Studie. Ökologischer Vergleich der Klimarelevanz von PC und Thin Client Arbeitsplatzgeräten 2008

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1 Studie Ökologischer Vergleich der Klimarelevanz von PC und Thin Client Arbeitsplatzgeräten 2008 erstellt für: IGEL Technology GmbH Herrn Heiko Gloge Schlachte 39/ Bremen gefördert vom: Verein zur Förderung der Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik e.v. Oberhausen,

2 Studie PC und Thin Client Arbeitsplatzgeräten 2008 erstellt von: Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheitsund Energietechnik UMSICHT Institutsleiter Prof. Dr.-Ing. Eckhard Weidner Osterfelder Straße Oberhausen Projektteam: Dipl.-Inform. (FH) Christian Knermann Projektleiter Stellv. Abteilungsleiter IT-Management Telefon: 02 08/ christian.knermann@umsicht.fraunhofer.de Dr.-Ing. Markus Hiebel (MSc) stellvertretender Projektleiter Geschäftsfeld Ressourcenmanagement Telefon: 02 08/ markus.hiebel@umsicht.fraunhofer.de Dr.-Ing. Hartmut Pflaum Geschäftsfeldsleiter Ressourcenmanagement Telefon: 02 08/ hartmut.pflaum@umsicht.fraunhofer.de Manuela Rettweiler, M.A. Marketing, Kommunikation, Unternehmensplanung Telefon: 02 08/ manuela.rettweiler@umsicht.fraunhofer.de Dipl.-Ing. Andreas Schröder Stellv. Geschäftsfeldleiter Produktionstechnische Informationssysteme Telefon: 02 08/ andreas.schroeder@umsicht.fraunhofer.de Copyright Das Urheberrecht an den im Rahmen dieser Studie von Fraunhofer UMSICHT erstellten Konzepten, Entwürfen, Analysen, Studien und sonstigen Unterlagen liegt bei Fraunhofer UMSICHT. Die Übertragung von Urheberrechten bedarf der Schriftform. Der Auftraggeber ist zur Nutzung der vorliegenden Studie für die nach dem Auftrag vorgesehenen Zwecke berechtigt. Vervielfältigungen sind nur mit der ausdrücklichen Zustimmung von Fraunhofer UMSICHT zulässig. Veränderungen, Übersetzungen oder digitale Nachbearbeitungen sind nicht zulässig. Eine Weitergabe der Studie an Dritte insbesondere an Wettbewerber von Fraunhofer UMSICHT - mit Ausnahme von öffentlichen Fördermittelstellen oder Kapitalgebern ohne schriftliche Freigabe durch Fraunhofer UMSICHT ist nicht zulässig. Copyright Fraunhofer UMSICHT 2008

3 Inhalt 1 Zusammenfassung (Executive Summary) 1 2 Einleitung Grundlagen: Server Based Computing Klassische Terminal Umgebungen Client-/Server-Netze Microsoft Terminaldienste Citrix Presentation Server Thin Clients und Server Based Computing Wirtschaftlichkeitsbetrachtung 12 3 Umweltauswirkungen der Informationstechnik Der weltweite Klimawandel Energie- und Materialintensität der IT-Branche Recycling und Entsorgung »Rebound Effects« Ökoeffizienz und Dematerialisierung 17 4 Rechtliche Rahmenbedingungen EU-Ebene und international Deutschland Andere Leitmärkte (USA) Labels, Initiativen, Prüfsiegel und Zertifikate Energy Star Blauer Engel, EU Eco Label, Nordic Swan Office-TopTen TCO Ergonomie, Bildschirmarbeitsverordnung 21 5 Methodik Definition der Szenarien Benutzer PC-Systeme Thin Clients Terminal Server Produktions-, Herstellung- und Distributionsphase Betriebsphase Monitore Notebooks Desktop-PC 36 I

4 5.3.4 Thin Clients Terminal Server Recycling / Entsorgung 38 6 Ergebnisse und Auswertung Produktionsphase Desktop PC Notebook LCD-Monitor CRT-Monitor Thin Client Anteilige Berechnung des Terminal Servers Herstellungsphase Desktop PC Notebook LCD-Monitor CRT-Monitor Thin Client Anteilige Berechnung des Terminal Servers Distributionsphase Desktop PC Notebook LCD-Monitor CRT-Monitor Thin Client Anteilige Berechnung des Terminal Servers Betriebsphase Desktop PC Notebook Thin Client Anteilige Berechnung des Terminal Servers Monitore Recycling/Entsorgung Desktop PC Notebook LCD-Monitor CRT-Monitor Thin Client Anteilige Berechnung des Terminal Servers Zusammenfassung und Auswertung Monitore Desktop PC und Notebook Thin Client und Anteil des Terminal Servers 70 7 Interpretation der Ergebnisse 72 II

5 7.1 Arbeitsplatzsystem und Monitor Desktop PC vs. Thin Client Notebook Beispielberechnung: KMU Beispielberechnung: Großes Unternehmen 75 8 Makroökonomische Perspektive Gegenüberstellung Einsparpotenzial 80 9 Zukünftiges Optimierungspotenzial Bit Computing Virtualisierung Anwendungsvirtualisierung Anwendungsstreaming Servervirtualisierung Desktopvirtualisierung Energiesparoptionen am Arbeitsplatz Citrix PowerSmart Thin Clients in privaten Haushalten/»Web 2.0«90 10 Handlungsempfehlungen und Ausblick Literaturverzeichnis Warenzeichen Abkürzungs- und Symbolverzeichnis Anhang 104 III

6 1 Zusammenfassung (Executive Summary) Einordnung des Vorhabens Aufgabenstellung und Vorgehen Ökologischer Fußabdruck der IT-Branche und Nachhaltigkeitskonzepte Hersteller von IT-Technologie haben angesichts der Debatte um Klimaschutz und Nachhaltigkeit erkannt, dass für Endkunden (privat oder gewerblich) auch ökologische Gesichtspunkte beim Kauf von PC, Laptop oder Netzwerkgeräten eine immer größere Rolle spielen und Energie- oder Ökoeffizienz der Geräte kaufentscheidend wirken können. Betrachtet und bewertet werden oftmals a- ber nur isolierte Einzelaspekte, wie z. B. Energieverbrauch in der Nutzungsphase oder der Einsatz toxikologisch unbedenklicher Stoffe. Was fehlt, ist eine ganzheitliche ökologische Bewertung über die Lebensphasen Produktion, Nutzung sowie Recyling/Entsorgung. Innerhalb dieser Studie wird auf Basis der Ergebnisse aus der vorangegangen Studie» PC und Thin Client Arbeitsplatzgeräten«aus dem Jahr 2006 die Gegenüberstellung dieser Gerätetypen weiter ausgearbeitet. Produktionsphase, Nutzungsphase und Entsorgungsphase werden berücksichtigt. Methodik, Datensätze und Ergebnisse stützen sich auf den EU- Bericht»Personal Computers (desktops and laptops) and Computer Monitors«[IVF, 2007]. Anhand unterschiedlicher Einsatzszenarien wird das Energiespar- Potenzial einer auf Thin Clients und Server Based Computing basierenden IT- Infrastruktur für unterschiedliche Unternehmensgrößen dargestellt. Weiterhin werden mögliche Innovationsrichtungen aufgezeigt und Marktabschätzungen durchgeführt. Nicht nur die öko-toxikologischen Auswirkungen eingesetzter Stoffe und Emissionen bei der Produktion sondern auch die Materialintensität der verwendeten, größtenteils nicht erneuerbaren und damit endlichen Rohstoffe selbst zeigt auf, dass sich auch durch die immer intensivere Nutzung von IuK-Technologie der ökologische Fußabdruck stetig vergrößert. Der Energiebedarf von IT- Komponenten im laufenden Betrieb ist nennenswert und beträgt nach Schätzungen in Deutschland 3 % des gesamten Stromverbrauchs [Hiebel et al., 2007]. Auch die schnell wachsende Abfallmenge aus der IT-Nutzung - verursacht durch kürzere Innovationszyklen und damit einhergehend verkürzte Nutzungsdauern der Elektrogeräte - und der Umgang damit stellen ein Problem dar. In Europa wächst die Menge an Elektroaltgeräten im Vergleich zu anderen Abfallarten fast dreimal schneller. Oft findet eine Wiederverwertung von Altgeräten in weniger entwickelten Ländern mit niedrigen Umweltstandards unter gesundheits- und umweltschädlichen Bedingungen statt. Dieser Entwicklung kann mit den Konzepten der Ökoeffizienz und Dematerialisierung begegnet werden, bei denen nicht ein materielles Produkt, z. B. ein Computer, sondern die Funktion oder zu erfüllende Aufgabe im Vordergrund steht. Im Fall der IT- Branche bedeutet dies, alternative Systeme und Infrastrukturen aufzubauen, die 1

