125 Terawattstunden für Bitcoin schen Thinktank, gehen sogar davon aus, dass digitale Technologien mittlerweile für vier Prozent der globalen Treibhausgasemissionen verantwortlich sind und deren Energieverbrauch jährlich um bis zu neun Prozent wachsen könnte. Umweltproblem Kryptowährung Ein weiterer gewaltiger Energiefresser sind Kryptowährungen wie Bitcoin, Ether und Co., denn sie basieren nicht nur auf digitalen Rechenoperationen, sondern entstehen auch daraus. Das Konzept von Bitcoin sorgt zum Beispiel dafür, dass die digitale Schaffung neuer Einheiten mit immer intensiveren Rechenoperationen und damit mit einem kontinuierlich steigenden Energiebedarf verbunden ist. Nach Angaben des Statistikportals statista.de hat der „Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index“ das Mining des Bitcoins auf seinen Energieverbrauch hin untersucht und ist auf aktuell rund 125 Terawattstunden Strom pro Jahr oder 0,59 Prozent des weltweiten Stromverbrauchs gekommen. Bitcoin gilt daher nicht gerade als umweltfreundliche Cyberwährung. Bei der Konkurrenz von Ethereum ist man sich dessen durchaus bewusst: „Die derzeitigen Energiekosten von Ethereum durch den Proof-of-Work (das sind notwendige Rechenoperationen, die die übermäßige Nutzung oder missbräuchliche Anwendung eines Dienstes verhindern, Anmerkung der Redaktion.) sind zu hoch und nicht nachhaltig. Lösungen für den Energieverbrauch zu finden, ohne Einbußen bei Sicherheit und Dezentralisierung, ist eine große technische Herausforderung …“, heißt es auf der Ethereum-Website. Mittlerweile haben es die Ethereum-Macher wohl über eine Umstellung der Basis der Rechenoperationen geschafft, ihre Kryptowährung Ether nach jahrelanger Forschung und Planung auf einen vergleichsweise stromsparenden Betrieb umzustellen. Die Ethereum Foundation spricht von einer Senkung des Strombedarfs um 99,95 Prozent. Ethereum-Mitbegründer Vitalik Buterin, ein aus Russland stammender Kanadier, zeigte sich auf Twitter erleichtert: „Wir haben das Ziel erreicht. Dies ist ein großer Moment für das Ethereum-Ökosystem. Alle, die zum Zustandekommen beigetragen haben, sollten heute sehr stolz sein.“ Klüger rechnen, sauberer programmieren Wenn die Freude berechtigt ist und der Energieverbrauch von Ethereum auch dauerhaft niedrig bleibt, zeigt das Beispiel, dass einer der Schlüssel zum Energiesparen in den energiehungrigen Anwendungen selbst liegt. Eine sorgsame Programmierung und kontinuierliche Verbesserung zugrunde liegender Algorithmen führt nicht nur zu besserer Performance der Anwendungen, sondern auch zu mehr Energieeffizienz. Eine andere Möglichkeit ist es, quasi den Turbo zu zünden, indem die durch Rechenzentren entstehende Abwärme genutzt wird. Nach Angaben von E.ON wandeln deutsche Rechenzentren derzeit 13 Milliarden Kilowattstunden Strom in Wärme um, die zuvor ungenutzt in die Umgebung abgegeben wurden. Laut Studie der RWTH Aachen nutzen aber nur 19 Prozent der Rechenzentren einen Teil ihrer Abwärme für Heizung und Warmwasser in ihren eigenen Gebäuden. Nach Ergebnissen der Studie werden bis zum Jahr 2025 bis zu acht TWh Abwärme zur Verfügung stehen, was ein enormes Potenzial für die nachhaltige Nutzung dieser Energie birgt. Rechenzentren könnten zur Wärmeversorgung von Wohnsiedlungen und ganzen Stadtteilen genutzt werden. Mittlerweile wird auf vielen Feldern dazu geforscht, wie Informationstechnologie (IT) sauber oder im Englischen „clean“ werden kann. Bislang war das in der IT-Industrie kaum ein Thema, denn zur Lösung von Problemen wurden gemeinhin neue Rechenoperationen in bestehende Software integriert, wobei am Ende noch mehr Energie verbraucht wurde. Das ist insofern unklug, weil der Umweltschutz selbst in vielen Bereichen auf den massiven Einsatz von IT angewiesen ist. „Bei der künstlichen Intelligenz (KI) zum Beispiel verbraucht allein das Trainieren eines KI-Modells den gleichen Energiebedarf wie 300 Flüge von New York nach San Francisco oder fünf Jahre im Lebenszyklus eines Autos“, erläuterte Prof. Dr. Christoph Meinel, Direktor des Hasso-Plattner-Instituts (HPI) Digital Engineering der Universität Potsdam bei der Eröffnung der clean-IT Konferenz am 30. März 2022. Auch die Art, wie zum Beispiel Bitcoin betrieben werde, „zeigt ganz klar, dass das so nicht weitergehen kann“. Grundsätzlich wolle die clean-IT Initiative des HPI an der Frage ansetzen, was die IT-Systeme selbst an Energie verbrauchen und wie dieser Verbrauch gesenkt werden könne. Das müsse bereits bei der Entwicklung berücksichtigt werden, auch „sustainability by design“ genannt. Konkret stellte Meinel ein Projekt seiner eigenen Forschungsgruppe vor, bei dem es darum geht, das Anlernen von KI-Systemen nicht wie üblich mit 32-Bit-Operationen zu bewerkstelligen, sondern mit 1-Bit-Operationen. Im Effekt werden die Systeme durch den Kunstgriff zwar um fünf Prozent ungenauer. Dafür verbraucht das Training aber 95 Prozent weniger Energie als auf der 32-Bit-Plattform. Ähnliche Ansätze zur Verbesserung der Energieeffizienz seien auch bei heutigen Alltagstechniken wie beim Cloud-Speichern, Videostreaming oder bei Kryptowährungen denkbar, so Meinel. br Die Abwärme von Servern verpufft noch viel zu oft ungenutzt. Foto: Colourbox.de FOKUS 27 dbb magazin | März 2023
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