Nachhaltige IT-Beschaffung: Was ist das überhaupt?

Nachhaltigkeit ist auf allen Ebenen ein weiterwachsendes Thema, doch an einen Aspekt denken die wenigsten: die Software! Die Integration ökologischer und sozialer Aspekte in den Software-Kaufprozess spielt eine immer größere Rolle für Unternehmen, die nachhaltiges Wirtschaften anstreben. 

Warum ist das Thema relevant? Unsere Welt wird zunehmend durch digitale Technologien, wie Künstliche Intelligenz (KI), Big Data oder die Blockchain, bestimmt. Der Energiebedarf für diese Technologien ist immens. Untersuchungen zeigen, dass bspw. das Trainieren der KI hinter ChatGPT 1,3 – 7,5 Megawattstunden (MWh) Energie benötigt hat. 1,3 MWh reichen aus, um einen durchschnittlichen US-Haushalt 120 Jahre lang mit Energie zu versorgen.

Welche Schritte musst du also als CIO oder IT-Einkäufer*in vornehmen, um nachhaltige Praktiken in den Beschaffungsprozess einzuführen? Von der Aufnahme entsprechender Kriterien in die Einkaufsrichtlinien, bei denen Tools wie Softwaregini helfen können, bis zur Zusammenarbeit mit nachhaltigen Lieferanten und der Berücksichtigung des gesamten Lebenszyklus der IT-Produkte gibt es verschiedene Möglichkeiten, ökologische und soziale Aspekte zu integrieren. Wir stellen dir heute einige wichtige Ansätze und Maßnahmen vor, die CIOs und IT-Einkäufer*innen ergreifen können, um eine nachhaltige IT-Beschaffung zu fördern und langfristige Vorteile für Unternehmen und die Umwelt zu erzielen.

Das Green Software-Konzept

Das Green Software-Konzept bezieht sich auf den Ansatz, Softwareentwicklung und -nutzung umweltfreundlicher und nachhaltiger zu gestalten. Es zielt darauf ab, die Umweltauswirkungen von Software zu reduzieren und Ressourceneffizienz zu fördern. Das Green Software-Konzept umfasst verschiedene Aspekte, darunter Energy Efficiency, Virtualisierung und Cloud-Computing, Green-Data-Centers, sowie grundsätzlich nachhaltige Softwareentwicklungsmethoden. Nachfolgend möchten wir einige dieser Konzepte kurz vorstellen.

Energy Efficiency und Carbon Efficiency

Green Software zielt darauf ab, energieeffiziente Software zu entwickeln und den Energieverbrauch von Rechenzentren zu reduzieren. Durch Code-Optimierung, effizientes Datenmanagement und Verwendung energieeffizienter Algorithmen kann der Energieverbrauch der Software verringert werden. Gleichzeitig können Softwarelösungen dazu beitragen, den Kühlungsbedarf und die Lastverteilung in Rechenzentren zu optimieren. 

Der Wert der Energy Efficiency bezieht sich auf die Bewertung und Auswahl von energieeffizienten Softwarelösungen. Durch Energieeffizienztests, die Berücksichtigung des Energieverbrauchs in den Anforderungen und die Auswahl von energieeffizienten Softwareanbietern kann der Energieverbrauch weiter reduziert werden.

Carbon Efficiency bezieht sich im Kontext nachhaltiger Softwarebeschaffung auf die Bewertung und Auswahl von Softwarelösungen basierend auf ihren Kohlenstoffemissionen. Es berücksichtigt den gesamten Lebenszyklus der Software und bewertet deren Auswirkungen auf die Umwelt, insbesondere den CO₂-Fußabdruck.

Hardware-Effizienz und Virtualisierung

Hardware-Effizienz bezieht sich, wie der Name schon sagt, auf die Bewertung und Auswahl von energieeffizienter Hardware und die optimale Nutzung von Ressourcen. Durch den Einsatz von Virtualisierung kann die Hardware-Ausnutzung gesteigert werden, was die Anzahl der physischen Server reduziert und so zu weniger Ressourcenverbrauch führt. 

