Grünes Waschen ohne Greenwashing mit Smart Home – los geht’s! (Teil 2)

Bereiche mit hohem Energieverbrauch und intensiver Nutzung bieten großes Potenzial für nachhaltige IT – sei es in der Industrie oder in den eigenen vier Wänden. Software spielt dabei eine entscheidende Rolle, da sie den CO₂-Verbrauch erheblich beeinflusst. Es gibt drei zentrale Säulen, um Softwareentwicklung und IT nachhaltiger zu gestalten:

1. Energieeffizienz
   Ziel ist es, den Energieverbrauch, der durch Software ausgelöst wird, zu reduzieren. Rechenintensive Aufgaben oder unnötige Nutzung von Ressourcen wie großen KI-Modellen (LLMs) sollten vermieden werden. Im Smart Home können solche Optimierungen den Energieverbrauch deutlich senken.
2. Hardwareeffizienz
   Durch die möglichst lange und effektive Nutzung von Hardware lässt sich die energie- und CO₂-intensive Herstellung neuer Geräte vermeiden. Speziell im Smart Home sollte die Abhängigkeit von proprietären Cloud-Systemen reduziert werden. Geht ein Cloud-Anbieter pleite, könnten funktionierende Geräte wie Sensoren unbrauchbar werden.
3. Carbon Awareness
   Energieintensive Aufgaben sollten dann ausgeführt werden, wenn der Anteil erneuerbarer Energien im Stromnetz am höchsten ist. Nicht zeitkritische Aufgaben können aufgeschoben werden, bis der Grünstromanteil maximiert ist. Dieses Prinzip hat sowohl eine zeitliche als auch eine räumliche Dimension: Aufgaben können zeitlich verschoben oder an Standorten mit hohem Anteil erneuerbarer Energien ausgeführt werden.

Carbon Awareness in der Praxis

Ein gutes Beispiel für räumliche Carbon Awareness ist das tägliche Server-Backup. Oft werden solche Aufgaben nachts ausgeführt, wenn die Nutzung gering ist. Allerdings steht nachts häufig weniger erneuerbare Energie zur Verfügung. Wird das Backup stattdessen auf einen Zeitpunkt mit hohem Grünstromanteil verschoben, lässt sich der CO₂-Fußabdruck erheblich reduzieren.

Auch räumliche Verschiebungen sind in der IT möglich: Rechenintensive Aufgaben könnten an Standorten ausgeführt werden, an denen CO₂-armer Strom verfügbar ist – etwa dort, wo die Sonne scheint oder der Wind weht. In der Cloud ist dies oft nur eine Frage der Konfiguration.

Timeshifting im smarten Zuhause

Im privaten Haushalt ist das räumliche Verschieben von Aufgaben kaum praktikabel – niemand möchte seinen Kaffee in einem anderen Land kochen lassen. Doch das zeitliche Verschieben (Timeshifting) bietet großes Potenzial, um den Energieverbrauch zu optimieren.

Viele energieintensive Aufgaben im Haushalt sind nicht zeitkritisch und können problemlos verzögert werden. Die Waschmaschine muss beispielsweise nicht sofort starten, und auch der Trockner kann um ein oder zwei Stunden verschoben werden. Diese Flexibilität ermöglicht es, solche Aufgaben in Zeiten mit hohem Anteil erneuerbarer Energien auszuführen.

Das Ziel ist es, im eigenen Zuhause energiehungrige, aber nicht zeitkritische Aufgaben zu identifizieren. Beispiele sind:

• Waschmaschine und Trockner: Der Start kann zeitlich angepasst werden, solange die Wäsche rechtzeitig fertig ist.
• Geschirrspülmaschine: Auch hier ist es meist egal, ob das Geschirr eine Stunde früher oder später sauber ist.
• Elektroauto oder E-Bike laden: Wichtig ist nur, dass die Fahrzeuge morgens einsatzbereit sind – der genaue Ladezeitpunkt ist flexibel.

Die Time Shifting API

Eine Carbon-Aware-Aufgabe kann anhand von drei Variablen optimiert werden:

1. Time Window: Das verfügbare Zeitfenster, in dem die Aufgabe ausgeführt werden kann (z. B. zwischen 09:00 und 21:00 Uhr, um Lärm zu vermeiden).
2. Runtime: Die geschätzte Laufzeit der Aufgabe (z. B. 30 Minuten bis 2 Stunden für die Waschmaschine).
3. Location: Der Ort, an dem der Strom genutzt wird. Je nach Standort variiert der Anteil erneuerbarer Energien.

Die Carbon Aware Computing Library bietet eine Web-API, die anhand dieser Variablen den optimalen Zeitpunkt für energieintensive Aufgaben berechnet. Erweiterungen für Plattformen wie .NET, PowerShell, Kubernetes oder Prometheus machen die Integration einfach.

Nachhaltigkeit im Alltag und darüber hinaus

Ein smarter Haushalt kann nicht nur den Komfort erhöhen, sondern auch dazu beitragen, Energie effizienter zu nutzen und CO₂-Emissionen zu senken. Durch gezieltes Timeshifting lassen sich alltägliche Aufgaben mit minimalem CO₂-Fußabdruck ausführen.

Dieses Prinzip gilt nicht nur für Haushaltsgeräte: Ersetzen wir die Waschmaschine durch ein rechenintensives tägliches Backup, das Training großer KI-Modelle oder umfangreiche Tests in einer CI/CD-Pipeline, wird klar, dass diese Technik auch weit über das Smart Home hinaus Anwendung finden kann.

Ein Blick in die Zukunft

Im nächsten Teil dieser Artikelreihe werde ich anhand konkreter Rechenbeispiele zeigen, wie Carbon Awareness bereits in meinem eigenen Smart Home Wirkung zeigt. Interessiert an weiteren Möglichkeiten, IT nachhaltiger zu nutzen? Dann schreiben Sie uns: