Energiefresser Streaming

Acht von zehn Internetnutzern ab 16 Jahren nutzen laut einer Studie Video-Streaming. Damit steigen nicht nur die Streaming-Angebote im Netz, sondern auch automatisch der dafür anfallende Energieverbrauch. Das weltweite Streaming verbraucht so jetzt schon rund 300 Millionen Tonnen CO2, was ein Prozent der weltweiten Treibhausgase ausmacht. //Von Catharina Brade und Thomas Löhrer

Eigentlich ist es schon recht spät und Zeit für das Bett, aber eine Folge der Lieblingsserie ist noch drin. Den Gedanken werden viele der weltweit über 1,8 Milliarden Streaming-Nutzer kennen. Allein Netflix besaß 2019 über 177,77 Millionen Nutzer - zehn Jahre zuvor waren es noch 12,27 Millionen. "Video-Streaming wird immer beliebter", bestätigt auch Sebastian Klöß, Referent für Consumer Technology vom Branchenverband Bitkom. Im Jahr 2019 haben laut einer Bitkom-Studie 24 Prozent der Internetnutzer täglich Bewegtbild gestreamt - 2015 waren dies noch 11 Prozent. 2019 stieg der Anteil von Bewegtbildcontent bei Internetnutzern ab 16 Jahren um drei Prozentpunkte auf 79 Prozent. Internetnutzung benötigt Energie und je größer die Datenmenge ist, desto mehr Energie wird verbraucht. "Da beim Video-Streaming große Datenmengen übertragen werden, ist entsprechend viel Energie nötig", so Klöß.

Genaue Zahlen sind schwierig zu bestimmen

Laut Vlad Coroama, Forscher und Dozent für Informatik und Nachhaltigkeit der ETH Zürich, trage das gesamte Internet zu 1,5 Prozent zu den weltweiten CO2-Emissionen bei. Die reinen Streaming-Emissionen seien schwierig zu bestimmen, erklärt Klöß. Es stehe jedoch außer Frage, dass sich die Emissionen durch Internet und Streaming weiter erhöhen. Die Streaming-Emissionen hängen von verschiedenen Faktoren ab und variieren je nach Streaming-Konsum. Entscheidend sei zum Beispiel das Endgerät, auf dem gestreamt werde. Ein Smartphone verbrauche aufgrund geringerer Displaygröße und Auflösung weniger Energie als ein Fernseher - sowohl im Rechenzentrum als auch während der Übertragung und beim Betrieb. Dann sei ebenso die Herkunft des Stroms von Bedeutung, mit dem die Rechenzentren, die Übertragungsinfrastruktur und die Endgeräte betrieben werden. "Es macht einen Unterschied, ob er von Kohlekraftwerken oder aus erneuerbaren Energiequellen stammt", so Klöß. Ein Faktor sei außerdem, ob die Daten über Funk, Kabel oder Glasfaser zum Endkonsumenten übertragen werden.

Deswegen verbraucht Streaming so viel Energie

Natürlich zählen nicht nur Streaming-Dienste zum Internet - jedoch machen sie einen Großteil davon aus. Die gemeinnützige Organisation "The Shift Project" ist ein französischer Think Tank, der sich durch wissenschaftliche Objektivität dem Allgemeininteresse verschrieben hat und seit mehreren Jahren Studien zum Klimawandel veröffentlicht. Aus ihrer Studie "Klimakrise: Die nicht nachhaltige Nutzung von Online-Videos" geht hervor, dass der globale Datenverkehr zu 80 Prozent aus Videodaten besteht. Diese Dateien sind besonders groß und verbrauchen daher auch viel Platz auf den Servern und Energie bei der Übertragung. Die meiste Energie benötigen aber die Server in den Rechenzentren, die rund um die Uhr laufen. Ein Drittel des Gesamtstroms der Rechenzentren geht hierbei laut SWR Informationen allein für die Klimaanlagen drauf.