7 in der Lage sind, bei deutlich verringerten Umweltauswirkungen die gleichen Funktionen in der gleichen Qualität zu erfüllen. Methodik und Vorgehen Ergebniszusammenfassung Monitore Desktop PC und Notebook Gegenstand der Untersuchung sind daher die Umweltauswirkungen einer PCund einer Thin Client-gestützten Versorgung eines Anwenders mit IT- Dienstleistungen. Es wird der gesamte Lebenszyklus berücksichtigt. Dazu werden geeignete Kennzahlen genutzt. Zur Berechnung der Belastung der Betriebsphase setzt Fraunhofer UMSICHT das Programm GEMIS ein. Dabei wird 1 zur Berechnung der Emissionen durch den Verbrauch an elektrischer Energie auf den deutschen Strommix zurückgegriffen. Für die Produktions-, Herstellungs- und Entsorgungsphase wird auf Daten der EU-Studie [IVF, 2007] zurückgegriffen. Diese Daten werden für die jeweiligen Lebenszyklusphasen gegenübergestellt. Daten zur Betriebsphase wurden aufgrund einer höheren Genauigkeit und zur Sicherstellung der Vergleichbarkeit selbst messtechnisch ermittelt. Hierbei wurde auf Wirkungskategorien zurückgegriffen (wie Treibhausgaspotenzial gemessen in CO 2 -Äquivalenten [CO 2 eq]). Für die Nutzungsarten wurden verschiedene Gerätekonfigurationen und eigene Szenarien (verifiziert durch das gemessene Nutzungsverhalten im eigenen Netzwerk) abgebildet. Für die zusammenfassende Bewertung des ökologischen Vergleichs wird im Folgenden der Schwerpunkt auf die Treibhausgasrelevanz von IT-Geräten gelegt. Daher wird hier nur das GWP (Global Warming Potential in kg CO2eq pro Einheit) betrachtet. Bei Monitoren zeigt sich eine klare Dominanz der Betriebsphase über alle anderen Phasen (75 bis 83 % des GWP). Mit großem Abstand folgt die Produktionsphase. Hier ist die Distributionsphase (die auch das endgültige Montieren der Geräte enthält) überraschend hoch. Bei der Betrachtung einer Nutzungsdauer von 5 a liegt der LCD-Monitor (277 kg CO2eq) bezogen auf die Emissionen etwa um den Faktor 2 niedriger als ein CRT-Monitor (543 kg CO 2 eq). Da der Bildschirmarbeitsplatzrichtline zufolge auch für das Notebook ein externer Monitor zwingend erforderlich ist, wird der Monitor beim direkten Vergleich von Desktop PC und Notebook nicht weiter berücksichtigt (der im Notebook eingebaute Monitor liefert hier also keinen Systemvorteil). Auch hier dominiert die Betriebsphase (mit 63 bis 86 % des GWP), gefolgt von der Herstellungsphase. In der Entsorgungsphase zeigt sich eine Umweltgutschrift durch die Verwertung von Kunststoffen und Platinen. Bei der Betrachtung einer Nutzungsdauer von 5 a liegt das Notebook (250 kg CO2eq) bezogen auf die Treibhausgase fast um den Faktor 5 niedriger als ein Desktop PC (1 211 kg CO 2 eq). 1 Globales Emissions-Modell Integrierter Systeme (GEMIS) des Öko-Instituts: 2

8 Thin Client und Thin Client + anteiliger Server Fazit Ökologische Beispielrechnungen Makro-ökonomische Aspekte Auch beim Thin Client dominiert die Betriebsphase (mit 73 bis 89 % des GWP), gefolgt von der Herstellungsphase. In der Entsorgungsphase zeigt sich eine deutlich kleinere Umweltgutschrift, da geringere Mengen an Kunststoffen und Platinen verwertet werden können. Das alleinige Thin Client-Gerät erreicht ein GWP von 185 kg CO2eq, der Thin Client inklusive anzurechnendem Serveranteil (obligatorisch für Betrieb) ein GWP von 554 kg CO 2 eq. Zusammen mit einem Desktop-PC kann der Wechsel vom CRT- auf einen LCD- Monitor die CO2eq-Emissionen des Gesamtsystems über fünf Jahre um mehr als 15 % senken. Dieser Wechsel wurde an vielen Arbeitsplätzen bereits vollzogen und das Angebot am Markt besteht fast nur noch aus LCD-Monitoren. Allerdings fällt der hohe Anteil des Desktop-PCs (81 %) am Gesamtsystem auf. Wird ein Desktop-PC durch einen Thin Client inkl. Terminal Server ersetzt, so sinken die Emissionen des Arbeitsplatzsystems um über 54 %. Bezogen auf ein Gesamtsystem mit LCD Monitor beträgt das Einsparpotenzial 44 %. Ein Notebook spart im stationären Einsatz 79 % der CO 2 eq-emissionen gegenüber einem PC bzw. ca. 55 % gegenüber einem Thin Client inkl. Server. Dieses Ergebnis muss aber relativiert werden, weil die differenzierte Betrachtung der Nutzung von Notebooks nicht Gegenstand dieser Studie war. Es wurde angenommen, dass ein Notebook ausschließlich als stationäres Gerät benutzt wird (vgl. auch Kap. 10). Bezogen auf den Einsatz in einem kleinen bis mittelständischen Unternehmen mit 300 Arbeitsplätzen spart der Einsatz von Thin Clients über eine fünfjährige Nutzungsphase Emissionen von über 148 t CO2eq, wenn 75 % der Arbeitsplätze im Unternehmen auf Thin Clients umgestellt werden können. Ein Auto vom Typ eines VW Golf TDI könnte entsprechend dieser Menge eine Distanz von mehr als km zurücklegen und somit 27 Mal die Erde umrunden. Interpoliert auf das Einsparpotenzial sei das Beispiel eines großen Unternehmens mit zu unterstützenden Arbeitsplätzen angeführt. Könnten in einem solchen Umfeld an 75 % der Arbeitsplätze Thin Clients statt PC eingesetzt werden, so würde dies wiederum über eine fünfjährige Nutzungsphase betrachtet über t CO 2 eq einsparen. Eine jährliche Fahrleistung von km vorausgesetzt könnte eine Flotte von 364 Fahrzeugen des oben genannten Typs bezogen auf die CO 2 eq-emissionen fünf Jahre lang bewegt werden. Der Markt für Thin Clients wächst schneller als der für Desktop-PC, allerdings auf deutlich niedrigerem Niveau. In den vergleichbaren Regionen»EU-15«und»West-Europa«stehen im Jahr 2008 voraussichtlich über 27 Millionen neuen Desktop-PC lediglich 1,2 Millionen Thin Clients gegenüber (Marktanteil: 4,3 %). Thin Clients kommen aktuell fast ausschließlich in Unternehmen zum Einsatz, während die Mehrheit der PC von den privaten Haushalten bezogen wird. So waren im Jahr 2005 ca. 43 %, entsprechend ca. 11,2 Millionen Stück, der Desktop-PC in Unternehmen im Einsatz. Dieser Anteil wird im Jahr

