Mein unsichtbarer Energieverbrauch im Internet (in kWh/Mb)

Wie viel Energie verbraucht das Web, wenn ich surfe, maile, ein Video anschaue? Solide Informationen über den Stromaufwand von online-Aktivitäten sind kaum zu finden. Doch der durch unsere tagtägliche Up- und Downloads verursachte Energieaufwand ist theoretisch berechenbar. Ich versuche hier ein allgemeines Wh/Mb-Verhätnis zu ermitteln. Ohne Gewähr.

Eine Stunde 60 Watt für eine Mail?

Auf dem Blog eines kanadischen Hoster fand ich eine hübsche Infografik mit folgender Behauptung:

1 Mail mit Anhang von 1 MB = 1 Std. brennende 60W-Glühbirne

./.

Das fand ich verdammt viel. Doch ich muss gestehen: Ich habe keine Ahnung, nicht mal ein Gefühl dafür, was meine Aktivität im Internet für einen Energieaufwand verursacht – vor allem jenseits der WLAN-Box.

Infos zum Stromverbrauch vom Web 2019

Regelmäßig kamen in den letzten 10 Jahren Infowellen über den üppigen Energieverbrauch von Internet, dem Newcomer unter den Energiefressern unseres Planeten. Mitten in den Nullerjahren tauchten Zahlen über einen so großen CO2-Ausstoß beim www-Trafic wie beim globalen Flugverkehr auf1. Heute ist durch Cloud-Computing, SocialMedia-Bullshit, 3-, 4-, 5G, flächendeckende Smartphonie usw. unser liebes Netz sicherlich zu einem gewaltigen Energieschleuder geworden. Mit der zusätzlichen Explosion von Blockchain (Bitcoin) und Video-Streaming (Netflix) lässt sich sogar leicht vermuten, dass der energetische www-Kontinent durch unsere immer noch gefühlt „sauberen“ Online-Aktivitäten richtig zugelegt hat. Und mit dem Internet der Dinge kommt bestimmt die nächste Welle…

Aus: Anatomy of an AI System, The Amazon Echo as an anatomical map of human labor, data and planetary resources, By Kate Crawford and Vladan Joler (2018), https://anatomyof.ai

Anyway. Für die letzten 2 Jahre findet man wenig aktualisierte Informationen über den Energieaufwand von Datentransport im Web2. Ich hatte es nicht leicht, relativ aktuelle Daten herauszufinden und konnte auch nicht tagelang recherchieren.

So, jetzt meine Berechnung, die ich gerne korrigieren kann, wenn ich bei meinen Daten oder bei meiner Logik falsch liege3

Geschätzte 8% des Stroms nur für den Datenverkehr

Geschätzt wird heute (2018/19), dass 10% des weltweitem produzierten Stroms von der IT-Branche verbraucht wird4. Ziehen wir aus diesen 10%, einen Fünftel ab, der der Produktion von IT-Hardware entspricht5.

Aus: Anatomy of an AI System https://anatomyof.ai

Sagen wir also ca. 8% vom gesamten Stromverbrauch fließt in den Transport unserer Daten (Stromverbrauch von Servern/Rechenzentren, durch Wellen-, elektrische und optische Leitungen und Endgeräten/Devices wie PC, Handys und Tabletts).

Elektrischer Energieaufwand der Welt

So. Wieviel Strom wird global erzeugt und verbraucht? Laut Internationaler Energieagentur6, wurden 2016 19% von den 9555 Mtoe weltweitem Energieverbrauch durch Strom erzeugt (und konsumiert, denn Strom läßt sich schlecht speichern und lagern).

Da 1 Mtoe 11 630 Mio. kWh entspricht7, werden also
8% von ca. 21 113 Mrd. kWh jährlich vom globalen Datenverkehr verbraucht, sprich: ca. 211 Mrd. kWh.

Ca. 1,75 Zettabyte unterwegs im Jahr

So. Jetzt wird es ein Tick heikel. Laut einer Studie von Cisco 20168 soll sich der weltweite Datenverkehr von 1,2 (2016) auf 3,3 Zettabyte 2021 erhöhen. Gehen wir also von einem Hin- und Her-Transport von Mails, HTML Befehlen, Bildern, Videos, Dokumenten und Konsorten von 1,75 Zettabyte in 2019 durch unsere Rechner, Tabletts und Smartphone aus. Das heißt 1,75 Mio. Mrd. Megabyte oder 1,75 Milliarden Terrabyte.

Eine 60Watt-Lampe 2 Stunden an per Gigabyte

Ganz konkret

Jetzt teile ich den geschätzten Stromverbrauch durch den geschätzten Datenverkehr in diesem Jahr9 und komme auf: 0,12 Wh/Mb. Das heißt: Sende ich eine Mail mit einem 1 MB-großen Anhang, verbrauche ich 0,36 Wh, denn (1x) ich sende meine Mail an meinen Mail-Server, der (2) sendet meine Mail an den Mail-Server des Empfängers, der (3) widerrum die Mail von seinem Mail-Server herunterlädt…. Wenn ich ein Video von 6 GB per Streaming anschaue, nutze ich 2 Stunden lang die 3 GB/Std.-Bandbreite von Netflix für einen Film in HD, also 2000 Mal, was ich für meinen Mail-Versand brauchte.