Energiefresser Rechenzentrum

Die Klimaanlagen in den Rechenzentren müssen diese dauerhaft auf 25 Grad kühlen, damit sie nicht überhitzen. "Bei der Kühlung der Server von Rechenzentren durch Klimaanlagen wird ein Teil der Energie förmlich zum Fenster hinausgeblasen", bestätigt Dozent Dieter Franke von der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, dessen Spezialgebiet vor allem die nachhaltige Ingenieurwissenschaft mit Schwerpunkt auf Energieeffizienz und regenerative Energien ist. Effizientere Ansätze gäbe es viele: zum Beispiel Möglichkeiten der Abwärmenutzung und Energiegewinnung aus erneuerbaren Energien sowie energieeffizienteres Bauen. Beim Modell der Abwärmenutzung gäbe es jedoch auch einen Haken: "Bei Abwärme ist die Temperatur ein entscheidender Faktor", erklärt Franke. Wärme sei nur wertvoll, beziehungsweise technisch nutzbar, wenn sie hohe Temperaturen habe. Wenn das Kühlwasser nur 30 oder 40 Grad erreiche, was bei einer erzielten Betriebstemperatur von 25 Grad üblich sei, dann könne man mit diesem "lauwarmen" Wasser technisch gesehen auch nicht viel anfangen. "Wenn der Strom zum Betrieb der Rechenzentren zum Beispiel aus erneuerbaren Energien gewonnen würde, dann wäre schon viel für die Klimabilanz getan", schildert auch Franke.

Der Energieverbrauch von IT, Quelle der Daten: The Shit Projekt 2018, Grafik: eigene Erstellung

Der Energieverbrauch von IT, Quelle der Daten: The Shit Projekt 2018, Grafik: eigene Erstellung

Hitzeunempfindlichere Server

Der CO2-Abdruck würde sich schon deutlich verringern mit einer smarten Steuerung und Technik, bekräftigt auch Klöß und verweist darauf, dass sich diesbezüglich in den letzten Jahren viel getan habe. So seien die Server in den neueren Rechenzentren nicht mehr so hitzeempfindlich. Das bedeute, die Temperatur im Rechenzentrum könne höher sein und entsprechend geringer sei der Aufwand durch die Kühlung. Zudem gäbe es spannende Ansätze der Abwärmenutzung, wobei man die Wärme in das Fern- oder Nahwärmenetz einspeise, statt sie ungenutzt in die Umgebung abzugeben. So könnte man zum Beispiel Gebäude in der Umgebung damit heizen.

Pornos auf Platz zwei

Laut der Studie von "The Shift Project" seien allein 34 Prozent des weltweiten Video-Konsums Video-on-Demand-Services, also Streaming-Seiten wie Amazon-Prime und Netflix. Diese würden über 100 Millionen Tonnen CO2-Äquivalent verursachen. Das sei so viel, wie ganz Griechenland im Jahr 2017 ausgestoßen habe. Deutschland hat laut Daten des Bundesumweltamt im selben Jahr 907 Millionen Tonnen CO2-Emissionen verursacht.

CO2-Äquivalent

Die Angabe des CO2-Äquivalenten dient zum Vergleich verschiedener Treibhausgase. Dabei werden die Potenziale dieser Gase als CO2-Äquivalent definiert. Diese Zahl gibt dabei an, wie sehr ein Gas in einem bestimmten Zeitraum im Vergleich zur gleichen Menge CO2 zur Erderwärmung beiträgt.

27 Prozent des weltweiten Video-Konsums seien Pornos, die 2018 zu 80 Millionen Tonnen CO2-Emissionen geführt hätten. Das sei so viel, wie alle Haushalte Frankreichs im selben Jahr produzierten. Das Bundesumweltamt schätzt den Anteil der Emissionen deutscher Haushalte 2018 auf 91 Millionen Tonnen. Weitere 21 Prozent des Video-Konsums sind Video-Plattformen, wie zum Beispiel YouTube und 18 Prozent unterteilen sich in "andere". Damit sind beispielsweise Social-Media-Videos auf Facebook, Instagram und Snapchat gemeint.

Videostreaming-Nutzung in Deutschland

Laut einer Studie der GfK haben die Deutschen alleine von Januar bis März 2019 1,2 Milliarden Stunden gestreamt. Das wären umgerechnet fast 137.000 Jahre. Laut der Bitkom-Studie sind Portale wie YouTube und Vimeo bei der Streaming-Umfrage in Deutschland auf Platz eins: 65 Prozent der Internetnutzer schauen dort Bewegtbildcontent. Diesen ersten Platz teilen sich die Videoportale mit den Mediatheken der Fernsehsender, in denen ebenfalls 65 Prozent der Internetnutzer bereits gelaufene TV-Sendungen anschauen. Auf Platz drei gaben 42 Prozent der Nutzer an, Spielfilme und Serien über Streaming-Anbieter zu sehen. Aktuelles TV-Programm im Livestream liegt auf Platz vier mit 40 Prozent - hier sank das Nutzungsverhalten im Vergleich zum Vorjahr um fünf Prozentpunkte. Streaming-Anbieter wie Amazon Prime oder Netflix haben es demnach erstmals in die Top 3 des Videos geschafft", sagt der Consumer Referent Klöß.