9 voraussichtlich auf ca. 40 % sinken. Dies entspricht einer Menge von ca. 10,0 Millionen Stück. Ferner zu berücksichtigen ist, dass auf Grund technischer Anforderungen derzeit nicht sämtliche PC im Unternehmenseinsatz durch Thin Clients substituiert werden können. Nach dem heutigen Stand der Technik könnten in den EU-15 Staaten mindestens 8,2 Millionen der in 2008 neu abgesetzten Desktop-PC durch Thin Clients ersetzt werden, in Deutschland 1,6 Millionen Geräte. Dies würde gemäß den in Kapitel 6 ermittelten Werten über eine fünfjährige Nutzungsphase der Geräte t CO 2 eq in den EU-15 Staaten bzw t CO 2 eq in Deutschland einsparen. Zukünftiges Optimierungspotenzial für IT- Infrastrukturen Folgende Technologien und aktuelle Entwicklungen zeigen Wege auf, in Zukunft mit Thin Clients und Server Based Computing ein breiteres Spektrum an Anwendungsfällen abzudecken. Zudem bieten sich Möglichkeiten, Nutzungsgrad und Effizienz der entsprechenden Infrastrukturen zu optimieren: 64-Bit Computing Virtualisierung (Anwendungsvirtualisierung, Anwendungsstreaming, Servervirtualisierung, Desktopvirtualisierung) Energiesparoptionen am Arbeitsplatz Citrix PowerSmart (Technologie zum Server-Controlling) Thin Clients in privaten Haushalten und»web 2.0«(Dematerialisierung häuslicher IuK-Systeme, Bereitstellen von Funktionen und Diensten und nicht von Geräten) 4

10 Handlungsempfehlungen Auf Basis der Ergebnisse lassen sich Handlungsempfehlungen für ein strategisches Nachhaltigkeits-Konzept»Thin Clients 2008«wie folgt konkretisieren: Tabelle 1-1: Konkretisierte Handlungsempfehlungen für ein strategisches Nachhaltigkeits-Konzept»Thin Clients 2008«Empfehlungen Bereich Wahrnehmung und Verbreitung von Thin Clients Image ökologische Optimierung der Thin Clients (mittelfristig) ökologische Optimierung der gesamten IT- Infrastruktur (längerfristig) Forschung und Entwicklung * LC: Life Cycle Konkrete Maßnahmen Thin Client Systeme in Beschaffungsleitfäden platzieren Modellprojekte mit öffentlichen Einrichtungen durchführen Marketing- /PR-Kampagne zum»awareness raising«in breiten Bevölkerungsschichten (auch für Entscheider) Erläuterung des Thin Client Konzepts auf allgemeinverständlichem Niveau (ggf. mit BITKOM) Design for environment - LC-orientiert* Ersatz besonders umweltrelevanter Bauteile, Senkung des Materialeinsatzes Energieeffizienz - LC-orientiert* Energiesparende Voreinstellungen bei Thin Clients energiesparende Soft- und Hardwaresysteme für Netzwerke Reduzierung der Anzahl an Netzwerkkomponenten Reduzierung erforderlicher Kühlleistung in Rechenzentren Sensitivitätsanalyse für das entwickelte Modell zum ökologischen Vergleich der Thin Clients mit PCs und Notebooks Untersuchung von Thin Client-Systemen des Wettbewerbs Ausbau / Erweiterung des Kontaktes zu den Partnern der EU- Studie zum Abgleich von Methodik, Datensätze und Ergebnisse Entwicklung größerer FuE-Vorhaben (national, EU-Ebene) 5

11 2 Einleitung Unter nachhaltiger Entwicklung (sustainable development) wird eine Entwicklung verstanden, welche die Bedürfnisse der heutigen Generation befriedigt, ohne die Möglichkeit zukünftiger Generationen zu gefährden, ihren Bedürfnisse nach eigenem Ermessen nachgehen zu können. Ziele sind daher eine Reduzierung des Ressourcenverbrauchs und der Emissionen, um den ökologischen Fußabdruck des Menschen auf der Erde zu minimieren. Instrumente zur Umsetzung einer umweltfreundlicheren Wirtschaftsweise sind u. a. der Handel mit Treibhausgasen nach dem Kyoto-Protokoll. Den globalen Konzepten, die eine langfristige Strategie zum Überleben der Menschheit angesichts begrenzter Umweltressourcen entwickeln, müssen konkrete Taten auf lokaler Ebene folgen. Dabei fällt der Blick mehr und mehr auch auf den IT-Sektor, der mit weiter wachsender Geschwindigkeit Einzug in fast alle Lebensbereiche hält und auf dem schon seit langer Zeit Hoffnungen zur Dematerialisierung der Industriegesellschaften ruhen. Vor diesem Hintergrund haben inzwischen auch viele Hersteller von IT- Technologie erkannt, dass für den Endkunden (privat oder gewerblich) nicht mehr ausschließlich Schnelligkeit, höhere Leistungen und größere Speicherkapazitäten von Interesse sind, sondern dass insbesondere ökologische Gesichtspunkte beim Kauf von PC, Laptop oder Netzwerk eine immer größere Rolle spielen und Kunden z. B. gezielt nach der Energie- oder Ökoeffizienz der Geräte fragen. Fast alle großen Hersteller von PC und Komponenten haben sich mittlerweile darauf eingestellt und stellen in der Werbung neuerdings auch Umweltschutzaspekte in den Vordergrund. Dabei werden oftmals isolierte Einzelaspekte, wie z. B. Energieverbrauch in der Nutzungsphase, Einsatz toxikologisch unbedenklicher Stoffe, betrachtet und bewertet. Was vielfach fehlt, ist eine ganzheitliche ökologische Bewertung über die Lebensphasen Produktion, Nutzung sowie Recyling/Entsorgung. Erst mit diesen Informationen kann eine strategische Diskussion darüber geführt werden, welche Innovationen den IuK- Sektor insgesamt auch durch neue technische Konzepte energieeffizienter, umweltfreundlicher und vielleicht sogar nachhaltiger machen. Innerhalb dieses Vorhabens wird auf Basis der Ergebnisse aus der Studie»Ökologischer Vergleich von PC und Thin Client Arbeitsplatzgeräten«aus dem Jahr 2006 die Gegenüberstellung dieser Gerätetypen konkretisiert und weiter ausgearbeitet. In der Folgestudie werden die Produktionsphase, die Nutzungsphase und die Entsorgungsphase berücksichtigt. Als Vergleichsbasis werden vor allem neueste Erkenntnisse herangezogen, die sich aus dem EU-Bericht»Personal Computers (desktops and laptops) and Computer Monitors«ergeben. Dabei wird auf Basis der verbesserten Datenlage insbesondere die Material- und Ener- 6