Virtualisierung ist eine Technologie, bei der eine physische Ressource, wie ein Server, in verschiedene virtuelle Ressourcen aufgeteilt wird. Dadurch können mehrere Betriebssysteme und Anwendungen auf einem einzelnen physischen Server ausgeführt werden, wodurch die Ressourcennutzung maximiert und (Umwelt-)Kosten gesenkt werden.

Für eine effiziente Hardwarenutzung kannst du auf Anbieter mit Fokus auf Energieeffizienz zurückgreifen und den Energieverbrauch in den Anforderungen an die Hardwareinfrastruktur berücksichtigen. 

Green-Data-Centers

Green-Data-Centers, auch als grüne Rechenzentren bezeichnet, sind Rechenzentren, die darauf ausgelegt sind, den Energieverbrauch zu reduzieren und umweltfreundlicher zu sein. Sie verwenden verschiedene Technologien und Praktiken, um Energieeffizienz zu maximieren und den ökologischen Fußabdruck zu minimieren.

Einige Merkmale von Green-Data-Centers umfassen:

• Verwendung energieeffizienter Hardware und Kühlungstechnologien, um den Energieverbrauch zu senken.
• Einsatz erneuerbarer Energiequellen wie Solarenergie oder Windkraft, um den Strombedarf zu decken.
• Virtualisierung und Konsolidierung von Servern, um die Auslastung und Effizienz zu verbessern.
• Effizientes Energiemanagement durch Überwachung, Messung und Optimierung des Energieverbrauchs.
• Abwärmenutzung, bei der die durch den Betrieb erzeugte Wärme für andere Zwecke genutzt wird, beispielsweise zur Raumheizung.

Green-Data-Centers tragen dazu bei, den CO₂-Ausstoß und den ökologischen Einfluss von Rechenzentren zu verringern, die aufgrund ihres hohen Energiebedarfs eine potenzielle Umweltbelastung darstellen. 

Cloud-Computing als nachhaltige Softwarelösung

Was ist allerdings, wenn du statt einer eigenen, internen IT-Infrastruktur (On-Premise) die Ressourcen aus der Cloud nutzt? 

Cloud-Computing ist ein Konzept, bei dem Computerressourcen wie Rechenleistung, Speicherplatz und Anwendungen über das Internet bereitgestellt werden. Statt lokale Infrastruktur zu nutzen, können Unternehmen auf die Dienste eines Cloud-Anbieters zugreifen und je nach Bedarf skalieren. Cloud-Computing bietet Vorteile wie Skalierbarkeit, Flexibilität und Kosteneffizienz, kann aber auch Vorteile mit Blick auf die Nachhaltigkeit bringen.

Wie nachhaltig ist die Arbeit mit Cloud-Computing tatsächlich? Wir zeigen dir die potenziellen Vorteile und Herausforderungen des Cloud-Computings im Hinblick auf die Nachhaltigkeit.

Vorteile von Cloud-Software im Vergleich zu On-Premise-Servern

Durch die gemeinsame Nutzung physischer Ressourcen in den Rechenzentren der Cloud-Anbieter wird die Ressourcenoptimierung verbessert. Dies ermöglicht eine effizientere Nutzung der Hardware im Vergleich zu On-Premise-Lösungen.

Große Cloud-Anbieter investieren in energieeffiziente Rechenzentren mit fortschrittlichen Kühlungssystemen und optimierter Energieverwaltung. Durch die Konsolidierung von Servern und die Nutzung energieeffizienter Infrastruktur können Cloud-Plattformen den Energieverbrauch reduzieren und somit zur Nachhaltigkeit beitragen. Im Gegensatz dazu erfordert der Betrieb von On-Premise-Lösungen viel Expertise in der Konfiguration und Nachhaltigkeitsanforderungen steigern hier nur zusätzlich die Komplexität.

