Digitaler Energieverbrauch: ein Feld voller falscher Zahlen
Der digitale Energieverbrauch ist ein Fall, in dem der Drang zu beziffern der Fähigkeit zu messen vorauseilte. Die entstandenen Zahlen verbreiteten sich weit, wurden still korrigiert, und die ursprünglichen kursieren weiter. Hier festzustellen, was tatsächlich gilt, ist ungewöhnlich nützlich, weil so viel des öffentlichen Materials um ein bis zwei Größenordnungen danebenliegt.
Die Zahl, die falsch war
2020 schätzte eine breit aufgegriffene Analyse, eine halbe Stunde Videostreaming verursache rund 1,6 Kilogramm Kohlendioxid - vergleichbar mit mehreren Kilometern Autofahrt. Das wurde überall berichtet und wird bis heute zitiert.
Die Schätzung enthielt Fehler, die ihre Autoren anschließend selbst benannten und in einer Korrektur veröffentlichten, wobei sie den Wert um rund den Faktor neunzig nach unten revidierten. Die Hauptprobleme waren ein veralteter Energiekoeffizient je Gigabyte aus einer Zeit, in der Netze weit weniger effizient waren, und die Behandlung der Netzenergie als proportional zur übertragenen Datenmenge.
Diese zweite Annahme ist der lehrreichere Fehler und kehrt beständig wieder. Netztechnik - Router, Basisstationen, Übertragungsgeräte - zieht nahezu ihre volle Leistung, ob Verkehr hindurchgeht oder nicht. Energie je Gigabyte ist deshalb kein sinnvoller Koeffizient: er fällt, wenn der Verkehr steigt, weil derselbe feste Verbrauch auf mehr Daten verteilt wird. Einen Wert je Gigabyte mit einer Datenmenge zu multiplizieren ergibt eine Zahl, die genau aussieht und sehr wenig bedeutet.
Die Episode lohnt die Erzählung nicht, um den digitalen Energieverbrauch abzutun, sondern weil der korrigierte Wert wirklich nützlich ist. Eine Stunde Videostreaming in Europa liegt in der Größenordnung einiger zehn Gramm Kohlendioxid - real, klein und etwa ein Hundertstel dessen, was viele annehmen.
Wo die Energie tatsächlich liegt
Beim Streaming ist der beherrschende Posten meist der Bildschirm. Ein großer Fernseher verbraucht hundert Watt und mehr; ein Telefonbildschirm einen Bruchteil eines Watt. Dieselbe Sendung auf dem Fernseher statt auf dem Telefon zu schauen kann die Gesamtenergie um mehr als eine Größenordnung verändern, das heißt das gewählte Gerät zählt weit mehr als Auflösung oder Länge.
Rechenzentren sind der Teil, der die Aufmerksamkeit bekommt, und für das Streaming sind sie effizient. Die Videoauslieferung ist stark optimiert, nah bei den Nutzern zwischengespeichert, und die Energie je Abruf ist klein. Rechenzentren insgesamt verbrauchen in der Größenordnung von ein bis wenigen Prozent des Weltstroms, eine Zahl, die weit langsamer gewachsen ist als die Datenmengen, weil die Effizienz mitzog - Gegenstand einer eigenen Seite.
Die Netze liegen dazwischen und sind am schlechtesten erfasst. Festnetze sind je Dateneinheit effizient; Mobilfunknetze erheblich weniger, und ältere Generationen mehr als neuere. Über Mobilfunk statt über Festnetz zu schauen ist eine der wenigen Nutzerentscheidungen, die den Netzposten spürbar verändert.
Nichts davon ist groß im Vergleich zu dem, was dieser Bereich sonst behandelt. Eine Stunde Streaming ist ein kleiner Bruchteil dessen, was derselbe Haushalt an einem Tag fürs Wassererwärmen aufwendet. Die Verhältnisse geradezuhalten ist der Punkt: der digitale Energieverbrauch ist real, wachsend und nicht der Ort, an dem sich der Verbrauch eines Haushalts entscheidet.
Das Gerät ist die Bilanz
Bei einem Telefon, Laptop oder Tablet macht die Herstellung typisch den weit überwiegenden Teil der Lebensenergie aus - für ein Smartphone werden häufig drei Viertel und mehr genannt. Das Gerät zu benutzen ist der kleine Teil; es zu bauen der große.
Das kehrt den naheliegenden Rat vollständig um. Ladegewohnheiten sind nahezu bedeutungslos, und wie lange das Gerät behalten wird, ist nahezu entscheidend. Ein Telefon von zwei auf vier Jahre zu verlängern halbiert grob seine jährliche graue Energie, was kein noch so sorgfältiges Laden erreicht.
Die Hindernisse längerer Nutzung sind überwiegend gestaltet und nicht physikalisch: schwer austauschbare Akkus, Softwareunterstützung, die vor der Hardware endet, und Reparaturkosten nahe am Neupreis. Gesetze zum Recht auf Reparatur und Mindestzeiträume für Softwareunterstützung begegnen genau dem, und sie sind Energiepolitik, auch wenn sie selten so bezeichnet werden.