12 gieintensität der Produktion verglichen und in Relation zum in der Entsorgungsphase anfallenden Elektroschrott gesetzt. In Bezug auf die Betriebsphase wird anhand unterschiedlicher Einsatzszenarien das mögliche Energiespar-Potenzial einer auf Thin Clients und Server Based Computing basierenden IT-Infrastruktur für unterschiedliche Unternehmensgrößen dargestellt. Hierbei wird auch erläutert, inwieweit technische Verbesserungen wie beispielsweise 64-Bit Computing und Desktop-Virtualisierung helfen, die Effizienz des Thin Client Einsatzes zu steigern bzw. bestimmte Anwendungsfälle überhaupt erst ermöglichen, die bislang noch nicht abgedeckt werden konnten. Weiterhin wird anhand demoskopischer und statistischer Daten (Verkaufszahlen neuer Geräte, Gesamtbestand in Haushalten und Unternehmen) das Potenzial von Thin Clients bezogen auf den deutschen und europäischen Markt ermittelt. 2.1 Grundlagen: Server Based Computing Klassische Terminal Umgebungen Das Prinzip der heutigen Terminaldienste entstammt in seinen Grundzügen den Großrechner-Umgebungen der 1950er und 1960er Jahre. Da zu dieser Zeit Ressourcen wie Prozessoren und Speicher in Relation zur angebotenen Leistung signifikant teurer waren, als dies heute der Fall ist, waren dementsprechend nur wenige Großrechenanlagen, die sogenannten Mainframes, verfügbar. Diese Maschinen waren bereits multi-user- und multi-tasking-fähig und konnten von mehreren Anwendern im sogenannten Timesharing-Verfahren gleichzeitig genutzt werden. Dabei wird den einzelnen Sitzungen in sehr kurzen Zeitabständen die Verarbeitungskapazität des Systems zugeteilt, so dass für jeden Anwender der Eindruck entsteht, das System stünde ihm exklusiv zur Verfügung. Ein Netzwerk zwischen Client und Server im heutigen Sinn existierte zu dieser Zeit allerdings noch nicht. Die Clients im Fachjargon oft als»dumme Terminals«bezeichnet, da sie keinerlei eigene Rechenkapazität besaßen wurden i. d. R. über serielle Leitungen sternförmig an den Großrechner, ihr Host- System, angebunden und dienten ausschließlich der Übertragung der Eingaben zum Host und der Darstellung der textbasierten Ausgabe des Systems (vgl. Abbildung 2-1). 7

13 Abbildung 2-1: Mainframe und Terminals (Darstellung: Fraunhofer UMSICHT) Auch in den folgenden Jahren, die zur Entwicklung des Betriebssystems UNIX und des heute bekannten TCP/IP-Netzwerks führten, blieben die Multi-Taskingund Multi-User-Konzepte erhalten und wurden über die textbasierten Zugriffe noch deutlich erweitert. So entstand durch das X11-Protokoll und die Einführung entsprechender Terminals, die über das Netzwerk mit ihren Hosts kommunizieren, die Möglichkeit zum verteilten, server-basierten Arbeiten mit grafischen Benutzeroberflächen Client-/Server-Netze Die rasante Marktdurchdringung des IBM PC Anfang der 1980er Jahre und damit einhergehend der wirtschaftliche Erfolg der Firma Microsoft mit ihrem Betriebssystem MS-DOS und dem GUI-Aufsatz Windows begründeten sich vor allem in der Tatsache, dass damit ein standardisiertes Massenprodukt zu einem Preis, der bisher in der Computerwelt nicht vorstellbar war, verfügbar wurde. So vollzog sich die Entwicklung hin zu den heute bekannten Client-/ Server-Netzen. Die Datenverarbeitung erfolgt im Sinn verteilter Ressourcen lokal auf den Arbeitsplatzsystemen, die Nutzdaten werden über das Netzwerk mit Serverdiensten, z. B. Datei-, Druck-, Datenbankdiensten, und anderen Computern ausgetauscht (vgl. Abbildung 2-2) mit dem Vorteil, dass jeder User»seine eigene«rechenleistung besitzt. 8

14 Abbildung 2-2: Client-/Server-Netz (Darstellung: Fraunhofer UMSICHT) Microsoft Terminaldienste Trotz der anfänglich rasanten Verbreitung blieb dem Personal Computer der Durchbruch als Plattform für den Unternehmenseinsatz aber zunächst verwehrt, da das in früheren PC-Betriebssystemen realisierte kooperative Multi-Tasking nicht für den stabilen, parallelen Betrieb mehrerer geschäftskritischer Anwendungen geeignet war. Denn beim kooperativen Multi-Tasking obliegt die Verwaltung der Ressourcen wie Prozessor und Hauptspeicher den Anwendungsprogrammen. Dies bedeutet, dass eine Anwendung»freiwillig«die Ressourcen für andere Anwendungen freigeben muss, was dazu führen kann, dass eine fehlerhafte Anwendung die Maschine blockiert. Beim präemptiven Multitasking verwaltet das Betriebssystem selbst die Ressourcen, kann somit die Freigabe derselben erzwingen und fehlerhafte Anwendungen suspendieren oder terminieren. Dementsprechend wurde das 32-Bit Betriebssystems»Windows NT 3.1«von Grund auf neu konzipiert, das im Jahr 1993 vorgestellt wurde und präemptives Multitasking realisierte (vgl. [Dapper et al., 1997], Seite 15 ff.). Weiterhin fehlte aber die Multi-User-Unterstützung für Nutzer des Betriebssystems UNIX seit Jahren eine Selbstverständlichkeit. Microsoft beauftragte daher die Firma Citrix, die entsprechende Funktionalität für Windows NT zu entwickeln. Diese kam in Form des Produkts WinFrame 1995 auf den Markt und erlaubte das interaktive Arbeiten auf entfernten Windows -Servern. Das Produkt wurde vom Markt sehr gut aufgenommen, so dass Microsoft die zu Grunde liegende Technologie MultiWin lizenzierte und ab der nächsten Windows -Version als eigenständiges Produkt selbst vermarktete. Die Windows NT 4.0 Terminal Server Edition war zunächst noch ein komplett eigenständiges Produkt mit separater Code-Basis und somit auch zum»normalen«windows NT inkompatiblen Service Packs. Daraus entwickelte Microsoft die Terminaldienste, die seit Windows 2000 eine feste Komponente des Betriebssystems sind (vgl. [Mathers, 2000], Seite 27-29). 9

