Unsere Fotos? Gespeichert in der Cloud. Unsere Musik und Serien? In der Cloud. Und Daten teilen, an Dokumenten zusammenarbeiten und Software-Anwendungen durchführen? Läuft auch über die Cloud. Die Cloud könnte man, etwas vereinfacht, als eine digitale Bibliothek beschreiben, in der wir geteilte Bereiche nutzen, aber auch private Bereiche haben. Und egal, ob Privatpersonen, Regierungen oder Unternehmen: fast alle nutzen sie.
Es ist natürlich sehr praktisch, wenn wir von egal welchem Ort oder Gerät Zugriff auf unsere Daten haben, digital zusammenarbeiten und Abläufe steuern können. Und ist es nicht auch nachhaltiger, Cloudspeicher und -services anstatt Festplattenspeicher und lokale Server zu nutzen und große Datenmengen über das Internet zu versenden? Wenn wir geteilte Infrastrukturen nutzen, benötigen wir definitiv weniger Datenträger, das ist klar. Dennoch braucht die Antwort auf diese Frage eine differenziertere Betrachtung.
Die Cloud ist in Rechenzentren zu Hause
Das hat an erster Stelle damit zu tun, dass Clouds – anders als echte Wolken – nicht über uns schweben. Die dafür nötige Infrastruktur befindet sich vielleicht direkt bei uns um die Ecke. Denn genauso, wie Bücher im Bibliotheksgebäude zu Hause sind, „wohnen“ unsere digitalen Speicher in Rechenzentren. Und genau hier müssen wir ansetzen, wenn wir wissen wollen, wie es um die Nachhaltigkeit unserer Cloud-Services steht. Und es gibt noch weitere Aspekte, die darüber entscheiden, wie viel CO2-Emissionen unser Leben und Arbeiten in den Clouds verursacht.
„Die Cloud ist einfach nur der Computer von jemand anderem …
… und wahrscheinlich steht dieser Computer in einem riesigen Rechenzentrum.“ So beschreibt Dr. Anne Pasek von der Trent Universität die Cloud. Unter Cloud-Computing wird die Bereitstellung von Hard- und Software verstanden, auf die Nutzer:innen durch ein Netzwerk – zumeist das Internet – Zugriff haben.
Die IT-Infrastruktur stellt beispielsweise Rechenleistung, Speicherkapazität, Anwendungssoftware oder Datenbankdienste zur Verfügung. Die Nutzer:innen benötigen dadurch vergleichsweise wenig Hardware-Infrastruktur.
Cloud-Dienste für private Nutzer:innen sind zum Beispiel Musik- und Video-Streaming-Angebote im Internet oder Online-Speicher. Unternehmen lagern oft ihre komplette Organisations-Infrastruktur auf Cloud-Plattformen aus.
CO2-Emissionen aus Rechenzentren verdunkeln die Clouds
Lange wurde der Umstieg auf die Cloud als ultimativer Gewinn für die Umwelt angepriesen, weil dadurch kaum mehr eigene Hardware nötig ist. Doch je mehr Workload in Rechenzentren verlagert wird, desto mehr beginnt dieser „grüne“ Glanz zu verblassen.
Nehmen wir ein konkretes Beispiel: Der Bau eines neuen Google-Rechenzentrums in Oregon, USA, kostete mehr als 1,8 Milliarden Dollar. Es ist so groß wie mehrere Fußballfelder und der Strombedarf entspricht mehr als zwei Dritteln des gesamten Bedarfs des Versorgungsbezirks.
Das ist nur ein Beispiel für die tausenden an immer größeren Rechenzentren, die weltweit gebaut werden. Deutschland bildet dabei keine Ausnahme. Schon jetzt nimmt Deutschland Platz eins als Land mit der meisten Rechenleistung in Europa ein – und es gibt massive Ausbaupläne.
Hinter dem Boom an Rechenleistung steht vor allem die zunehmende Nutzung von Cloud-Diensten und KI, insbesondere generativer KI. Laut einem Bericht der Bitkom aus dem Jahr 2025 entfallen aktuell 49 Prozent der deutschen Rechenzentren-Kapazitäten auf Cloud-Infrastrukturen.
