Studie zu CO2-Emissionen: Videostreaming ist am umweltschädlichsten im 3G-Netz

Wer beim Online-Videostreaming das Klima schützen möchte, schaut die Lieblingsserie am besten zu Hause auf der Couch im heimischen WLAN. Zu diesem vorläufigen Ergebnis kommt das Forschungsprojekt „Green Cloud-Computing“, an dem das Öko-Institut und das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) im Auftrag des Umweltbundesamt arbeiten. Demnach sind die CO2-Emissionen am geringsten, wenn HD-Videos eines Cloud-Dienstes per Glasfaser-Anschluss gestreamt werden.

Bislang gab es den Wissenschaftler:innen zufolge keine belastbaren Zahlen zur Klimabilanz von Cloud-Diensten, die Videostreaming und Online-Datenspeicherung anbieten. Bisherige Studien kamen zu unterschiedlichen Ergebnissen und beruhten auf Rechenmodellen und Annahmen. Die Studie des Umweltbundesamtes arbeitet mit realen Messdaten. Die Forschenden haben dafür an einem großen Streaming-Rechenzentrum gemessen.

So lasse sich der CO2-Fußabdruck von Videostreaming, Video-Konferenzen und Online-Datenspeicherung realitätsnäher bestimmen, heißt es in der gemeinsamen Pressemitteilung von Bundesumweltministerin Svenja Schulze und dem Umweltbundesamt. Die Wissenschaftler:innen haben dafür die Treibhausgasemissionen pro Stunde Videostreaming in HD-Qualität gemessen und die Emissionen für Rechenzentrum und Datenübertragung zusammengefasst.

Hohe CO2-Emissionen im alten Mobilfunknetz

Sie kamen zu dem Ergebnis, dass die Datenverarbeitung im Rechenzentrum mit 1,5 Gramm CO2 pro Stunde eher gering ist. Wichtiger für die Klimaverträglichkeit ist die Übertragung zu den Nutzer:innen. Wer auf Cloud-Dienste mit Glasfaser-Anschluss zugreift, spart am meisten Kohlenstoffdioxid ein: Die Belastung liegt bei 2 Gramm CO2 pro Stunde HD-Videostreaming. Verbraucher:innen mit Kupferkabel müssen sich 4 Gramm CO2 pro Stunde auf die Bilanz schreiben.

Deutlich höher können die Werte beim Streaming aus dem Mobilfunknetz liegen. Während es bei einer Datenübertragung mit 5G noch 5 Gramm CO2 pro Stunde sind, sind es bei der Übertragung mit 4G schon 13 Gramm. Am klimaschädlichsten ist es, Videos im Mobilfunkstandard 3G zu schauen: Dabei werden 90 Gramm CO2 pro Stunde ausgestoßen.

Entscheidend für die Klimabilanz ist auch die Video-Auflösung. Die Wissenschaftler:innen empfehlen, Videos in HD-Qualität statt Ultra-HD zu streamen, um Daten und damit CO2 einzusparen. Wer eine Stunde Videos in Ultra-HD statt HD am Fernseher schaut, verbraucht 7 Gigabyte statt 700 Megabyte, also zehnmal so viel Datenvolumen. Das treibt die Emissionen in die Höhe. Das Forschungsteam rät Betreiber:innen von Websites, das automatische Abspielen von Videos standardmäßig auszuschalten, um den Datenverbrauch zu reduzieren.

Schulze wirbt für umweltfreundliche Digitalisierung

Aus Sicht von Bundesumweltministerin Schulze ist klimafreundliches Streaming vor dem Hintergrund der Forschungsergebnisse möglich, mit der richtigen Infrastruktur. „Aus Umweltsicht ist es eine gute Idee, mehr öffentliche WLAN Hotspots einzurichten, denn das ist klimafreundlicher als Streaming im Mobilfunknetz“, sagte sie in einer Pressekonferenz am Donnerstag. Auch die Vorteile von Home-Office und Videokonferenzen für das Klima stiegen mit effizienteren Rechenzentren und moderneren Netzen.

„Unsere Forschung zeigt, dass wir verstärkt in den Ausbau der Glasfasernetze investieren sollten“, sagte der Präsident des Umweltbundesamtes Dirk Messner. Künftig würden die Datenmengen durch mehr Videokonferenzen und vernetztes Fahren weiter steigen. Die 5G-Übertragungstechnik bezeichnete er mit Blick auf den Klimaschutz als vielversprechend.

Digitalisierung für Klimaschutz nutzen

Videostreaming könnte demnach insgesamt klimafreundlicher werden, wenn auch die Digitalisierung vorangetrieben wird. Ministerin Schulze will das im Rahmen der deutschen EU-Ratspräsidentschaft auf europäischer Ebene erreichen, sagte sie bei der Vorstellung der Studienergebnisse.

Forschende des Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) und der Technischen Universität Berlin kamen indes zu dem Schluss, dass die voranschreitende Digitalisierung nicht automatisch mehr Klimaschutz bedeute. Die steigende Nutzung von digitalen Informations- und Kommunikationstechnologien und das Wirtschaftswachstum der vergangenen Jahre sorgten für einen höheren Energieverbrauch.

Zwar könne durch effizientere Arbeits- und Produktionsprozesse und moderne technische Geräte Energie eingespart werden, sagt der Wirtschaftsforscher Steffen Lange vom IÖW. Das führe jedoch an anderen Stellen zu mehr Nachfrage, also mehr Energieverbrauch, vermutet Johanna Pohl von der TU Berlin. Die Forscher:innen plädieren dafür, „die digitalen Möglichkeiten in den Dienst einer ökologischen Transformation der Ökonomie zu stellen.“ Nur wenn digitale Technologien für wirtschaftlichen Wandel genutzt würden, könnten die Klimaschutzziele eingehalten werden.