Ein weiterer potenzieller Vorteil von Cloud-Anbietern liegt in der Nutzung erneuerbarer Energien. Viele große Cloud-Anbieter haben sich dazu verpflichtet, erneuerbare Energien für ihre Rechenzentren zu nutzen. Dies trägt zur Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks bei und unterstützt eine sauberere Energieversorgung.

Demand Shifting

Wird plötzlich mehr Strom benötigt – zum Beispiel, um KI-Modelle zu trainieren – kommt diese Energie oft aus einem Kraftwerk, welches flexibel hoch- oder runtergefahren werden kann. Da insbesondere Kraftwerke, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden, eine hohe Flexibilität haben, werden Spitzenlasten entsprechend oft mit fossiler Energie ausgeglichen. Entsprechend nimmt die Kohlenstoffintensität zu, wenn zusätzliche Energiebedarfe mit fossilen Kraftwerken gedeckt werden.

Wer jedoch seine Energienachfrage flexibel nach der Kohlenstoffintensität der Energiequellen steuern kann, handelt Klima-bewusster. Bei Software-Lösungen in der Cloud gibt es oftmals viel Flexibilität hinsichtlich des Zeitpunkts (Temporär) und des Ortes (Räumlich), an dem Workloads ausgeführt werden. Wird diese Flexibilität genutzt, spricht man hier oftmals von dem sog. „Demand Shifting“. 

Studien zeigen, dass diese Maßnahmen den Kohlenstoffausstoß um ganze 45 % bis 99 % reduzieren können, je nachdem, wie viele erneuerbare Energien an die Rechenzentren angeschlossen sind. 

Definition Box: Räumliches Demand Shifting: Beim räumlichen Shifting könntest du zum Beispiel je nach Jahreszeit in verschiedene Hemisphären wechseln, um von mehr Sonnenstunden zu profitieren. 

Definition Box: Temporäres Demand Shifting: Beim temporären Shifting verschiebst du deine Nachfrage auf eine andere Tageszeit, wenn mehr Sonne scheint oder der Wind stärker weht und somit die Kohlenstoffintensität niedriger ist. Dank Fortschritten in der Wettervorhersage können wir heute recht gut die zukünftige Kohlenstoffintensität vorhersagen.

Demand Shaping

Die Demand Shifting Strategie besteht darin, Berechnungen in Regionen oder zu Zeiten zu verlagern, in denen die Kohlenstoffintensität am geringsten ist. Eine ähnliche Strategie ist das Demand Shaping. Anstatt jedoch die Nachfrage in eine andere Region oder zu einer anderen Zeit zu verlagern, passen wir unsere Berechnungen an das vorhandene Angebot an.

Der bekannte Eco-Modus ist ein Beispiel für Demand Shaping. Das begegnet uns auch im Alltag bei Autos oder Waschmaschinen. Wenn du den Eco-Modus einschaltest, verbrauchst du weniger Ressourcen, opferst aber etwas Leistung. Du hast also die Wahl.

Auch Software-Anwendungen können Eco-Modi haben, die automatisch oder mit deiner Zustimmung Entscheidungen treffen, um den Kohlenstoffausstoß zu reduzieren. Ein Beispiel dafür ist Videokonferenzsoftware, die die Streaming-Qualität automatisch anpasst. Sie reduziert die Videoqualität, um bei schlechter Internetverbindung die Audioqualität zu priorisieren. 

Demand Shaping gehört zum größeren Konzept der Nachhaltigkeit, bei dem es darum geht, weniger zu verbrauchen. Wir können viel erreichen, indem wir effizienter werden, aber irgendwann müssen wir auch aktiv weniger verbrauchen. Als Green-Software-Praktizierende würden wir etwa einen Prozess abbrechen, wenn die Kohlenstoffintensität hoch ist, anstatt die Nachfrage zu verschieben. Dadurch reduzieren wir die Anforderungen unserer Anwendung und die Erwartungen unserer Benutzer*innen.