Mein Energie Verbrauch im Internet bei 0,12 Wh/Mb / CC-Renaud-Cayla-SA 2019
Mein Energie Verbrauch im Internet bei 0,12 Wh/Mb / CC-Renaud-Cayla-SA 2019
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  1. https://www.zdnet.de/39157904/internet-produziert-so-viel-co2-wie-flugverkehr/ https://www.welt.de/wirtschaft/webwelt/article1203605/Das-Internet-ist-der-wahre-Klimakiller.html
  2. belgischer Artikel von April 2018
  3. Ich gehe davon aus, dass der Stromaufwand durch clientseitige, stationäre Software-Nutzung (etwa bei Datenverarbeitung mit offline-Programmen) im gesamten Energieverbrauch des IT-Sektors inbegriffen ist, dass dieser Stromverbrauch aber marginal geworden ist. Vielleicht sollte dieser aber nicht unterschätzt werden. Außerdem nehme ich an, dass alle Nutzer das Web mit unterschiedlicheren Aktivitätstypen ziemlich gleichermaßen beanspruchen (Suchaufträge, Down- und Upload, Streaming), die vielleicht starke Schwankungen beim Anspruch an die Infrastrukturleistungen (Server, Bandbreite, Protokolle etc.) aufweisen. Ich gehe also davon aus, dass man berechtigt ist, mit durchschnittlichen Werten diese Kalkulation zu machen. Auch da hatte ich vielleicht einen Denkfehler.
  4. Ich gehe von einer niedrigeren Schätzung als Greenpeace anfang 2017 aus, die auf einer Wachstums-Prognosen von 7% 2016 auf 20% 2020 basiert – s. Artikel Greenpeace Frankreich, Bericht Greenpeace International
  5. die Fabrikation von unseren Online-Geräten kostet eine Unmenge von Energie, das wissen wir. Wir wollen aber diesen Aspekt hier nicht berücksichtigen, wobei ein Teil davon indirekt durch unseren Online-Verbrauch verursacht wird, und zwar auf der Ebene der Internet-Infrastruktur: Neue Server, Rooter, Datenzentren…
  6. Info aus Wikipedia (fr)
  7. die Äquivalenz habe ich im französischen Wikipedia gefunden
  8. Cisco Systems. „The Zettabyte Era: Trends and Analysis“
  9. 60/0,12 = 500; 500/3600 Sekunden in 1 Std. = 7,2 x 2 für Vesand plus Empfang
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Ralph
Ralph
1 Jahr zuvor

Wenn sich bis jetzt niemand bedankt hat : vielen Dank für deine Berechnung, ich habe mir eben diese Frage auch gestellt!

Anonym
Anonym
1 Jahr zuvor

Vielen Dank für diese Rechnung. Sie hat mir bei meiner Recherche für einen Vortrag sehr weitergeholfen. Danke!

Ano Nym
Ano Nym
10 Monate zuvor

Hallo, vielen Dank für die Berechnung – ich habe online immer wieder den Verweis auf eine Berechnung, die 13 kWh pro GB errechnet. https://www.techbook.de/entertainment/streaming/streaming-schlecht-fuer-das-klima
Woher kommt Ihrer Meinung diese Divergenz?
Und des weiteren wird erwähnt, dass eine 4G-Übertragung einen etwa 5fache Energieverbrauch aufweist – könnte man Ihren Durchschnittswert von 0,12 kWh/GB diversifizieren, je nachdem ob man per mobilem oder kabelgebundenem Internet konsumiert?

Ingo
Ingo
9 Monate zuvor
Reply to  Renaud

Hi Renaud, in deiner Berechnung hattest du 0,12 Wh/MB nicht kWh ermittelt das sind dann 0,12 kWh/GB – oder sind die Kommastellen jetzt bei mir verrutscht? (Ich bin über diesen Wert: 13 kWh/GB auch gestolpert und halte den für komplett irreal. Das entspräche dem Verbauch unseres 2 Pers-Haushalts in knapp 3 Tagen – pro GB Datenverkehr! )

Jonas
Jonas
9 Monate zuvor

Hey, Danke für deinen Artikel. Ich habe auch schon zu dem Thema recherchiert und finde in der Studie „The Megawatts behind Your Megabytes: Going from Data-Center to Desktop“ wesentlich höhere Werte: „Our major finding is that the Internet uses an average of about 5 kWh to support the utilization of every GB of data“ (https://aceee.org/files/proceedings/2012/data/papers/0193-000409.pdf)

Jacques Wolfhagen
Jacques Wolfhagen
9 Monate zuvor

Wertvollen Beitrag, die frage stellte ich mich schob geräume zeit. Leider ist nicht viel darüber zu finden. Vielen dank für die mühe!!

Boris
Boris
8 Monate zuvor

Zum gesamten IT-Verbrauch gehört doch nicht nur die Herstellung von Rechnern, sondern auch die Arbeit der Prozessoren (ohne jeglichen Datentransfer übers Internet). Ein Spiele-PC braucht doch heutzutage locker 300W, dazu der Monitor mit nochmal 50W, gehen bei 3h Zocken 1kWh Energie in warme Luft über. In Rechenzentren wiederum wird ja auch tatsächlich gerechnet, also Datenbanken ausgewertet, mathematische Berechnungen wie z.B. Simulationen (für FEM, Wetter, Bilderkennung, …) durchgeführt usw. Ich schätze diesen Anteil als recht hoch ein, denn der reine Transfer von Daten braucht keine so leistungsstarken Prozessoren. Das würde bedeuten, dass die 0,12Wh/MB eher zu hoch angesetzt wären (falls nicht… Weiterlesen »

Markus
Markus
6 Monate zuvor

Dein Ergebnis wird auch (zumindest gerundet) von dieser Studie aus dem Jahr 2012 bestätigt, die auf 0,08 kWh/GB kommt: https://ieeexplore.ieee.org/document/6360437

Die teilweise genannten Zahlen von mehreren kWh/GB sind völlig unplausibel, da hat sich jemand wohl grob verrechnet, die anfangs genannten 60 Wh/MB entsprächen ja sogar 60 kWh/GB. Wie sollte da ein Internetprovider denn da alleine die Stromkosten erwirtschaften, wenn ein Internetanschluss ca. 30 € kostet und ein Nutzer inzwischen durchschnittlich 100 GB pro Monat Datenverkehr erzeugt (laut Statista 2018)?

Zu beachten ist, dass die Übertragung per Mobilfunk wohl mehr Energie kostet.

Gast2
Gast2
6 Monate zuvor

Wie passen die stark unterchiedichen Berechnungen zur Warnung der EU-Kommissarin Vestager vom
15.12.2019 ZEIT ONLINE ?
EU-Kommissarin warnt vor Stromverbrauch im Internet : Etwa 200 Milliarden Kilowatt Strom werden jährlich durch Streamingdienste und Skype verbraucht. Eine große Herausforderung für die EU-Klimaziele, sagt Margrethe Vestager.

Gast2
Gast2
6 Monate zuvor
Reply to  Gast2

Vivian Stellnach hat am 23.12.2019 in Basicthinking die Warnung der EU-Kommissarin Vestager in einen grösseren Zusammenhang gestellt: Aber: In Deutschland verbrauchen wir pro Jahr 537 TWh und der weltweite Stromverbrauch liegt derzeit bei knapp 21.000 TWh. Das heißt: Digitale Dienste machen gerade einmal knapp ein Prozent des weltweiten Verbrauchs aus.

Linh
Linh
4 Monate zuvor
Reply to  Renaud

Für IKT wurde im Jahr 2017 58,4TWh in Deutschland verbraucht. Das wären ca. 10% vom gesamten deutschen Stromverbrauch. Ich verweise hier auf die bisher eingängigste Studie, die ich gefunden habe.

https://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Downloads/E/entwicklung-des-ikt-bedingten-strombedarfs-in-deutschland-abschlussbericht.pdf?__blob=publicationFile&v=3

Zusätzliche hier die Antwort der Bundesregierung auf eine kleine Anfrage

https://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Downloads/E/entwicklung-des-ikt-bedingten-strombedarfs-in-deutschland-abschlussbericht.pdf?__blob=publicationFile&v=3

Ich lese mich gerade erst ein in die IKT und bin noch ein wenig von den vielen Optionen des Datenverkehrs überwältigt. Zur Zeit stolper ich über diese Studie

https://www.seagate.com/files/www-content/our-story/trends/files/idc-seagate-dataage-whitepaper.pdf

Ich finde nirgendwo sonst ähnliche Zahlen von 33Zettabyte für den globalen Datenverkehr im Jahr 2018. Deswegen verstehe ich an manchen Stellen eben die Erwähnung von 1,75ZB/a nicht.

Linh
Linh
4 Monate zuvor
Reply to  Renaud

Hallo zusammen, ich bin in meiner Recherche ein wenig weitergekommen. Hier zunächst ein Buch, auf das ich gestoßen bin. https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-319-09228-7 Die dort auftauchenden Autoren, sind in der Wissenschaft die tatsächlich gängigsten Namen, die man in dieser Welt antrifft. Interessant, finde ich dort die Fragestellung, ob kWh/GB ein angemessener Indikator ist. Die Frage ist natürlich, wie überall mit Indikatoren, was möchte ich indizieren und was mein Ziel ist. Nach Pihkola et al. (2018) (https://easychair.org/publications/open/GHs3) sinkt die „energy intensity“ [kWh/GB] in den Jahren 2010 bis 2016 von 11,87 kWh/GB für 2010 auf 0,46 kWh/GB für 2016 in Finnland – ausgerechnet durch einen… Weiterlesen »