Die sozialen, ökonomischen und ökologischen Auswirkungen dieses Booms sind vielfältig: In Rechenzentren-Hotspots wie Frankfurt und Berlin wird bereits der Strom knapp, so dass andere Branchen kaum eine Chance haben, ihre Elektrifizierungsmaßnahmen umzusetzen. Zudem hält ein Mangel an Strom aus dem Netz viele Big-Tech-Unternehmen nicht davon ab, dennoch neue Rechenzentren mit dem Energieverbrauch ganzer Städte zu bauen. Fossiles Gas ist dann zumeist die Energiequelle der Wahl. Diese CO2-Emissionen addieren sich auf eine Energieversorgung unserer Clouds, die aufgrund des weltweiten Strommixes ohnehin noch immer größtenteils auf fossilen Energieträgern beruht.
Ohne einen drastischen Kurswechsel hin zu 100 Prozent lokal erzeugter, zusätzlicher Energie kann die Rechenzentren-Branche jedoch nicht mit den allgemeinen Klimaschutzverpflichtungen des Pariser Abkommens Schritt halten.
Unsere Clouds sind durstig
Der Energiebedarf und die damit verbundenen CO2-Emissionen sind allerdings nur ein Aspekt bei der Nachhaltigkeitsbewertung. Dazu kommt der hohe Wasserverbrauch von Rechenzentren. Für das neue Rechenzentren in Oregon wird geschätzt, dass die Anlage schätzungsweise ein Drittel des gesamten Wasserbedarfs der Stadt verbraucht.
Wenig beachtet ist dagegen der Hardware-Aspekt. Die Herstellung der Hardware für Rechenzentren hat einen großen CO2-Fußabdruck. Insbesondere der KI-Boom erfordert immer spezialisiertere, energieintensive Chips, die im Schnitt alle zwei bis drei Jahre ausgetauscht werden. Damit sind in den letzten Jahren die Emissionen für die Herstellung der IT-Infrastruktur in die Höhe geschossen.
Bis hierher können wir also feststellen, dass die Gesamtheit unserer Clouds für steigende CO2-Emissionen und weitere negative Umweltauswirkungen sorgt. Wie aber steht es um die Nachhaltigkeit der Cloudservices, die wir als Privatperson oder Unternehmen nutzen? Wie finden wir heraus, welchen Anteil wir an den negativen Auswirkungen haben und wie können wir darauf einwirken? Um diese Fragen zu beantworten gilt es viel Nebel zu durchdringen.
Durch den undurchsichtiger Nebel der CO2-Bilanz navigieren
Tatsächlich ist es nahezu unmöglich, die CO2-Bilanz eines Cloud-Services wirklich zu bewerten. Das liegt vor allem daran, dass wir von den wenigsten Cloud-Anbieter einen detaillierten Einblick in umweltrelevante Daten wie den Energie- und Wasserverbrauch und die Hardware-Emissionen erhalten.
Jeder Anbieter verwendet andere Kennzahlen, eine andere Definition von „erneuerbaren Energien“ und ein anderes Maß an Transparenz. Damit können Cloud-Dienstleister zum Beispiel behaupten, ein Rechenzentrum sei „zu 100 Prozent erneuerbar“, selbst wenn die betreffenden Server über ein mit Kohle befeuertes Stromnetz versorgt werden. Möglich macht das der Kauf von zum Beispiel Windkraftzertifikate von einem Ort weit entfernt.
Die den Markt dominierenden Big-Tech-Unternehmen Amazon Web Services (AWS), Microsoft und Google behaupten zwar alle, klimaneutral werden zu wollen oder zumindest massiv Emissionen einzusparen. Die Noten für ihr Klima-Engagement geben sie sich aber selbst.
Damit verschleiern unterschiedliche Definitionen die tatsächlichen Auswirkungen. Das ist nicht nur ein technisches Problem. Für Unternehmen und Endkonsument:innen sind fehlende Daten ein massives Hindernis, um ihren CO2-Fußabdruck im Blick zu behalten und auch Regulierungen werden so erschwert.
