Was Du lieber nicht über Dei­nen öko­­lo­gi­­schen Fuß­­ab­druck wis­sen willst …

Dass Fleischkonsum, Folienverpackung und Flugreisen schlecht fürs Klima sind, weiß heute jedes Kind. Das völlig zu Recht. Doch dass auch das Internet mit jedem Klick Kohlenstoffdioxid in die Atmosphäre pustet, haben wir nur selten auf dem Schirm. Dass liegt auch daran, dass die physische Welt, die hinter den geheimnisvollen Nullen und Einsen steckt, uns verborgen bleibt und dass belastbare Zahlen meist fehlen. Warum das so ist, und warum es längst Zeit für ein Umdenken wird …

Wieviel CO2 ver­braucht eine Google-Suche?

Alexander Wissner-Gross ist ein cleveres Kerlchen. Bereits mit 17 gewann er die US-Computer Olympiade und den mit 250.000 Dollar dotierten „Intel Science Talent Search“-Wettbewerb. Er studierte Physik, Mathematik und Elektrotechnik und promovierte in Havard auf dem Gebiet Neuronale Netze und Künstlicher Intelligenz. — Alexander Wissner-Gross war 2008 der Erste, den eine Frage umtrieb: Wie viel CO2 verbraucht eigentlich eine Google-Suche?

Das IT-Genie rechnete und recherchierte und lieferte die Antwort: Eine einzige Google-Suche stößt sieben Gramm CO2 aus. Plusminus. Ist das viel? Ja, das ist viel! Das heißt nämlich umgerechnet: Mit zwanzig Google-Anfragen kommt man mit einem sparsamen SUV schon etwa einen ganzen Kilometer weit. Mit fünfzig Google-Anfragen, die ein Teenager locker beim Frühstücks-Müsli verklickt, wäre diese Strecke bereits mit dem Billigflieger zu bewältigen. Oder dramatischer ausgedrückt: Mit den Google-Suchen, die an einem einzigen Tag in Deutschland gemacht werden, nämlich 140 Millionen, kann man mit einem prolligen Stadtgeländewagen 150 mal die Strecke von Hamburg bis zum Mond zurücklegen.

Als Wissner-Gross sein sieben-Gramm-Ergebnis in die Welt setzte, war das Geschrei riesengroß. Seine Zahl sei viel zu hoch angesetzt, hieß es. Google selbst ermittelte schließlich und kam auf einen Wert von lediglich 0,2 Gramm Kohlenstoffdioxid pro Suche. Immerhin. Ein Flugkilometer würde dann also 1750 Google-Klicks kosten. Ob das nun eigentlich viel oder wenig ist, muss jeder für sich entscheiden.

Hat sich Wissner-Gross um den Faktor 35 verrechnet? Die Sache ist kompliziert und macht klar: So einfach ist es gar nicht, an verlässliche Zahlen zu kommen.

Tatsache ist: Der Google-Konzern produziert inzwischen überhaupt kein CO2, da er ausschließlich auf Ökostrom aus Wind- und Solarkraft setzt. Vorbildlich also. Dies bestätigt auch lobend Greenpeace in seinem „Click Green“-Bericht. Das ist nicht nur gut für das Image unseres kalifornischen Lieblings-Unternehmens, sondern auch für unsere Umwelt. Immerhin verbraucht der IT-Gigant allein so viel Strom wie eine 200.000 Einwohner-Stadt.

Ein ökologischer Freifahrtschein für Google-User ist das aber leider nicht. Der Energie-Bedarf einer Google-Anfrage entsteht nämlich nicht allein in den Datenbanken des Suchmaschinen-Anbieters, sondern verteilt sich flächendeckend und chaotisch auf das ganze World Wide Web. Denn die elektronischen Texte, Bildchen, Videos und Audio-Files vermittelt Google lediglich an uns per Link. Die Daten selbst liegen auf weltweit verstreuten Servern.

Wie groß nun der ökologische Fußabdruck eines Google-Klicks ist, lässt sich daher gar nicht pauschal beantworten. Dafür müsste man die Reise eines jeden Datenstroms individuell zurückverfolgen. Je nach Suchwort, Standort, Endgerät sieht diese aber völlig unterschiedlich aus. Es macht eben einen kolossalen Unterschied, ob ich das Hotel am Wörthersee oder den Burj Khalifa in Dubai google und wie viele und welche Server dabei beteiligt sind. Wie will man auch rechnerisch anteilig den Strombrauch eines Servers auf eine einzige Datei umlegen? Dafür gibt es noch gar keine sinnvollen Modelle.