Dieselbe Logik gilt für die Netztechnik in einer Wohnung. Ein Router, eine Empfangsbox und ein vernetzter Lautsprecher ziehen je einige Watt durchgehend, und durchgehend ist das entscheidende Wort: ein Gerät mit fünf Watt über das ganze Jahr verbraucht mehr Strom als manches intensiv, aber kurz Genutzte. Das ist das Standby-Problem in neuer Gestalt, und es ist derzeit weit weniger reguliert.
Was tatsächlich wächst
Während dem Streaming ein Energieproblem angelastet wurde, das es nicht hatte, entstand anderswo ein echtes. Das Training großer KI-Modelle verbraucht erhebliche Energie, und eine Anfrage an sie verbraucht deutlich mehr als eine herkömmliche Websuche.
Worauf es ankommt, ist die Summe, und sie steigt rasch. Die Stromnachfrage der Rechenzentren, die ein Jahrzehnt lang trotz explodierender Datenmengen etwa flach verlief, hat in mehreren Regionen nach oben gedreht, und Netzbetreiber in Irland, Virginia und Teilen Skandinaviens behandeln sie inzwischen als Haupttreiber des Lastwachstums. Das ist eine andere Lage als bei den Streaming-Behauptungen: das Wachstum ist messbar, die Treiber sind benennbar, und die Prognosen streiten überwiegend über das Tempo und nicht über die Richtung.
Es gibt einen Gegenfaktor, der genannt gehört, ohne als Abwiegelung zu dienen. Die Effizienz je Rechenschritt verbessert sich weiter, Modellarchitekturen werden günstiger im Betrieb, und spezialisierte Hardware ist erheblich effizienter als Allzweckprozessoren. Ob Effizienz oder Nachfrage gewinnt, ist die offene Frage, und das historische Muster in der Rechentechnik war, dass die Nachfrage gewinnt - was ein Grund zur Vorsicht ist und keine Vorhersage.
Der praktische Schluss für einen Leser ist eng und festhaltenswert. Über die persönliche Energiebilanz entscheiden nicht die digitalen Gewohnheiten, und selbstsichere Behauptungen des Gegenteils haben eine schlechte Bilanz. Die Infrastruktur dahinter ist eine echte und wachsende Last, und über sie entscheiden Standortwahl, Beschaffung und Netzplanung und nicht das, was ein Nutzer tut. Das sind verschiedene Fragen, und sie zu vermengen hat die falschen Zahlen überhaupt erst hervorgebracht.
Häufige Fragen
Wie viel Energie braucht Videostreaming tatsächlich?
Eine Stunde Streaming in Europa liegt in der Größenordnung einiger zehn Gramm Kohlendioxid. Eine viel berichtete Schätzung von 2020 setzte eine halbe Stunde mit 1,6 Kilogramm an; ihre eigenen Autoren veröffentlichten eine Korrektur, die den Wert um rund den Faktor neunzig senkte, vor allem wegen eines veralteten Werts je Gigabyte.
Warum ist Energie je Gigabyte ein irreführendes Maß?
Weil Netztechnik nahezu ihre volle Leistung zieht, ob Verkehr hindurchgeht oder nicht. Energie je Gigabyte fällt deshalb, wenn der Verkehr steigt, weil derselbe feste Verbrauch auf mehr Daten verteilt wird. Einen solchen Koeffizienten mit einer Datenmenge zu multiplizieren ergibt eine Zahl, die genau aussieht und sehr wenig bedeutet.
Was beherrscht die Energie beim Videoschauen?
Meist der Bildschirm. Ein großer Fernseher zieht hundert Watt und mehr, ein Telefonbildschirm einen Bruchteil eines Watt, sodass dieselbe Sendung auf dem Fernseher statt auf dem Telefon die Gesamtenergie um mehr als eine Größenordnung verändern kann - weit mehr als Auflösung oder Dauer.
Was ist der größte Teil der Energiebilanz eines Telefons?
Die Herstellung, häufig mit drei Vierteln und mehr der Lebensenergie angegeben. Damit ist die Nutzungsdauer nahezu entscheidend und die Ladegewohnheit nahezu bedeutungslos: ein Telefon von zwei auf vier Jahre zu verlängern halbiert grob seine jährliche graue Energie.
Ist KI ein echtes Energieproblem oder wieder eine Übertreibung?
Ein echtes, anders als das meiste zum Streaming. Die Stromnachfrage der Rechenzentren verlief ein Jahrzehnt lang trotz explodierender Datenmengen etwa flach und hat in mehreren Regionen nach oben gedreht, wobei Netzbetreiber in Irland, Virginia und Teilen Skandinaviens sie als Haupttreiber des Lastwachstums behandeln.