CO2-Emissionen berechnen: Die Tools der Cloud-Dienstleister bleiben nebulös
Aber Moment, bieten viele Clouddienstleister nicht eigene Tools an, mit denen Kund:innen die CO2-Emissionen ihrer genutzten Services berechnen können? „Die Anbieter können sich dem Trend nicht verschließen, dass immer mehr Kund:innen Auskunft über ihren CO2-Fußabdruck haben möchten. Daher bieten sie einfache Tools an, mit denen dieses Bedürfnis bedient werden soll“, sagt Jens Gröger, Senior Researcher zu nachhaltigen digitalen Infrastrukturen am Öko-Institut, im Interview mit RESET. Als erste sehr grobe Einschätzung könnten sie vielleicht schon nützlich sein. „Aber die Angaben sind alle sehr ungenau, da es bloß Schätztools anhand der Ausführungsdauer der Programme sind.“
Um wirklich zu erfahren, wo wir optimieren können und welche Dienste besonders energieintensiv sind, brauchen wir genauere Angaben. „Wesentlich hilfreicher wäre es, wenn ich ein unmittelbares Feedback vom Server im Rechenzentrum bekommen würde, das mir meinen real gemessenen Energie- und Ressourcenverbrauch mitteilt“, so Gröger. Denn tatsächlich entscheidet nicht nur die CPU- oder GPU-Laufzeit, also die Betriebszeit und die Last auf dem jeweiligen Server, über die Höhe der CO2-Emisissionen. Wichtig ist auch, zu welcher Tageszeit und bei welchem Wetter unsere Berechnungen durchgeführt werden.
Scheint die Sonne oder weht der Wind, können wir davon ausgehen, dass vor allem erneuerbare Energien in das Rechenzentrum fließen und die CO2-Emissionen niedrig sind. Und es spielt auch eine Rolle, welche sonstigen Ressourcen in Anspruch genommen werden. Dazu gehört beispielsweise, wie viele Daten übers Netz laufen und wie viel RAM wir durch unsere Cloudaktivitäten blockieren. In die aktuellen Tools der Cloudanbieter fließt all das nicht mit ein.
ECO:DIGIT zeigt, wie sich die Umweltauswirkungen von Software messen lassen
Nicht nur Daten werden inzwischen über Cloud-Netzwerke verarbeitet – auch Rechenoperationen unserer Software funktionieren immer häufiger über verteilte Servers.
Das Projekt ECO:DIGIT von der Gesellschaft für Informatik zeigt die Herausforderungen, die Ökobilanz unserer Software zu messen, und hat eine Methodik entwickelt.
Transparenz und Standards einfordern
Aufgrund fehlender und ungenauer Daten können wir im Grunde nur raten, welche Umwelteffekte unsere Clouds haben. Und wahrscheinlich wird sich daran nichts ändern, solange es weder standardisierte Definitionen und Label noch wirksame Richtlinien für Rechenzentren gibt. Daher sind Transparenz und Berichtspflichten der Schlüssel, um mehr Daten zu gewinnen – und diese müssen wir einfordern.
IT-Führungskräfte können zum Beispiel von ihren Cloud-Anbietern detaillierte, standortbezogene Daten zur CO2-Intensität des spezifischen Stromnetzes, in dem die eigenen Daten liegen, anfragen. Und wir alle sollten darauf drängen, dass branchenweite Richtlinien und Standards verbindlich eingeführt werden.
Außerdem haben wir die Möglichkeit, Alternativen zu wählen.
Grüne Rechenzentren: Einen nachhaltigen Ort für unsere Daten finden
Solange wir unsere Cloud-Services in die Hände von Amazon Web Services (AWS), Microsoft oder Google geben, bleiben die tatsächlichen Emissionen unserer Dienstleistungen aufgrund mangelnder Transparenz und leerer Versprechen verborgen. Anders ist es jedoch, wenn wir auf kleinere, europäische Anbieter und grüne Rechenzentren setzen.
Eine solche Alternative ist zum Beispiel Infomaniak. Das Rechenzentrum des Cloud-Anbieters befindet sich unter dem Park der ökologischen Wohnungsgenossenschaft La Bistoquette in Genf. Es versorgt 6.000 Haushalte das ganze Jahr über mit Wärme, setzt zu 100 Prozent auf erneuerbare Energien und vermeidet Elektroschrott.
Auch wenn die Mehrheit der Rechenzentren noch weit davon entfernt ist, nachhaltige Praktiken in jedem Schritt ihres Betriebs zu berücksichtigen, lassen sich vor allem in Europa grüne Rechenzentren finden. Die Green Web Foundation hilft mit ihrem Green Hosting Directory bei der Suche.
Warum der PUE wenig über die Nachhaltigkeit eines Rechenzentrums aussagt
Der PUE (Power Usage Effectiveness) ist ein Faktor, der oft als Nachhaltigkeitsindikator für Rechenzentren herangezogen wird. Allerdings sagt dieser Faktor nur aus, wie viel der aufgewendeten Energie in der Gebäudetechnik verloren geht. Die Nachkommastelle beschreibt die Verluste.