Umweltzeichen und Standards für nachhaltige Software

Mit all den Aspekten, die du für eine nachhaltige IT berücksichtigen kannst, fehlt manchmal der Überblick, was Sinn ergibt und was nicht. Doch keine Panik, es gibt verschiedene Umweltzeichen, Standards und Zertifizierungen, die dich bei der Auswahl und Entwicklung nachhaltiger Software unterstützen können. Diese Zertifizierungen und Standards werden von unabhängigen Organisationen erarbeitet und dienen als Nachweis für umweltfreundliche und nachhaltige Lösungen. 

Es ist jedoch wichtig anzumerken, dass Zertifizierungen für grüne Softwareentwicklung noch in einem sehr frühen Stadium sind und es bisher kaum Standards gibt. Die Entwicklung solcher Standards und Kriterien befindet sich noch im Gange, um die Umweltverträglichkeit von Software besser zu bewerten und zu zertifizieren. Daher können die verfügbaren Umweltzeichen und Zertifizierungen in Bezug auf ihre Anforderungen und Bewertungskriterien variieren.

Trotzdem können und sollen diese Zertifizierungen und Umweltzeichen sukzessiv als Leitfaden dienen, um nachhaltige Softwarelösungen zu identifizieren und auszuwählen. Sie helfen dabei, den ökologischen Fußabdruck von Softwareprodukten zu berücksichtigen und bieten eine gewisse Orientierung bei der Entscheidungsfindung. Es ist ratsam, die genauen Vergabekriterien und Ansätze der jeweiligen Zertifizierungen zu prüfen und sich über aktuelle Entwicklungen in diesem Bereich auf dem Laufenden zu halten.

Blauer Engel

Das „Blauer Engel“-Umweltzeichen ist eine deutsche Zertifizierung, die verschiedene Produkte und Dienstleistungen, einschließlich Software, auf ihre Umweltfreundlichkeit prüft. Die Vergaberichtlinien für Software-Produkte umfassen verschiedene Aspekte wie Energieeffizienz, Ressourcenschonung, Emissionsreduktion, Datenschutz und Datensicherheit sowie Benutzerfreundlichkeit.

Die Kriterien legen etwa fest, dass die Software den Energieverbrauch minimieren und energieeffiziente Algorithmen verwenden sollte. Sie fordern auch die Reduzierung des Ressourcenverbrauchs, die Implementierung von Sicherheitsmaßnahmen und den Schutz personenbezogener Daten. Darüber hinaus werden Anforderungen an die Dokumentation und Benutzerfreundlichkeit gestellt.

Der universale Dokumentenbetrachter Okular, entwickelt von der „Freie Software Gemeinschaft KDE“, hat als erstes Softwareprodukt das neue Umweltzeichen erhalten. Der Blaue Engel zeichnete Okular für seine Energieeffizienz, Ressourcenschonung und transparenten Schnittstellen aus, wodurch es weltweit als erstes öko-zertifiziertes Computerprogramm gilt. 

Green Software Design Label

Das „Green Software Design Label“ (GSD-Label) ist ein Zertifizierungssystem, das darauf abzielt, nachhaltiges und umweltfreundliches Design von Softwareprodukten zu fördern und zu kennzeichnen.

Das Label dient als Bewertungsinstrument, mit dem Softwareentwickler und -anbieter ihr Engagement für grünes und nachhaltiges Softwaredesign demonstrieren können. Es soll nachhaltiges und umweltfreundliches Softwaredesign fördern und Unternehmen ermöglichen, ihre Bemühungen in diesem Bereich zu kommunizieren. Das GSD-Label soll ökologische Vorteile wie einen sichtbaren Beitrag zum Klimaschutz und Energieeinsparungen bieten. Auch ökonomische Vorteile wie effizientere Software, Einsparungen im Betrieb und in der Entwicklung sowie eine positive Außenwahrnehmung sollen vermittelt werden. 