Streaming ist nicht das größte Problem

Video-Streaming und Internetnutzung verbrauchen zwar viel Energie, was nach Klöß allerdings in Relation zu setzen sei. Im Vergleich schädige beispielsweise nicht nur die Luftfahrt, deren Anteil am weltweiten CO2-Ausstoß bei 2,5 Prozent liege, sondern vor allem Bereiche wie die Land- und Forstwirtschaft mit einem Anteil von 20 bis 25 Prozent an den globalen CO2-Emissionen das Klima weitaus mehr. Das hat auch ein Bericht der IPCC ergeben, der im August 2019 veröffentlicht wurde. Der Forscher und Dozent der ETH Zürich Vlad Coroama fand außerdem heraus, dass eine Stunde Streamen ungefähr 0,12 Kilowattstunden verbrauche - so viel Energie werde auch benötigt, wenn man einen Liter Wasser zum Kochen bringe. Klöß ordnet ein: "Bei einem Flug von Berlin nach München fallen pro Person 150kg CO2 an – man müsste 2631 Stunden Streamen, um auf die gleiche Menge zu kommen."

Streamen und DVDs im Vergleich

DVDs sind und waren auch nicht klimaneutral und besitzen Nachteile. Zum einen besteht die Disk hauptsächlich aus Plastik, kommt im Plastikbehälter und wird in Plastik eingeschweißt. Zum anderen braucht es Energie, um DVDs und Verpackung herzustellen und diese in die Läden zu transportieren. Forscher des Lawrence Berkeley National Laboratory und der McCormick School of Engineering haben 2014 untersucht, wie viel Primärenergie und Treibhausgasemissionen bei einer DVD anfallen und diese Werte mit denen von Video-Streaming verglichen. Das Ergebnis: Wenn man sich eine DVD per Post schicken lässt, verbraucht das Ganze in etwa so viel Energie wie das Streamen. Fährt man dann aber noch mit dem Auto zu einem DVD-Verleih oder -Laden, verbraucht man dadurch mehr Energie und stößt der Studie zufolge noch mehr CO2 aus. Der Streaming-Markt wächst im Vergleich zum DVD-Markt jedoch rasant weiter.

Es gibt mittlerweile jedoch eine ganze Reihe von Möglichkeiten und Ansätzen, um Streaming nachhaltiger zu gestalten. Wie nachhaltig die Rechenzentren der Streaming-Anbieter arbeiten hat Greenpeace in der Studie "Clicking Clean" untersucht. Hierbei wurde gemessen, wie viel Prozent des verbrauchten Stroms für die Rechenzentren aus Atomkraft, Kohlekraft, Erdgas und erneuerbaren Energien kommen.

Streaming-Anbieter im Vergleich

Das Ergebnis der Studie: Netflix liegt bei den Streaming-Anbietern im unteren Mittelfeld und bekommt die Note D ausgestellt, was in der Schule eine Vier wäre. Greenpeace beklagt zudem große Intransparenz beim Konzern und dass es kaum einen Anspruch gäbe, wenigstens in Zukunft erneuerbare Energien zu nutzen. Bei Amazon-Prime sieht es genauso aus, da Netflix die gleichen Server nutzt. Was das Video-Streaming angeht, schneidet YouTube mit mehr als 50 Prozent aus erneuerbaren Energien am besten ab. YouTube ist ebenso das einzige Unternehmen, was die beste Note A für Transparenz und Engagement für erneuerbare Energien bekommen hat. "Es ist immer gut, wenn Unternehmen von sich aus den Handlungsbedarf erkannt haben und in freiwilliger Selbstverpflichtung umsteuern. Andere Internetkonzerne wie Amazon-Prime und Netflix haben dort noch Nachholbedarf", sagt auch der Landtagsabgeordnete aus NRW Matthi Bolte-Richter vom Bündnis 90/Die Grünen.