Damit sei der PUE auch nicht der richtige Faktor, um wirklich die Effizienz eines Rechenzentrums bestimmen zu können, sagt Jens Gröger. „Je mehr Energie in die IT fließt, desto besser wird der PUE, weil dann die Kühlung besser ausgelastet wird. Wie effizient die Computer rechnen, wird durch den PUE nicht ausgedrückt.“
Um die Effizienz eines Rechenzentrums zu beurteilen, braucht es deshalb noch weitere Kennwerte, wie beispielsweise die Wassernutzungseffizienz (WUE), den Anteil an genutzter Abwärme (ERF) und die durchschnittliche Auslastung der Server (ITEUsv).
Leider ist Ökostrom nicht gleich Ökostrom. Daher sollten wir bei der Wahl unserer Rechenzentren zusätzlich darauf achten, dass wirklich erneuerbare Energien, am besten aus der Region, eingesetzt werden. Denn oft kaufen Unternehmen lediglich Zertifikate für Ökostrom ein, tatsächlich fließen aber fossile Energien in den Betrieb.
Noch weiter verbessert sich die CO2-Bilanz eines Rechenzentrums, wenn die Abwärme genutzt wird, die IT ordentlich ausgelastet ist und lange genutzt wird.
„Unternehmen können diese Werte bei ihren Dienstleistern anfragen“, sagt Jens Gröger. Und die öffentliche Hand könne Ausschreibungen machen, die bestimmte Mindestanforderungen an Rechenzentren stellen. „Als Privatperson bleibt mir dagegen oft nichts anderes übrig, als auf die Webseite zu schauen und festzustellen, dass es keine Informationen außer vielleicht einem selbst designten grünen Ökostrom-Logo gibt.“
SUSFECIT – Rechenlasten dahin verschieben, wo gerade Ökostrom fließt
Wie wäre es, wenn wir besonders energieaufwändige Rechenprozesse immer in Rechenzentren verschieben, in die zu diesem Zeitpunkt erneuerbare Energien fließen? Genau das gehen Forschende im Projekt SUSFECIT (Sustainable Federated Compute Infrastructures) an.
Die Idee dahinter ist, dass verschiedene Forschungsrechenzentren, die überall in Deutschland verteilt sind, ihre Rechenaufgaben immer auf den Rechenzentren laufen lassen, wo gerade der Anteil an Ökostrom besonders hoch ist. Damit die Lasten orchestriert werden können, sind die Rechenzentren miteinander verbunden.
Hilfreich ist auch, Rechenzentren mit dem Blauen Engel zu wählen. Seit mittlerweile mehr als zehn Jahren wird das Umweltzeichen an Rechenzentren vergeben, die besonders energieeffizient und ressourcenschonend betrieben werden. Allerdings ist hier die Auswahl noch überschaubar.
Mit alternativen Cloudlösungen den Nebel auflösen
Nicht nur die Wahl des Rechenzentrums, sondern auch die Software entscheidet über die Höhe der Cloud-Emissionen. Die aktuelle „Größer ist besser“-Mentalität, befeuert von generativer KI, führt leider in die falsche Richtung. Ein Modell mit einer Billion Parametern auszuführen, um ein einfaches internes Dokument zusammenzufassen, ist wie mit einem Vorschlaghammer eine Nuss zu knacken. Doch genauso entwickeln insbesondere die Big-Tech-Anbieter ihre Cloud-Services.
Dazu kommt noch ein weiterer Aspekt: der Walled-Garden-Effekt. „Wenn sich Kund:innen für Microsoft-Produkte entscheiden, dann ist klar, dass sie damit auch in einem Microsoft- Rechenzentrum drinhängen – und dann nicht davon loskommen“, sagt Jens Gröger. Die Cloud-Anbieter entscheiden auch, welche Dienste mit ihren Clouds kompatibel sind. Dadurch haben wir oft keine Möglichkeit, unabhängige, grüne oder demokratische Dienste auszuwählen.
„Insofern ist vielleicht sogar der erste Schritt, sich von proprietären Software-Anbietern frei zu machen. Nur so habe ich wirkliche Wahlfreiheit, wo meine Software ausgeführt und meine Daten aufbewahrt werden“, so Gröger.
Open-Source-Cloud-Lösungen wie Nextcloud, Open Desk oder Leaf Cloud lassen sich an die eigenen Bedürfnisse anpassen und weiterentwickeln. Und wir können sie auf Servern laufen lassen, die hohen Umwelt- und Transparenzansprüchen entsprechen.
digitale Souveränität in der Cloud
Sovereign Cloud Stack (SCS) ist eine europäische Initiative, die ein offenes, transparentes und anbieterneutrales Cloud-Ökosystem schaffen möchte, das Souveränität gewährleistet.
