Warum es wichtig ist, den CO₂-Fußabdruck Ihrer Daten zu berechnen
Laut IDC-Prognosen wurden im Jahr 2020 weltweit 64,2 Zettabyte an Daten erzeugt oder repliziert, mit einer prognostizierten durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 23% zwischen 2020 und 2025 — über 180 Zettabyte werden bis 2025 erwartet. Jedes Unternehmen erzeugt und archiviert eine wachsende Menge an Dokumenten, Datenbanken, E-Mails und Backups, und dieses Volumen hat neben wirtschaftlichen auch ökologische Kosten.
Rechenzentren verbrauchen weltweit rund 416 Terawattstunden Energie pro Jahr, einige Schätzungen reichen bis zu 770 Terawattstunden. Von diesem Verbrauch sind nur 11% direkt auf die Stromversorgung der Speicherlaufwerke zurückzuführen: 43% entfallen auf Server und 43% auf Kühlung und Stromversorgungssysteme. Ein erheblicher Teil der Energie für Kühlung und Verarbeitung hängt dennoch mit der Datenverwaltung zusammen.
Ein oft unterschätzter Faktor: Statistiken von NRDC und IBM zeigen, dass Server im Durchschnitt nur mit 12-18% ihrer Kapazität arbeiten, dabei aber fast so viel Energie verbrauchen wie bei 80%. Ein großer Teil der weltweit bereits produzierten Speicherkapazität bleibt somit ungenutzt.
Die Herstellung der Hardware wiegt schwerer als ihre Nutzung
Der Energieverbrauch während der Nutzung ist nicht der größte Posten im CO₂-Fußabdruck der Speicherung. Eine Lebenszyklusanalyse eines 1-TB-Laufwerks Seagate Momentus zeigt, dass nur 16% der Klimawirkung auf den betrieblichen Energieverbrauch entfallen. Der Rest stammt aus:
- Gewinnung und Vorverarbeitung der Materialien: 62%
- Montage: 11%
- Transport und Distribution: 8%
- Entsorgung und Recycling: 3%
Eine weitere Studie (Tannu und Nair, zum eingebetteten Kohlenstoff von SSDs) schätzt, dass die Herstellung von 1 TB HDD-Kapazität rund 20 kg CO₂ verursacht, zu denen weitere 76 kg CO₂ für die Stromversorgung dieser Kapazität über eine Nutzungsdauer von fünf Jahren hinzukommen. Die Wiederverwendung von Laufwerken ist derselben Untersuchung zufolge die End-of-Life-Strategie mit dem größten ökologischen Nutzen: rund 5 kg CO₂ Einsparung pro zusätzlichem halben Jahr Nutzungsdauer.
Zu berücksichtigen ist außerdem, dass die meisten Cloud-Speicheranbieter Daten mindestens dreimal replizieren, um die Beständigkeit zu gewährleisten (die 3-2-1-Backup-Regel), und dieser Faktor vervielfacht sich weiter, wenn die Daten über mehrere geografische Regionen verteilt werden müssen. Ein funktionales TB an Daten kann daher 3 TB (oder mehr) an tatsächlicher physischer Kapazität erfordern — mit den entsprechenden CO₂-Kosten.
So funktioniert der dezentrale Speicher von Certiblok®
Certiblok® bietet einen S3-kompatiblen Cloud-Objektspeicher, der weltweit bereits vorhandene und unabhängig verwaltete Laufwerkskapazität nutzt, anstatt den Aufbau neuer dedizierter Kapazität zu erfordern. Das System funktioniert so:
- Die Dateien werden Ende-zu-Ende verschlüsselt (AES-256-GSM) und in Einheiten von 64 MB segmentiert
- Jedes Segment wird mittels Reed-Solomon-Erasure-Coding in 80 Fragmente aufgeteilt
- Die Fragmente werden auf verschiedene, geografisch verteilte Laufwerke verteilt
- Die Datei lässt sich aus nur 29 der 80 Fragmente rekonstruieren
Dieser Ansatz erzeugt anstelle der herkömmlichen 3-2-1-Replikation einen effektiven Expansionsfaktor von 2,7x (80/29) statt 3x oder mehr und behält dabei eine Beständigkeit von über 11 "Neunen" (99,999999999%) — einschließlich Schutz vor Risiken, die ganze geografische Gebiete betreffen, wie Brände, Überschwemmungen oder Stromausfälle.
Unsere Analyse identifiziert fünf zentrale Hebel, mit denen dieses Modell die Emissionen senkt:
- Optimierung der vorhandenen Kapazität: ein Teil des Certiblok®-Netzwerks stammt aus bereits betriebenen Laufwerken, mit minimaler zusätzlicher CO₂-Wirkung
- Verlängerung des Lebenszyklus: die Laufwerke werden über die traditionellen Grenzen von 3-5 Jahren hinaus genutzt, Ausfälle werden über Erasure Coding aufgefangen
- Reduzierung der Replikation: Faktor 2,7x gegenüber 3x (oder mehr) bei herkömmlichen Ansätzen
- Optimierung der geografischen Verteilung: die Fragmente sind bereits global verteilt, ohne dass dedizierte regionale Kopien nötig sind
- Intelligente HDD-SSD-Balance: da die CO₂-Kosten im Lebenszyklus einer SSD etwa doppelt so hoch sind wie die einer HDD, führt eine Reduzierung des SSD-Cache-Anteils dort, wo er nicht nötig ist, zu weiteren Einsparungen
Die Zahlen: wie viel wirklich eingespart wird
Unser Berechnungsmodell vergleicht die CO₂-Wirkung von einem TB Daten, das 3 Jahre lang gespeichert wird, in vier Szenarien: Hyperscaler, Unternehmensrechenzentrum, Certiblok® Standard (bereits bereitgestellte und mit Strom versorgte Laufwerke) und Certiblok® Blended (gewichteter Mix der Netzwerkprofile).
| Vergleich | Herkömmliche Lösung (kg CO₂/TB, 3 Jahre) | Mit Certiblok® (kg CO₂/TB, 3 Jahre) | Reduktion |
|---|---|---|---|
| vs. Hyperscaler | 362 | 15 (Certiblok® Standard) | -95% |
| vs. Unternehmensrechenzentrum | 679 | 15 (Certiblok® Standard) | -98% |
| vs. Hyperscaler | 362 | 112 (Certiblok® Blended) | -66% |
| vs. Unternehmensrechenzentrum | 679 | 112 (Certiblok® Blended) | -83% |
Certiblok® Standard: bereits bereitgestellte und mit Strom versorgte Laufwerke. Certiblok® Blended: gewichteter Mix der Netzwerkprofile (Standard, Reused, New Nodes).
Um diesen Zahlen einen praktischen Maßstab zu geben: Ein Auto verursacht rund 0,24 kg CO₂ pro gefahrenem Kilometer. Die Einsparung, die bei einem einzigen TB tatsächlichem Speicher im konservativsten Szenario erzielbar ist, entspricht damit den Emissionen von rund 1.000-2.000 km Autofahrt.