Die Zertifizierung bestätigt, dass bei der Konzeption und Entwicklung der Software bewährte Praktiken zur Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks angewendet wurden.

Weiterbildungsprogramme für eine nachhaltige Softwareentwicklung

Aktuell gibt es noch keine spezifische, allgemein anerkannte Zertifizierung für Softwareingenieure im Bereich der nachhaltigen Softwareentwicklung. Es gibt jedoch verschiedene Möglichkeiten für Software-Ingenieure, ihr Wissen und ihre Fähigkeiten in diesem Bereich zu erweitern. Mit Blick auf die wachsende Nachfrage und das Bewusstsein von Unternehmen und Nutzer*innen, das sich diesbezüglich immer weiter schärft, wird das Feld der nachhaltigen Softwareentwicklung in den kommenden Jahren immer relevanter.

Wer auf dieser Seite der Medaille steht und Teil der nachhaltigen Software-Entwicklungen sein möchte, kann an Schulungen, Kursen oder Zertifizierungsprogrammen teilzunehmen, die sich mit nachhaltiger Softwareentwicklung befassen. Es gibt Organisationen und Bildungseinrichtungen, die Schulungen und Zertifizierungen in den Bereichen Green IT, nachhaltige Softwareentwicklung oder umweltfreundliche Technologien anbieten. 

Der Kurs „The Principles of Sustainable Software Engineering“ von Microsoft umfasst beispielsweise verschiedene Lernmodule, die die Bedeutung von Nachhaltigkeit in der Softwareentwicklung erklären, Best Practices für nachhaltige Softwareentwicklung vorstellen und Ressourcenoptimierung, Energieeffizienz und andere umweltfreundliche Aspekte behandeln.

Eine weitere Möglichkeit bietet der Kurs „Sustainable Software Engineering“ vom Hasso-Plattner-Institut (HPI). Der Kurs wird online über die Plattform „openHPI“ angeboten und richtet sich an Softwareentwickler*innen, IT-Professionals und andere interessierte Personen, die mehr über nachhaltige Softwareentwicklung lernen möchten. Der Kurs vermittelt Grundlagen und Prinzipien des nachhaltigen Softwareengineerings und behandelt Themen wie Energieeffizienz, Ressourcenoptimierung, Green IT, Software-Lebenszyklus und Best Practices für umweltfreundliche Softwareentwicklung. Er besteht aus Video-Lektionen, praktischen Übungen und Quizfragen, um das Wissen der Teilnehmer*innen zu überprüfen.

Der Kurs ist kostenlos zugänglich und kann von Teilnehmer*innen in ihrem eigenen Tempo absolviert werden. Er bietet eine gute Möglichkeit, das Bewusstsein für nachhaltige Softwareentwicklung zu schärfen und konkrete Maßnahmen zu erlernen, um umweltfreundlichere Software zu entwickeln.

Ebenso wie du bei der Auswahl eines neuen Software-Produkts prüfst, ob die Mitarbeiter*innen des Herstellers regelmäßige Data-Protection-Trainings absolvieren, kannst du auch nach Nachweisen für regelmäßige Green-IT-Schulungen fragen.

Fazit zur nachhaltigen IT-Beschaffung

Die nachhaltige Softwareentwicklung und IT-Beschaffung ist ein interdisziplinäres Thema, das über die alleinige Verantwortung der Software-Ingenieure, CIOs und IT-Einkäufer*innen hinausgeht. Die Zusammenarbeit mit Fachleuten aus anderen Bereichen wie Umweltmanagement, Energieeffizienz oder Nachhaltigkeitsmanagement ist unerlässlich, um ein umfassendes Verständnis und Fachwissen in der Entwicklung und Beschaffung nachhaltiger Software und die Ansprüche an diese zu erlangen.

Tools für dein Nachhaltigkeitsmanagement

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