15 2.1.4 Citrix Presentation Server Auch wenn die grundlegende Funktionalität der Terminaldienste mit der Lizenzierung der MultiWin-Technologie durch Microsoft im Windows Betriebssystem aufging, war dies nicht das Ende der Kooperation mit Citrix. Als Nachfolgeprodukt von WinFrame erschien MetaFrame, ein Zusatzprodukt für den Windows Terminal Server (vgl. [Mathers, 2000], Seite 68 ff.). Zwischenzeitlich umbenannt in Citrix Presentation Server, erweitert dieses Produkt nun bereits in der vierten Generation die Basisfunktionalität der Windows Terminaldienste deutlich und optimiert diese dadurch für den Einsatz in größeren Unternehmen und verteilten LAN-/WAN-Umgebungen. Das Prinzip des Presentation Server besteht darin, Terminal Server nicht mehr als allein stehende Systeme zu betrachten, sondern zu einer Server Farm zusammenzufassen. Neben der bereits bekannten Möglichkeit, eine komplette Desktop-Session auf einem Terminal Server zu starten, bietet der Presentation Server das Konzept der veröffentlichten Anwendungen an. Statt des kompletten Desktops wird dabei auf dem Terminal Server eine einzelne Anwendung gestartet und als sog.»seamless Window«auf dem Client angezeigt. Dies bedeutet, dass die Applikation sich auf dem Clientcomputer nahtlos in die Oberfläche integriert und für den Endanwender transparent nutzbar wird, so als sei sie lokal installiert. Zur Transparenz und Benutzerfreundlichkeit trägt weiterhin bei, dass die Citrix Clients die verfügbaren Applikationen unabhängig von den Servern, die diese bereitstellen, anzeigen. Im Gegensatz zu den Microsoft Terminaldiensten muss sich ein Benutzer also nicht mehr gezielt mit einem Server verbinden und somit nicht mehr wissen, wo sich seine Applikation befindet, sondern nur noch, was er tun möchte. Entsprechende Funktionalitäten werden im Windows Server 2008 auch in das Basisprodukt von Microsoft integriert werden Thin Clients und Server Based Computing Neben der Möglichkeit, mit einem klassischen PC-Arbeitsplatz Verbindung zu einem Terminal Server aufzunehmen, kann am Arbeitsplatz des Endanwenders ebenso ein modernes Terminal Thin Client im allg. Sprachgebrauch eingesetzt werden. Diese Geräte sind deutlich kleiner als PC-Systeme und beinhalten in der Regel keine beweglichen Teile wie Festplatten oder Lüfter (vgl. Abbildung 2-3). Sämtliche Datenverarbeitung und Rechenleistung wird auf dem Server erbracht. 10

16 Abbildung 2-3: Thin Client (links) im Vergleich zu einem Desktop PC (Foto: Fraunhofer UMSICHT) Über das Netz werden wie beim historischen Vorbild wiederum nicht die Nutzdaten sondern nur Benutzereingaben und Video- sowie Audioausgaben zwischen Client und Server ausgetauscht (vgl. Abbildung 2-4). Abbildung 2-4: Server Based Computing (Darstellung: Fraunhofer UMSICHT) Dabei bieten die Thin Clients den Anwendern die gewohnte grafische Benutzeroberfläche statt der früheren Text-Konsole. Sämtliche Ressourcen, die zur Datenverarbeitung und Programmausführung benötigt werden, sind auf den Server verlagert. 11

17 2.2 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Auch wenn die Einstandspreise von PC in den vergangenen Jahren bei signifikanten Leistungssteigerungen gesunken sind, dürfen die Folgekosten einer solchen Infrastruktur nicht außer Acht gelassen werden. Denn jeder einzelne Arbeitsplatz erfordert individuelle Administration (vgl. [Mathers, 2000], Seite 12 ff.). Eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von Fraunhofer UMSICHT belegt diesen Sachverhalt mit umfangreichen Beispiel-Kalkulationen (vgl. [UMSICHT, 2008]). Im Rahmen der Studie wurden per automatischer Softwareverteilung versorgte PC sowie Thin Clients untersucht. Für ein modellhaftes Unternehmen mit 175 Arbeitsplätzen wurden über einen angenommenen Nutzungszeitraum von fünf Jahren Kosten von ca ,00 für einen automatisiert verwalteten PC ermittelt, denen über den gleichen Zeitraum lediglich ca ,00 für einen Thin Client inkl. Anteil des Terminal Servers und Klimatisierung gegenüber stehen (vgl. Abbildung 2-5). Abbildung 2-5: Wirtschaftlichkeitsbetrachtung»PC vs. Thin Client«PC vs. Thin Client (Beispielrechnung für 175 Clients) 2 500, ,00 Kosten 1 500, ,00 Entsorgung Betrieb Beschaffung 500,00 0,00 PC Thin Client* * inkl. Anteil des Terminal Servers + Klimatisierung Das Einsparungspotential von über 27 Prozent ergibt sich dabei nicht allein durch günstigere Einstandspreise sondern vor allem auch durch niedrigere laufende Kosten in der Betriebsphase. Allerdings wurden in dieser Berechnung Stromkosten nur pauschalisiert und darüber hinaus keine weiteren Umweltaspekte betrachtet. Diese werden nun im Rahmen der vorliegenden Studie gesondert untersucht und anschließend auch im Hinblick auf die gesamten Managementkosten interpretiert. 12

18 3 Umweltauswirkungen der Informationstechnik 3.1 Der weltweite Klimawandel Seit der Zeit der Industrialisierung wurde der Alltag kontinuierlich durch technische Hilfsmittel vereinfacht. Mit zunehmendem Einzug von Technologien in die einzelnen Lebensbereiche stiegen jedoch auch die Auswirkungen auf die Umwelt. Der anthropogene Anteil am Treibhauseffekt ist ein Beispiel, wie durch zunehmende Nutzung fossiler Brennstoffe die CO 2 -Emissonen zunehmen und zur Erderwärmung beitragen. Abbildung 3-1: Plakat zum Film»An Inconvenient Truth«Als ein Indikator für die veränderten Umweltbedingungen dient der CO 2 -Gehalt in der Erdatmosphäre. Was durch den Film»An Inconvenient Truth«2 von Al Gore einer breiteren Öffentlichkeit aufgezeigt wurde, manifestiert sich im Bericht des Internationalen Wissenschaftsrats zum Klimawandel (IPCC). Demzufolge stieg die durchschnittliche CO 2 -Konzentration seit Beginn der Industrialisierung von 280 ppm auf 379 ppm in 2005 an. Dieser Wert markiert die höchste Konzentration im Laufe der vergangenen Jahre (CO 2 -Gehalt ppm). Ein Ende der steigenden CO 2 -Konzentration ist vorerst nicht zu erwarten. Die jährliche Wachstumsrate liegt zwischen 1,4 und 1,9 ppm (vgl. [IPCC, 2007], S. 2)

