited for naming and communicating environmental impacts of different cloud services. In addition, sub-studies on developments in the semiconductor industry, on life cycle assessments of ICT components, on critical metals, on the development of energy and resource requirements of data centres as well as on the energy demand of telecommunication networks were carried out as part of the project. These contribute to classifying the KPI system in the current technical developments.