Zu recherchieren, welche Ökobilanz jede der bei einer Anfrage beteiligten Datenbanken, Satelliten und Glasfasernetze hat, ist schlichtweg unmöglich. Die einzige sinnreiche und mathematisch korrekte Antwort also, wie viel Gramm CO2 bei einer Google-Suche freigesetzt werden, ist also: „Egal. Vermutlich zu viel.“

Dabei ist es eigentlich gar nicht das Geschubse der digitalen Einsen und Nullen, das uns die Ökobilanz versaut. Es ist vor allem die Kühlung der Server. Reibung erzeugt Wärme. Das gilt auch für jedes Elektron, das wir durch unsere Mikro-Chips jagen. Deshalb muss gekühlt werden. In der Regel mit stromfressender Lüfter-Kühlung. So kommt es, dass das Rechenzentrum in Frankfurt mehr Strom verbraucht als der Frankfurter Flughafen. Clemens Rohde, Leiter der Abteilung Energieeffizienz beim Fraunhofer Institut für System- und Innovationsforschung in Karlsruhe, kommt zu ähnlichen Ergebnissen:

Der Energiebedarf von Rechenzentren in Deutschland liegt momentan ungefähr bei 10 bis 15 TWh. In CO2-Äquivalente umgerechnet, entspricht das ungefähr den CO2-Emissionen, die wir im Flugverkehr in Deutschland haben.

Clemens Rohde, Frauenhofer Institut München

Auch die Pariser Denkschmiede „The Shift Project“ bestätigt dies in einer aktuellen Studie und quittiert, dass unsere Digitaltechnologien mittlerweile für 3,7 Prozent der weltweiten Treibhausgas-Emissionen verantwortlich sind. Zum Vergleich: Die Emissionen der zivilen Luftfahrt kommt grad mal auf zwei Prozent.

Und da wir immer mehr Muffin-Rezepte und süße Katzenvideos ins digitale Nirvana laden, gehen Experten davon aus, dass sich der Strom-Bedarf der Digital-Branche bis 2030 verdreifacht! Mindestens. Die Überlegung, was eine einzelne Google-Anfrage an CO2 verbraucht, scheint bei dieser Prognose leider erschreckend harmlos. Vor allem, da Suchmaschinen nicht der Kern des Problems sind.

Die wahren Strom­­fres­ser: Streaming, KI und Bitcoin

Video-Streaming ist auf dem Vormarsch. Doch das Verfahren, bei dem über das Internet Filme und Serien ins heimische Wohnzimmer gesendet werden, ist datentechnische Hochleistung.

Schon 2015 waren zwei Drittel aller Internet-Daten Filme. Ihr aktueller Anteil am Daten-Verkehr beläuft sich heute auf fette 80 Prozent. Tendenz steigend. Video-Daten sind eben besonders groß und benötigen daher viel Speicherplatz. Sehr sehr viel.

Die bereits zitierte „Shift Project“-Studie zeigt, das allein im Jahr 2018 das Video-Streaming von Youtube, Netflix und Co mehr als 300 Millionen Tonnen CO2 verursacht hat. Das ist kein Pappenstiel. Es ist die Menge, die im gleichen Zeitraum das gesamte Land Spanien in die Atmosphäre pulvert. — Knapp ein Drittel der gestreamten Videos sind übrigens Pornos.

Streamen ist aber immer noch besser als Plastik-DVDs kaufen, könnte man meinen. Irgendetwas muss die Digitale Revolution doch für sich haben. Forscher vom Berkeley National Laboratory und der McCormick Ingenieurs-Schule sind auch dieser Frage nachgegangen. Sie haben errechnet, wie viel Emission die Produktion einer DVD im Vergleich zum Video-Streaming verbraucht. Das Ergebnis: Bestellt man sich sein Lieblings-Movie per Post als DVD nach Haus, benötigen Produktion und Transport etwa gleich viel Energie wie das Streaming des Films. Wer also jetzt mit dem Fahrrad zur besten Freundin radelt, um sich die DVD von „The Day After Tomorrow“ auszuleihen, handelt aus ökologischer Sicht vorbildlich.

Doch auch die Künstliche Intelligenz ist leistungshungrig. Das Trainieren und Testen sogenannter „Deep-Learning-Modellen“ verbraucht außerordentliche Datenmengen. Hier lernen sogenannte „Neuronale Netze“ selbständig komplexe Konzepte wie zum Beispiel Sprach- oder Gesichtserkennung. Eigentlich Dinge, die jedes dreijährige Kind intuitiv auf die Kette kriegt, für Computer, die ja auch nichts anderes sind als aufgepimpte Taschenrechner, eben aber oft hochkomplex. Das belastet Speicher und Prozessoren. Und KI ist auf dem Vormarsch. Die Forschergruppe OpenAI kommt zu dem Ergebnis, dass die Menge an Leistung, die solcherlei Prozesse mit sich bringen, sich alle drei Monate verdoppelt. Aktuell, schätzt man, nutzten solche neuronalen Rechensysteme noch ein Promille des Weltstrombedarfs. Aber jeder, der ein bisschen was von Exponential-Rechnung versteht, sollte wissen, was das bedeutet. In Zukunft ein enormes Wachstum an benötigter Rechen-Power eben.