19 Abbildung 3-2: Steigende CO 2 -Konzentration seit Beginn der Industrialisierung (Quelle: [IPCC, 2007]) Durch die steigende CO 2 -Konzentration und den daraus resultierenden Treibhauseffekt erhöht sich kontinuierlich die Erdtemperatur. Hitzewellen, Wirbelstürme und andere Naturkatastrophen sind die Folge. Um einem weiteren Temperaturanstieg entgegenzusteuern, müssten die CO 2 -Emissionen um 70 bis 80 % reduziert werden (vgl. [IPCC, 2007], S. 8). 3.2 Energie- und Materialintensität der IT-Branche In der Diskussion um den Klimawandel wurde Anfang des Jahres 2007 ein neuer Mitverantwortlicher identifiziert: Die IT-Branche. So werden dem Marktforschungsinstitut Gartner zufolge ca. zwei Prozent der weltweiten CO 2 -Emissionen durch die Herstellung, Nutzung und Entsorgung von Geräten aus dem Informationssektor verursacht 3. Dies entspricht in etwa der emittierten Menge des internationalen Luftverkehrs [Gartner, 2007]. Dies resultiert zu einem nicht unerheblichen Teil aus der Energieintensität der Produktion. So zeigt die nachstehende Tabelle aus [Kuehr, 2003] die Materialund Energieintensität der Platinenproduktion in Japan, ausgewiesen für die gesamte Industrie wie auch für einen einzelnen Computer. Wenngleich es sich dabei um ältere Daten bezogen auf das Basisjahr 1995 handelt, mag der Bedarf an Strom und fossilen Brennstoffen den Energiebedarf der Branche verdeutlichen. 3 Diese Zahl beinhaltet auch PC und Mobiltelefone, die privat genutzt werden. 14

20 Tabelle 3-1: Material- und Energieintensität der Platinenproduktion (Quelle: [Kuehr, 2003]) Neben den mittel- bis langfristigen klimatischen Auswirkungen der CO 2 - Emissionen hat die Produktion direkte Auswirkungen auf die Menschen und Umwelt an den Produktionsstätten. Die Umweltorganisation Greenpeace untersuchte Wasserproben aus dem Umfeld von Fabriken zur Herstellung von Platinen und Halbleitern in China, Mexiko, Thailand sowie auf den Philippinen [Greenpeace, 2007]. Im Abwasser sowie im Grundwasser fanden sich neben bromhaltigen Flammschutzmitteln und Weichmachern chlorhaltige Lösungsmittel sowie hohe Konzentrationen von Schwermetallen. Nicht nur die öko-toxikologischen Auswirkungen eingesetzter Stoffe sondern auch die Materialintensität der verwendeten, größtenteils nicht erneuerbaren und damit endlichen Rohstoffe (Tabelle 3-1) selbst zeigt auf, dass sich durch die immer intensivere Nutzung von IuK-Technologie der ökologische Fußabdruck stetig vergrößert. Der Energiebedarf von IT-Komponenten im laufenden Betrieb ist ebenso zu berücksichtigen. So schätzte eine Forschergruppe um Kaoru Kawamoto und Jonathan G. Koomey am Lawrence Berkeley National Laboratory zu Anfang des Jahrzehnts, dass allein 2 % des gesamten Stromverbrauchs der USA Computern und entsprechenden Netzwerkkomponenten zuzurechnen ist [Kawamoto, 2001]. Für Deutschland variieren Schätzungen zwischen 3-8 %, für Japan zwischen 3,3-4,3 % [Plepys, 2004]. Die Zahlen beziehen sich IT-Komponenten in Unternehmen und Privathaushalten. 15

21 3.3 Recycling und Entsorgung Nicht nur die verursachte Menge an CO 2 -Emissionen zählt zu den Auswirkungen der schnell wachsenden Branche, auch die Abfallmenge und der Umgang damit stellen ein Problem dar. Es ist zu beobachten, dass in Europa die Menge an Elektroaltgeräten im Vergleich zu anderen Abfallarten fast dreimal schneller wächst. Die steigende Abfallmenge ist durch kürzere Innovationszyklen und damit einhergehend die verkürzte Nutzungsdauer der Elektrogeräte zu begründen. In Europa wurden die Hersteller daher durch verschiedene Gesetze verpflichtet, sich um die Rücknahme und Verwertung ihrer Geräte zu kümmern. Dennoch enden rund 70 % des weltweiten Elektroschrottaufkommens in China [GAP, 2007]. Elektroschrott wird, teils illegal, in weniger entwickelte Länder exportiert und dort unter gesundheits- und umweltschädlichen Bedingungen wiederverwertet. Als Gründe werden die steigenden Abfallmengen und die begrenzten Kapazitäten bei den Recyclingbetrieben sowie die geringeren Kosten in den weniger entwickelten Ländern aufgeführt. Greenpeace untersuchte Recyclingbetriebe in Indien und China und veröffentlichte die Ergebnisse in einer Studie [Greenpeace, 2005]. In einigen der dortigen Recyclingbetriebe werden die Arbeiten zu größten Teilen im Freien verrichtet. Um wertvolle Rohstoffe (z. B. Nichteisenmetalle) wiederzugewinnen, werden Platinen in Säuren getaucht, Bildschirme auf offenerer Straße zertrümmert oder PVC-Reste unter freiem Himmel verbrannt. Die nichtverwertbaren Teile werden außerhalb der Dörfer von den Recyclingbetrieben wild deponiert. Aus dieser Form des Recyclings resultieren Belastungen für Mensch und Umwelt. Im Rahmen der Untersuchung wurden Proben von Wasser, Boden und Luft in den Betrieben untersucht. Es wurde eine hohe Konzentration an Blei, Zinn, Kupfer, Cadmium und anderen Schwermetallen gemessen. Die Umweltbelastungen beschränken sich nicht auf die direkte Umgebung des Recyclingbetriebs, sondern Schadstoffe werden durch Kleidung mit in die Häuser der Arbeiter genommen. Obwohl sich die Wohnhäuser nicht in der Nähe der Arbeitsstätte befinden, ergaben auch Hausstaubmessungen hohe Konzentrationen von Kupfer, Blei, Zinn und anderen Schwermetallen. Eine weitere Gefahr für die Umwelt wird durch das Schreddern der Elektroaltgeräte verursacht. Das Schreddermaterial, hauptsächlich Platinen, wird kontinuierlich mit Wasser gespült. Das Wasser wird nicht im Kreislauf geführt, sondern unbehandelt in die Kanäle geleitet. Die Konzentration von Blei, Kupfer, Nickel und Antimon lag in den Kanälen 200- bis 600-mal höher als die normale Konzentration. 16

22 3.4»Rebound Effects«Die von der IT-Branche verursachten Umweltprobleme verstärken sich, da der Markt schneller wächst, als die Effizienz der Produktion steigt (vgl. [Plepys, 2004], S. 3 und 4). Andererseits steht zu vermuten, dass der globale Markt rasant wächst, gerade weil die Produktion effizienter und somit günstiger wird. Diese in der Literatur als»rebound Effect«, also Rückschlag, bezeichnete Entwicklung bedeutet, dass der Gesamtbedarf an Material und Energie eines Systems ansteigt, obwohl Energie- und Materialintensität zur Produktion einzelner Güter sinken (vgl. [Plepys, 2004], Appendix B, Paper I). Dies liegt darin begründet, dass mit steigender Effizienz die Einstandspreise einzelner Güter fallen und somit die Nachfrage steigt. Verstärkt wird der Effekt im Fall der IT-Branche zudem durch immer kürzere Innovationszyklen. 3.5 Ökoeffizienz und Dematerialisierung Der oben geschilderten Entwicklung kann mit den Konzepten der Ökoeffizienz und Dematerialisierung begegnet werden. Der vom Business Council For Sustainable Development zu Anfang der 1990er Jahr geprägte Begriff der Ökoeffizienz hat zum Ziel, Produktion und Produktnutzung auf Nachhaltigkeit auszurichten. Dies bedeutet, die Umweltauswirkungen soweit zu reduzieren, dass negative Auswirkungen die natürlich Regenerationsfähigkeit der Umwelt nicht übersteigen. Schlüssel zur Erfüllung dieses Ziels ist die Dematerialisierung, die Reduktion der Energie- und Materialintensität eines Produktes oder einer Dienstleistung. Kern dieses Konzeptes ist, nicht ein materielles Produkt, z. B. einen Computer, in den Vordergrund zu stellen, sondern die Funktion oder Aufgabe, die zu erfüllen ist (vgl. [Plepys, 2004], S. 13ff). Im Fall der IT-Branche bedeutet dies, alternative Systeme und Infrastrukturen aufzubauen, die in der Lage sind, bei deutlich verringerten Umweltauswirkungen die gleichen Funktionen in der gleichen Qualität zu erfüllen. 17