So geschickt sind die Anbieter

Um Streamen nachhaltiger zu gestalten, könnten die Anbieter das Design ihrer Websites und Apps überarbeiten und anpassen, schlägt der YouTuber Jacob Beautemps vor, der Physik und Sozialwissenschaften auf Lehramt studiert hat und derzeit Doktorand an der Uni Köln ist. Viele Videos würden auf den Seiten nur aufgrund automatischer Abspielfunktion geschaut, zum Beispiel beim Durchscrollen.  Das verbraucht unnötig Energie. "Der Hintergedanke der Anbieter ist hierbei natürlich, dass die Nutzer länger auf ihren Seiten verweilen", sagt Beautemps. Auch bei YouTube gibt es die sogenannte "Auto-play-Funktion", die dafür sorgt, dass die Nutzer möglichst lange auf YouTube sind und so auch möglichst viel Werbung schauen. Das sei geschickt gemacht, erklärt Beautemps: "Auf diese Weise wird man automatisch dazu verleitet, mehr Videos anzusehen, als man eigentlich geplant hatte und das treibt den Datentransfer natürlich in die Höhe." Er hat sich im Rahmen seines Wissenschaft- und Technik-Kanals "Breaking Lab" auf YouTube ebenfalls mit dem Thema "Wie nachhaltig ist Streaming?" auseinandergesetzt.

Für das Streamen zuhause ist noch relevant, dass beim Streamen über WLAN und Kabel weniger Strom als beim Streamen über mobile Daten verbraucht wird. "Beim Musik-Streaming ist es sinnvoller einen reinen Musik-Streaming-Dienst zu nutzen und nicht beispielsweise YouTube, wo auch noch das Video geladen wird", sagt Klöß. Vorausgesetzt, es gehe dem Nutzer lediglich um das Hören der Musik.

Auf den Übertragungsweg kommt es an

Nur etwas mehr als drei Prozent aller Breitbandanschlüsse in Deutschland bestehen aus Glasfaser. Die am weitesten verbreitete Übertragungstechnik stellt derzeit noch das Kupferkabel dar. Es gibt jedoch einen großen Unterschied zwischen den alten Kupferkabeln und neuen Glasfaserkabeln: Bei Kupferkabeln muss das Signal besonders über lange Distanzen verstärkt werden. Dafür werden Leistungsverstärker genutzt, die nur einen geringen elektrischen Wirkungsgrad besitzen. Die Hälfte der zur Datenübertragung eingesetzten Energie geht hierbei als Wärme verloren. "Im Glasfaserkabel geschieht die Informationsübertragung auf optischem Wege. Hier sind die Verluste deutlich geringer, da das Licht verlustärmer transportiert wird und auch auf langen Strecken noch ankommt", erklärt Dieter Franke. Wird der Glasfaserausbau mehr gefördert, fördert dies also ebenso einen geringeren Energieverbrauch beim Streaming.

Deutschland liegt beim Glasfaserausbau weit zurück

Laut der ersten Gigabit-Studie des Branchenverbandes der Anbieter von Telekommunikations- und Mehrwertdienstem (VATM) haben 2019 rund 4 Millionen Haushalte in Deutschland auf Glasfaserinternet zugreifen können, was einer Abdeckung von 10,5 Prozent entspräche. Im europaweiten Vergleich des FTTH-Council von 2018 belegt Deutschland beim Glasfaserausbau Platz 30 von 34 (2016 war es noch Platz 27). Der Ausbau geht nur langsam voran, da die Kabel dafür unterirdisch verlegt werden müssen. Die Telekom ist zudem derzeit noch dabei ihr Kupfernetz aufzurüsten, um den Nutzern in der Spitze 250 Megabit pro Sekunde im Festnetz anbieten zu können. Nach eigenen Angaben plant der Konzern ab 2021 den jährlichen Glasfaserausbau für zwei Millionen Haushalte.

Umweltfreundliches Streaming

Von heute auf morgen wird Streaming nicht plötzlich klimaneutral. Es gibt jedoch eine Reihe von Ansätzen und Ideen, um Streaming und die Energiegewinnung für das Internet in den Rechenzentren nachhaltiger und effizienter zu gestalten, von denen einige schon umgesetzt wurden. Jeder Nutzer kann zudem sein eigenes Streaming-Verhalten überprüfen und sein Umfeld über die Thematik informieren. Für den Bündnis 90/Die Grünen Politiker Bolte-Richter steht fest, dass es vor allem einem ökologischen Ordnungsrahmen für alle Bereiche der Digitalisierung brauche, der auf den 17 Nachhaltigkeitszielen der UN und dem Klimaschutzabkommen von Paris aufbauen sollte.

Teaserbild: Die Zahl der Streaming-Dienste und Angebote nimmt zu. Es gibt immer mehr weltweite Nutzer. Doch damit steigt auch der Energieverbrauch, der dadurch anfällt. Quelle: Quelle: Amateur_Hub_pexels.com, bearbeitet

Die Autoren

Catharina Brade

Thomas Löhrer

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