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Veröffentlichung Schlussbericht: Digitalisierung und natürliche Ressourcen(Umweltbundesamt, 2024)Das Forschungsprojekt „DigitalRessourcen“ hat die Ressourcenintensität und die Treibhausgasemissionen der digitalen Transformation in Deutschland sowohl auf Mikro- als auch auf Makroebene analysiert. In zehn Fallstudien (Mikroebene) wurde die Ressourcenintensität digitaler Anwendungen nach LCA-Methodik berechnet. Auf Makroebene wurden für die IKT-Branche der Rohstoffkonsum RMC (raw material consumption), der Rohstoffeinsatz RMI (raw material input) und der CO2-Fußabdruck der Digitalisierung in Deutschland für die Jahre 2000-2020 berechnet sowie sieben Szenarien für die Jahre 2020-2050 modelliert. Darauf aufbauend wurden Gestaltungsfelder für eine nachhaltigere Digitalisierung und weiterer Forschungsbedarf benannt.Veröffentlichung KPI4DCE im Feld: Umweltbewertung ausgewählter Rechenzentren und Best Practices(Umweltbundesamt, 2024)Die Erfahrungen und Ergebnisse aus dem Projekt KPI4DCE 2.0 zeigen, dass es sinnvoll ist, genaue Kenntnisse über alle Teilbereiche eines Rechenzentrums zu haben. Es macht nur bedingt Sinn lediglich die Gebäudeinfrastrukturtechnik zu optimieren. Ist die Informationstechnik völlig überdimensioniert, verschwendet sie nicht nur Energie und Ressourcen ohne Leistung zu erbringen, sondern stellt unnötige Bedarfe an Klimatisierung, Stromversorgungsanlagen und Fläche. Um diese Bedarfe nachzukommen müssen Gebäudetechnik und Fläche entsprechend groß ausgelegt werden. Das Beispiel verdeutlicht, wie wichtig es ist, Transparenz über alle Teilbereiche herzustellen und insbesondere die Informationstechnik am tatsächlichen Bedarf auszurichten. Nur so können die Effizienzpotenziale erkannt und sinnvolle und gewinn-bringende Maßnahmen umgesetzt bzw. in Ausbauplanungen berücksichtigt werden.Für die optimale Umsetzung von Effizienzmaßnahmen im Rechenzentrum hat sich ein abgestimmtes Vorgehen in der Praxis als hilfreich erwiesen, denn künstliche Intelligenz, Big Data, Industrie 4.0 oder Internet of things sind längst nicht mehr nur Schlagworte, sondern benennen vielmehr reale Megatrends, die zum Teil enorme Energie- und Rohstoffbedarfe haben. Alle diese und weitere Anwendungen und Produkte der Digitalisierung haben gemein, dass sie auf Rechenzentren angewiesen sind, die die Daten zentral speichern, verarbeiten, weiterleiten oder anderweitig zur Verfügung stellen. Die Rechenzentren haben aufgrund der steigenden Nachfrage in den letzten Jahren erheblich an Anzahl und Größe zugenommen. Die Wachstumsprognosen zeigen auch weiterhin einen deutlichen Trend nach oben. Aus diesem Grund ist es notwendig sie genauer unter die Lupe zu nehmen, um die Energie- und Rohstoffbedarfe zu kennen und die Effizienzpotenziale im Rechenzentrum zu heben.Für die Umweltbilanzierung von Rechenzentren steht die vom UBA entwickelte Methode Key Performance Indicator for Datacenter (KPI4DCE) zur Verfügung. Mit dieser Methode ist eine ganzheitliche Beurteilung der Umweltwirkungen von Rechenzentren möglich. Die KPI4DCE-Kennzahlen werden jeweils berechnet als Quotient aus Nutzen und Aufwand. Dabei wird die Herstellung von Informationstechnik und den Betrieb des Rechenzentrums in die Berechnung der vier Wirkungskategorien Rohstoffaufwand (ADP), Treibhausgasemissionen (GWP), Kumulierter Energieaufwand (KEA) und Wasserverbrauch mit einbezogen.Veröffentlichung Umweltwirkungen von wiederaufladbaren Lithium-Batterien für den Einsatz in mobilen Endgeräten der Informations- und Kommunikationstechnik (IKT)(2016) Clemm, Christian; Mählitz, Paul; Schlösser, Alexander; Technische Universität Berlin; Deutschland. Umweltbundesamt; Köhn, MarinaDas Forschungsvorhaben untersucht die Lebensdauer von Lithium-Akkus im Labor und im Feld. Im Ergebnis zeigt sich, dass aktuelle Lithium-Akkus für Tablet-PC unter Laborbedingungen mehrere hundert oder tausend Ladezyklen durchlaufen können, bis das Ende der nutzbaren Lebensdauererreicht wird. Die Daten der Notebook-Akkus im Feld streuen stark, deuten jedoch auf nur wenige hundert Ladezyklen. Unterschiede zwischen verschiedenen Herstellern und verschiedenen Nutzungsszenarien sind deutlich erkennbar. Die Umweltwirkungen eines Lithium-Kobaltoxid (LCO)-Notebook-Akkus wurden mithilfe von Primärdaten eines großen Akkuherstellers sowie Sekundärdaten für das End-of-Life (EOL) abgeschätzt. In den untersuchten Umweltwirkungen über den gesamten Lebenszyklus des Lithium- Akkus eines Notebooks dominiert die Herstellungsphase eindeutig, wobei die Nutzungsphase dem Endgerät zugerechnet und damit nicht betrachtet wird.Veröffentlichung Umweltzeichen Blauer Engel für Server und Datenspeicherprodukte(Umweltbundesamt, 2022) Gröger, Jens; Liu, Ran; Behrens, Felix; Öko-Institut. Büro Berlin; Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration; Deutschland. Umweltbundesamt; Köhn, MarinaServer und Datenspeicherprodukte stellen die zentralen IKT-Komponenten in Rechenzentren dar. Ihr Bedarf steigt auf unabsehbare Zeit weiterhin stark an. Damit sind auch zunehmende Umweltbelastungen verbunden. Vor diesem Hintergrund hat die Jury Umweltzeichen die Entwicklung eines neuen Umweltzeichens Blauer Engel für Server und Datenspeicherprodukte beauftragt, um auch in diesem Bereich ein Standard für ökologische und energieeffiziente Spitzenprodukte zu schaffen. Der vorliegende Hintergrundbericht dokumentiert die Erarbeitung der Vergabekriterien des Umweltzeichens und erklärt die den Kriterien zugrunde liegenden Messstandards und deren technische Details. Die einleitende Umfeldanalyse beleuchtet die aktuellen Markttrends, die technische Entwicklung und Umweltaspekte der beiden Produktgruppen. Außerdem werden aktuelle Entwicklungen im regulatorischen Umfeld und bei anderen Umweltzeichen analysiert. Diese sind insbesondere der Energy Star, 80plus und die Ökodesign Verordnung. Die abgeleiteten Anforderungen adressieren die wesentlichen Umweltwirkungen der Produkte. Diese sind der Ressourcenverbrauch in der Produktion sowie der Energieverbrauch im Betrieb. Daraus leiten sich Kriterien eines ambitionierten Blauen Engels ab, der energieeffiziente und ressourcenschonende Produkte auszeichnet. Die Anforderungen adressieren die Schadstoffvermeidung, die Langlebigkeit, die Energieeffizienz und dessen Monitoring. Zusätzlich werden die Ökodesign-Anforderungen für Server und Datenspeicherprodukte mit den darin enthaltenen Vorgaben zu Energie- und Materialeffizienz vorgezogen und die Energieeffizienzkriterien und Dokumentationspflichten der Kennzeichnung Energy Stars eingefordert. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Umweltzeichen Blauer Engel für Co-Location-Rechenzentren(Umweltbundesamt, 2022) Gröger, Jens; Behrens, Felix; Öko-Institut. Büro Berlin; Deutschland. Umweltbundesamt; Köhn, Marina; Graaf, Daniel deIn diesem Hintergrundberichte wird die Entwicklung eines neuen Umweltzeichens Blauer Engel für Co-Location-Rechenzentren dokumentiert. Die Vergabekriterien bauen auf dem bestehenden Umweltzeichen "Energieeffizienter Rechenzentrumsbetrieb" (DE-UZ 161) auf und entwickeln dessen Geltungsbereich und Vergabekriterien weiter. Es werden zusätzliche Anforderungen an Co-Location Anbieter entwickelt, um Anreize für Co-Location Kunden zu schaffen, die aufgestellte IT möglichst effizient zu betreiben. Die hier durchgeführten Untersuchungen sind die Grundlage für das Umweltzeichen "Klimaschonende Co-Location- Rechenzentren" (Blauer Engel DE-UZ 214), das im Januar 2020 in der Version 1 veröffentlicht wurde. Der Bericht beinhaltet eine Markt- und Umfeldanalyse mit einer Benennung der wichtigsten europäischen Verordnungen im Bereich von Rechenzentren, Standards und existierenden Umweltzeichen, eine Untersuchung der wesentlichen Umweltauswirkungen durch den Betrieb von Co-Location-Rechenzentren und die Ableitung von Vergabekriterien für ein ambitioniertes Umweltzeichen. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Umweltbezogene Technikfolgenabschätzung Mobilfunk in Deutschland(Umweltbundesamt, 2023) Stobbe, Lutz; Richter, Nikolai; Quaeck, Maximilian; Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration; Deutschland. Umweltbundesamt; Baumeister, JürgenDieser Bericht präsentiert eine überschlägige Umweltbewertung der deutschen Mobilfunknetze für das Referenzjahr 2019 sowie eine Prognose der Entwicklung bis zum Jahr 2030. Zu diesem Zweck wurde vom Fraunhofer IZM ein komplexes Sachbilanzmodell entwickelt, welches die umweltrelevanten Aspekte der wesentlichen Technik- und Infrastrukturelemente der Funkzugangsnetze sowie der Transportkernnetze erfasst. Neben den konventionellen Trägerfrequenzen wurden erstmals auch neuartige 5G Millimeterwellensysteme modelliert. Die lebenszyklusorientierte Umweltbewertung bilanziert die Herstellungs- und Nutzungsphase der Mobilfunknetztechnik in einem Basisszenario sowie in mehreren alternativen Szenarien, die Umweltoptimierungen beinhalten. Im Basisszenario, welches die theoretische Netzkapazität um einen Faktor 45 vervielfacht, wird der elektrische Energiebedarf der deutschen Mobilfunknetze von 2,3 TWh im Jahr 2019 um 325 % auf 7,5 TWh im Jahr 2030 ansteigen. Der größte Anteil des nutzungsbezogenen Energiebedarfs entfällt mit weit über 80% auf die Funkzugangsnetze. Im Vergleich der Herstellungs- zur Nutzungsphase zeigt sich, dass der elektrische Energiebedarf des operativen Betriebs mit durchschnittlich über 90 % stark überwiegt. Die prognostizierte Umweltwirkung kann durch diverse Maßnahmen deutlich minimiert werden. Diese Maßnahmen beinhalten Aspekte der Netz- und Standortplanung, der Geräte- und Anlagenmodernisierung, sowie eines aktiven Last- und Energiemanagements. Der Bericht erläutert den methodischen Ansatz der Modellierung, die Berechnungsergebnisse für die einzelnen Entwicklungsszenarien sowie die Handlungsempfehlungen für Entscheider aus Wirtschaft und Politik. Quelle: Forschungsbericht