23 4 Rechtliche Rahmenbedingungen Diese Kapitel fasst für Produktion, Betrieb und Entsorgung von IT- Komponenten relevante Gesetze und Verordnungen zusammen. 4.1 EU-Ebene und international Bei der Herstellung und dem Inverkehrbringen von IT-Geräten sind europäische Vorschriften und deren Umsetzung in nationales Recht zu berücksichtigen. Hinsichtlich der Umweltverträglichkeit erscheinen insbesondere die nachstehenden Vorschriften relevant. Tabelle 4-1: EU-Ebene Gesetzliche Anforderungen an Computersysteme (Auszug, ohne Anspruch auf Vollständigkeit) Deutschland Directive 2002/96/EC Waste electrical and electronic equipment WEEE Directive 2002/95/EC Hazardous substances in electrical and electronic equipment (RoHS) Directive 2006/12/EC on waste (Abfallrahmenrichtlinie) Directive 2005/32/EC for energy using products (EuP) Gesetz über das Inverkehrbringen, die Rücknahme und die umweltverträgliche Entsorgung von Elektro- und Elektronikgeräten (Elektround Elektronikgerätegesetz ElektroG) ElektroG KrW-/AbfG (Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz) Gesetz über umweltgerechte Gestaltung energiebetriebener Produkte (Energiebetriebene-Produkte-Gesetz EBPG) [noch nicht vom dt. Bundestag beschlossen] Die EU-Richtlinie 2002/96/EC (WEEE) bezweckt vorrangig die Reduktion von Elektro- und Elektronikabfällen sowie das Recycling und andere Formen der Widerverwertung, wie z. B. den Aufbau eines nationalen Sammelsystems. Die Verwertungsquote muss bei mindestens 75 % liegen, davon müssen 65 % einer Wiederverwendung oder einer stofflichen Verwertung zugeführt werden. Die EU-Richtlinie»Restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment«(2002/95/ec), kurz RoHS, beschränkt die Verwendung bestimmter Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten. So schreibt die Richtlinie unter anderem eine bleifreie Verlötung elektronischer Bauteile vor, verbietet den Einsatz einiger Flammschutzmittel und soll so die Förderung von Ersatzprodukten stärken. Die Richtlinie 2005/32/EG»Energy using Products«legt einen Rahmen für die Anforderungen der umweltgerechten Gestaltung energiebetriebener Produkte fest. Ziel ist es, Energie und Ressourcen während des»lebenszyklus«des Produktes einzusparen. Dies beinhaltet unter anderem 18

24 4.2 Deutschland die Verwendung von Recyclingmaterial, Verringerung jeglicher Form von Emissionen in Atmosphäre, Luft, Wasser und Boden sowie die Verringerung von Masse und Volumen des Produktes zur Einsparung von Ressourcen. Durch das ElektroG wurden die EU-Richtlinien 2002/96/EC und 2002/95/EC in nationales Recht überführt. Die im Juli 2005 verabschiedete EU-Richtlinie 2005/32/EC wurde durch das Gesetz über die»umweltgerechte Gestaltung e- nergiebetriebener Produkte«in nationales Recht umgesetzt. Dabei wurden die erforderlichen Recyclingquoten der EU-Vorgaben übernommen [ElektroG, 2007]. 4.3 Andere Leitmärkte (USA) Amerika verfügt im Gegensatz zu Japan, Südkorea und vielen europäischen Staaten über kein Recyclingprogramm für Elektro- und Elektronikgeräte. Staaten wie Washington, Maine und Maryland haben ein»rücknahme-gesetz«beschlossen und ein Dutzend andere Staaten planen ein solches Gesetz. Neben diesem, auf Staaten begrenzten Recycling engagieren sich Großunternehmen wie z. B. Dell oder HP im Bereich des Elektrorecyclings. HP z. B. organisiert freiwillige Sammelfahrten, bei denen Altgeräte, die von Kunden in Fachgeschäften umsonst abgegeben werden, eingesammelt werden [AP, 2007]. 4.4 Labels, Initiativen, Prüfsiegel und Zertifikate Abgesehen von den oben genannten Gesetzen gibt es in Deutschland keine Regelungen auf Bundes- oder Landesebene, die z. B. im Beschaffungsleitfaden vorschreiben, dass die»öffentliche Hand«nur»ökologisch sinnvolle«und somit»energiesparende Systeme«einsetzen darf. So wird der»öffentlichen Hand«freier Spielraum in der Beschaffung ihrer Elektro- und Elektronikgeräte gelassen, z. B. energiesparende Systeme wie Thin Clients zu empfehlen Energy Star Neben den EU-Richtlinien und den Umsetzungen in nationales Recht gibt es z. B. den Energy Star der US-Umweltbehörde EPA (»Environmental Protection Agency«). Dieser ist seit 1992 ein internationales freiwilliges Kennzeichnungsprogramm für stromsparende Bürogeräte [Energy Star, 2008]. Mit der Neufassung der Energy-Star-Richtlinien (Energy Star 4.0) wurden die Auflagen verschärft. Diese regeln nun nicht nur den Energiebedarf von Computern während des Standby- und Soft-Off-Betriebes, sondern auch die Leistungsaufnahme bei unbelastetem Betrieb. So wird z. B. ein Einsatz von sogenannten»80-plus«- Netzteilen gefordert, die ab einer Belastung von 20 % der Nennleistung eine Effizienz von mindestens 80 % aufweisen müssen, sowie vorkonfigurierte 19