Der Hammer unter den digitalen CO2-Schleudern sind allerdings Bitcoin-Transaktionen. Um die Internet-Währung fälschungssicher zu machen, kommt dabei ein aufwendiges kryptographisches Verfahren zum Einsatz. Dafür werden alle teilnehmenden Rechner in einem „Peer to Peer“-Netzwerk gemeinsam verbunden. Jede Überweisung der Krypto-Währung wird nicht nur zwischen den betroffenen Transaktions-Partnern verbucht, sondern zeitgleich auch in den digitalen Rechnungsbüchern aller anderen Bitcoin-Besitzer gespeichert. Bombensicher, aber eben alles andere als energieeffizient. Eine einzige (!) Bitcoin-Transaktion verbraucht nach den geschätzten Daten des Bitcoin Energy Consumption Index derzeit 819 kWh. Das ist so viel Energie, dass sich damit ein 90 Watt-Kühlschrank betreiben ließe. Und zwar ein ganzes Jahr lang!

Auch diese Zahl könnte inzwischen überholt sein. Denn je mehr User am Bitcoin-Handel teilnehmen, desto größer wird auch das Netzwerk. Oder, um es mit einer aktuellen Studie der Universität von Hawaii zu sagen:

Wenn der Bitcoin-Handel sich wie andere Technologien weiter durchsetzt, kann dieses Netzwerk alleine (!) so viel CO2 freisetzen, dass die Klimaerwärmung innerhalb von drei Jahrzehnten über zwei Grad ansteigt.

Camilo Mora, Universität Manoa, Hawaii

Wer also zum Bitcoin-Millionär werden will, sollte das schnell tun. Viel Zeit bleibt nicht.

Und was jetzt? // Zurück in die Steinzeit?

Während sich bei jeder Plastiktüte, die sich versehentlich in unsere Hand verirrt, sofort das Öko-Gewissen meldet, fehlt uns allen offensichtlich noch das Bewusstsein dafür, dass auch die sphärische Zauberwelt des World Wide Web eine physische Seite hat. Die kostet einfach verdammt viel Energie. Wir sehen sie nicht, wir schmecken sie nicht, wir können selbst ihre Größe kaum in Zahlen fassen, aber sie übersteigt die Akku-Anzeige unseres Smartphones um ein vielfaches.

Dabei scheint die Lösung eigentlich so einfach: Dem Vorbild Googles folgen und kein CO2 produzieren durch Öko-Strom. Oder zumindest durch effizientere Server den Energieverbrauch senken. Glücklicherweise tut sich hier einiges durch neue Architekturen und Materialien oder Wasserkühlung. Ob dieser Vorsprung das Rennen mit dem steigenden Datenverbrauch aufnehmen kann, bleibt allerdings abzuwarten.

So lang es noch nicht so weit ist, zählt das, was bereits Alexander Wissner-Gross vorgeschlagen hat, als er die CO2-Debatte anstieß. Einfach sparsam bleiben und Datenmüll vermeiden. Jeder, der etwas mit dem Wort „Overhead“ anfangen kann, jenem unnützen Wust an Daten, den vor allem Online-Management- und Shopping-Systeme produzieren, weiß, dass im Datendschungel ein ungeahntes Potential liegt, digitalen Verpackungsmüll einzusparen. Man muss sich dem eben nur erst mal bewusst werden. Ein guter Schritt: Google Chrome hat seit ein paar Tagen bekanntgegeben, schnelle – und damit resourcenschonende — Internetseiten zu kennzeichnen. Danke Google!

Kulturpessimisten mögen sich bei dieser erschreckenden Bilanz jetzt aber vielleicht trotzdem in die Steinzeit zurücksehnen. Hier war die Welt noch begreifbar und der Blick in das flackernde Lagerfeuer die einzige mediale Unterhaltungs-Show. Doch all jene seien gewarnt: Auch das Verfeuern von einem einzigen Kilo Brennholz erzeugt ein ganzes sattes Pfund CO2. Immer schon.

Die Dinge sind kompliziert. Dann lieber Pornos streamen mit Ökostrom.

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Sebastian Zarzutzki