Sie einen „Cloud-Stack“ definiert, der auf eigenen, mittelständischen oder großen Rechenzentrum installiert werden kann. Als ein Gegengewicht zu den großen Cloud-Anbietern haben Kund:innen die Wahlfreiheit, ob sie zum Beispiel zur Telekom oder zu Plusserver gehen möchten. Im Fokus steht Cloud-Technologie mit echter Wahlfreiheit.
Datensparsame Routinen etablieren
Natürlich beeinflusst auch die Menge an Daten, die wir in unseren digitalen Privatbibliotheken einlagern, die Höhe der CO2-Emissionen. Je mehr Daten wir speichern, desto mehr Speicherplatz nutzen wir. Und dafür muss permanent Energie aufgewendet werden. Jens Gröger erwähnt in diesem Zusammenhang, dass Daten sparen auch finanziell Sinn macht, da wir unsere Cloud-Anbieter danach bezahlen, wie viel Terabyte wir in Anspruch nehmen.
Also schnell den Datenmüll loswerden! Alte Backups, Dokumente und Mails lassen sich mit Sicherheit überall finden. Im Einzelfall sind unsere ausgedienten Daten zwar eine überschaubare Menge, zusammengenommen addiert sich das aber schnell zu großen Datenmengen.
Ist es vielleicht besser, Daten wieder mehr auf Festplatten zu speichern?
Tatsächlich kann die lokale Speicherung von Daten auf Datenträgern energieeffizienter sein, als diese in der Cloud abzulegen. Das Umweltbundesamt hat dazu eine Berechnung angestellt. Der Hauptgrund ist, dass unsere lokalen Datenspeicher null Energie verbrauchen, solange wir sie nicht anschließen. Rechenzentren dagegen sind rund um die Uhr in Betrieb und klimatisiert.
Einmal im Jahr ein Datenputz kann schon helfen. Noch besser ist es natürlich, den Datenmüll erst gar nicht entstehen zu lassen und von Anfang an datensparsame Routinen zu etablieren. Möglichkeiten gibt es viele: Nicht immer wieder das gleiche Dokument per E-Mail hin und her schicken, sondern es lieber gleich ablegen und nur den Link senden, mit sparsamer Software arbeiten, Dokumente nicht durch Bilder und Videos aufblasen …
Digitaler Datenputz
Die CDR-Initiative ruft einmal im Jahr zu einem digitalen Datenputz auf. Mit der Aktion sollen Mitarbeiter:innen in Unternehmen und Organisationen beim Aufräumen ihrer Daten auf Festplatten, Netzwerklaufwerken, in E-Mail-Postfächern und in der Cloud unterstützt werden.
Aus dem Nebel in die grüne Cloud
Der Weg zur nachhaltigen Cloud zeichnet sich also klar vor uns ab: Der erste und zweite Schritt sind die Wahl eines grünen Rechenzentrums und alternativer Cloud-Anbieter. Damit haben wir bereits den Walled Garden von Big Tech verlassen. Dann kann es mit dem Fine-Tuning losgehen. Dazu gehört, datensparsame Praktiken zu etablieren. „Dabei geht es darum, bewusst mit den Daten, die ich produziere, die ich verwalten und speichern muss, umzugehen. Und das betrifft auch die komplette Software-Ebene“, so Gröger.
Wie sieht eine grüne digitale Zukunft aus?
Elektroschrott, CO2-Emissionen durch KI, Wasserverbrauch von Rechenzentren – aktuell scheint die ungezügelte Digitalisierung nicht mit einem gesunden Planeten vereinbar. Doch es gibt viele Lösungen für eine ökologische und faire Digitalisierung – wir haben sie recherchiert:
Die Suche nach nachhaltigen Rechenzentren wird uns aktuell nicht leicht gemacht, da uns viele Betreiber im Nebel stehen lassen. Daher müssen wir als Kund:innen und Unternehmen auf allen Ebenen Transparenz und wirksame Regulierungen einfordern.
Dieser Artikel ist Teil des Dossiers „Digital und grün – Lösungen für eine nachhaltige Digitalisierung“, in dessen Rahmen wir Lösungen für eine ökologische und faire Digitalisierung vorstellen. Wir danken der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) für die Projektförderung!
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