25 Stromsparmodi für Monitore (nach 15 Minuten) und der komplette PC nach 30 Minuten [Windeck, ]. Die Energy-Star-Richtlinie unterteilt Geräte in Kategorien, denen unterschiedliche Anforderungen zugeordnet werden. So darf gemäß Energy Star 4.0 ein Computer der Kategorie C 4 maximal 95 Watt im Leerlauf aufnehmen, ein System der Kategorie B 5 maximal 65 Watt und 50 Watt in der Kategorie A 6. Darüber hinaus ist einheitlich geregelt, dass die Leistungsaufnahme im abgeschalteten Zustand nicht mehr als 2 Watt betragen darf. Geräteklassen oder Kategorien für Thin Client Systeme existieren in der Energy-Star-Richtlinie derzeit noch nicht Blauer Engel, EU Eco Label, Nordic Swan Der Energy Star ist zudem Vorbild für andere Umweltzeichen, wie den»blauen Engel«7 oder das»eu Eco Label«8. Beide fordern aktuell noch Grenzwerte nach Energy Star 3.0. Der sogenannte»nordic Swan«9 richtet sich bereits nach E- nergy Star 4.0 [Windeck, 2008]. Nur der»blaue Engel«differenziert den Begriff des Thin Clients, bewertet die Geräte aber analog zu Arbeitsplatzcomputern Office-TopTen Orientierend an der Systematik des Energy Star gibt es die»office-topten«10, eine neutrale internetbasierte Auswahlhilfe. Zielgruppe sind professionelle Beschaffer des öffentlichen und privaten Bereiches, denen Instrumente wie ein Beschaffungsleitfaden, Ausschreibungshilfen, ein umfangreicher Informationsund Ratgeberteil sowie gezielte Presse- und Öffentlichkeitsarbeit bei der Auswahl von überdurchschnittlich energieeffizienten Bürogeräten zur Verfügung gestellt werden. Ein empfohlenes TopTen-Kriterium wird im Beschaffungsleitfaden [Dena, 2007] folgendermaßen definiert:»ein zentraler Server stellt die Dienste (z. B. Bürosoftware) für eine Vielzahl von Clients (z. B. Bürocomputer) über ein Netzwerk zur Verfügung. Da dadurch notwendige Rechenleistung auf den zentralen Server ausgelagert wird, müssen die Clients über weit weniger hardwareseitiges Leistungspotenzial verfügen«. Die Systeme werden als Thin Client System bezeichnet, obwohl die Leistungsdaten zeigen, dass hier weiterhin servergestützte Office-PC im Einsatz sind. 4 Multi-Core/-Prozessor System, separate Grafikkarte mit mind. 128 MB Speicher, entweder mind. 2 GB Hauptspeicher, TV-Karte oder mehrere Festplatten; entspricht Anforderungen eines Power Users 5 Multi-Core/-Prozessor System, mind. 1 GB Hauptspeicher; entspricht Anforderungen eines Medium Users 6 Nicht Kategorie B oder C, nur ein Single-Core-Prozessor; entspricht Anforderungen eines Light Users

26 4.4.4 TCO Neben den genannten Labels gibt es zu dem das Siegel»TCO«(Tjänstemännens Centralorganisation - Zentralorganisation der Angestellten), welches seit 1992 Standards im Bereich, Ergonomie, elektromagnetische Felder, Energieeffizienz und Umwelt festsetzt. Mit dem»tco 95«-Siegel wurden bereits bromierte und chlorierte Flammschutzmittel in Kunststoffteilen verboten, fast 10 Jahre vor der Einführung der»rohs-richtlinie«der EU (s. o.). Doch das»tco«-siegel geht über die»rohs-richtlinien«hinaus und verbietet zudem auch andere bromierte Flammschutzmittel, u. a. DekaBDE 11, welches in der EU trotz durch Studien belegter schädlicher Wirkungen immer noch erlaubt ist [Boivie, 2007]. 4.5 Ergonomie, Bildschirmarbeitsverordnung Die Verordnung über Sicherheit und Gesundheitsschutz bei der Arbeit an Bildschirmgeräten, kurz Bildschirmarbeitsverordnung [BildscharbV, 1996], regelt innerhalb Deutschlands die Anforderungen an Bildschirmarbeitsplätze und ihre ergomische Gestaltung. Im Anhang dieser Verordnung werden bezüglich Bildschirm, Tastatur und Maus die folgenden Anforderungen gestellt:»( ) ( )«4. Der Bildschirm muss frei von störenden Reflexionen und Blendungen sein. 5. Das Bildschirmgerät muss frei und leicht drehbar und neigbar sein. 6. Die Tastatur muss vom Bildschirmgerät getrennt und neigbar sein, damit die Benutzer eine ergonomisch günstige Arbeitshaltung einnehmen können. 7. Die Tastatur und die sonstigen Eingabemittel müssen auf der Arbeitsfläche variabel angeordnet werden können. Die Arbeitsfläche vor der Tastatur muss ein Auflegen der Hände ermöglichen. Diese Punkte sind im Folgenden insbesondere bei der Bewertung von Notebooks zu berücksichtigen, da bei deren Beschaffung ein zusätzlicher externer Monitor sowie Eingabegeräte erforderlich werden, um der BildschArbV zu genügen. 11 Flammschutzmittel: Deka-Bromierte-Diphenyl-Ether 21

27 5 Methodik Gegenstand der Untersuchung sind die Umweltauswirkungen einer PC- und einer Thin Client-gestützten Versorgung eines Anwenders mit IT-Dienstleistungen. Es wird der gesamte Lebenszyklus, d. h. die Produktions-, Herstellung- und Distributionsphase, die Nutzungsphase und die Entsorgungsphase, berücksichtigt. Dazu werden geeignete Kennzahlen genutzt. Zur Berechnung setzt Fraunhofer UMSICHT das Programm GEMIS 12 ein. Dabei werden deutsche Werte (z. B. für den Strommix) als Grundlage verwendet. Für die Produktions-, Herstellungs-, Distributions- und Entsorgungsphase wird auf Daten der EuP- Studie [IVF, 2007] zurückgegriffen. Im Moment liegen den Autoren keine anderen bekannten Studien mit einer ähnlichen Betrachtungstiefe und Vollständigkeit vor, Hier wurden unterschiedliche Daten (Energieverbrauch, Feinstaubbelastung, Versauerungspotenzial etc.) erhoben. Diese Daten werden für die jeweiligen Lebenszyklusphasen gegenübergestellt. Daten zur Betriebsphase wurden aufgrund einer höheren Genauigkeit und zur Sicherstellung der Vergleichbarkeit selbst messtechnisch ermittelt. Hierbei wurde aus Gründen der Vergleichbarkeit ebenfalls auf Wirkungskategorien zurückgegriffen (hier auf das Treibhausgaspotenzial gemessen in CO 2 -Äquivalenten (CO 2 eq) 13. Dazu werden in den nächsten Kapiteln die nötigen Umrechnungsschlüssel (z. B. Thin Client-User pro Server) vorgestellt. 5.1 Definition der Szenarien Um die Vergleichbarkeit von PC- und Thin Client-Arbeitsplatzgeräten zu ermöglichen, müssen im ersten Schritt äquivalente Einsatzszenarien modelliert werden. Die Anforderungen an die Systeme sind dabei je nach Nutzertyp unterschiedlich und werden im Folgenden beschrieben. Für die Bewertung der Energieeffizienz bedeutet dies, dass die relevante durchschnittliche Leistungsaufnahme in der Betriebsphase berücksichtig werden muss. Ein Vergleich der Nennkapazitäten der jeweiligen Netzteile ist nicht aussagekräftig. Hier muss der konkrete Energiebedarf im praktischen Einsatz bewertet werden. Dies führt zu 12 Globales Emissions-Modell Integrierter Systeme (GEMIS) des Öko-Instituts: 13 In der Kategorie Treibhausgasen werden neben CO 2 fünf weitere Treibhausgase berücksichtigt (z. B. Methan oder Lachgas). Dabei werden die einzelnen Gase gemäß ihrer Treibhausgasrelevanz beurteilt und dann in der Wirkungskategorie (Treibhausgase) zusammengefasst. 22

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