Ressourcenschonende Software: Blauer Engel für grüne IT

Er ist Vorreiter der Nachhaltigkeitsbewegung und Sinnbild für den moralischen Appell an die Konsumierenden: Das Umweltzeichen „Blauer Engel“ ziert seit 1978 Produkte, die unter natur- und ressourcenschonenden Bedingungen hergestellt wurden. Image und Käuferschaft der Engel-Produkte haben sich seither extrem gewandelt – von eher kauzig zu echt schick. Auch die ausgezeichnete Warenwelt hat sich gewandelt und umfasst heute sogar nichtphysische Produkte wie Softwarelösungen. Zu verdanken ist dieser Schritt Richtung nachhaltiger IT auch den Forschern rund um Prof. Dr. Stefan Naumann vom Institut für Softwaresysteme am Umwelt-Campus Birkenfeld der Hochschule Trier.

Prof. Naumann, mit dem Blauen Engel für ressourcen- und energieeffiziente Softwareprodukte haben Sie das erste Umweltsiegel für IT entwickelt. Wie kamen Sie darauf?

Zunächst einmal wurde das Forschungsprojekt vom Umweltbundesamt unterstützt. Aber abgesehen davon beschäftigt uns natürlich immer die Frage, wie ökologisch bessere Produkte hergestellt werden können. Gerade im IT-Bereich hat sich in den letzten Jahren viel getan und es wurden Blaue Engel für Rechenzentren sowie Server- und Datenspeicherprodukte entwickelt. Da lag es nahe, sich auch die Software genauer anzusehen. Die ist zwar immateriell, hat aber einen deutlichen Einfluss auf den Energieverbrauch der Hardware. Das wurde schon deutlich, als vor einigen Jahren die Apps ihren Siegeszug antraten und zum Teil die Akkus der Smartphones leersogen. Für mich hat der Blaue Engel aber nicht nur einen unmittelbaren, sondern auch einen mittelbaren Nutzen: Sobald die ersten Unternehmen ihre Software mit dem Siegel versehen, haben sie einen Wettbewerbsvorteil, dem andere nacheifern werden – und dann ebenfalls anfangen, ressourcen- und umweltschonende Produkte herzustellen.

Geht es also hauptsächlich um Applikationen für mobile Lösungen?

Nein, es gibt insgesamt drei Bereiche, in denen der Ressourcenverbrauch eine besondere Rolle spielt. Apps für Smartphones sind nur ein Bereich. Ein weiterer sind die sogenannten embedded Systems – also alles, was über einen Sensor verfügt und sich zum „Internet of Things“ verbindet. Ein Beispiel hierzu aus unserem Hochschulalltag: Im Rahmen eines Projekts zum Gebäudeenergiemanagement haben wir täglich die Sensoren an den Heizkörpern abgelesen. Laut Herstellerangaben hatten die eine Lebensdauer von zehn Jahren, aber bereits nach drei Monaten waren die Batterien leer. Wäre die Software effizienter gewesen, hätte man die Laufzeit vermutlich verdoppeln können. Hochgerechnet auf alle Heizkörper am Campus ist das eine relevante Größe. Jede Batterie, die ausgetauscht, und jeder Akku, der aufgeladen wird, kostet Personalressourcen. In großen Unternehmen schlummert hier ein großes Einsparpotenzial. Vor allem wenn wir bedenken, dass künftig – salopp formuliert – alles, was einen Stecker hat, ins „Internet of Things“ geht. Dafür müssen die Geräte so effizient wie möglich sein und Software kann einen großen Beitrag dazu leisten.

Der dritte, wichtige Themenkomplex ist das High-Performance-Computing. Hochleistungsrechenzentren verbrauchen mitunter so viel Energie wie eine Kleinstadt und eine effizientere Programmierung führt hier schnell zu einer erheblichen Ressourceneinsparung.

Wie sieht es denn mit den täglichen Anwendungen aus, die im Arbeitsalltag eine Rolle spielen – sei es im Büro oder im Krankenhaus?

Einsparungen können überall dort erzielt werden, wo Ressourcen durch IT verbraucht werden. Unsere Forschung hat ergeben, dass es durchaus Unterschiede zwischen gleichartigen Softwareprodukten gibt. Im Bereich Textverarbeitung haben wir beispielsweise Programme miteinander verglichen und festgestellt, dass der Energieverbrauch der Programme für die Ausführung der gleichen Aufgabe um den Faktor vier variiert. Wir sollten dieses Beispiel nicht überbewerten. Es zeigt aber, dass es signifikante Unterschiede gibt und es absolut lohnenswert ist, Energieeffizienz auch softwareseitig zu betrachten. Zum Beispiel muss ja nicht immer die beste Performance angestrebt werden. Manchmal ist es sinnvoll, einen Prozess langsamer laufen zu lassen, weil der Prozessor sowieso auf das Netzwerk wartet.

Welche Parameter muss eine Software erfüllen, um den Blauen Engel zu erhalten?

Es gibt Kennziffern in drei Kategorien. Die erste ist die oben schon erwähnte Ressourceneffizienz, bei der wir die Verbräuche während des Betriebs einer Software messen. Läuft im Hintergrund zum Beispiel immer die Rechtschreibprüfung mit, obwohl sie nicht genutzt wird? Solche Parameter lassen sich von außen ganz gut betrachten, indem man die Gesamtenergie misst. Eine entsprechende Messmethode haben die Informatiker gemeinsam mit den Experten für die Energieeffizienz hier an der Hochschule entwickelt.

Außerdem schauen wir, ob es ein Energiemanagement gibt, ob das Produkt also modularisiert werden kann. Damit meinen wir, dass die volle Kraft der Software nicht immer tatsächlich genutzt wird, sprich im Hauptspeicher ist. Wenn die Software dauerhaft schneller ist als der Anwender, werden unnötig Ressourcen verbraucht. Bewertet wird auch, ob Anwenderinnen und Anwender die Energie- und Ressourceneffizienzeinstellungen einfach einsehen und verändern können, zum Beispiel einen doppelseitigen Druck. Hierzu muss die Energie- und Ressourceneffizienz unter einem Reiter gebündelt werden.

In der zweiten Kategorie betrachten wir den Einfluss der Software auf die Nutzungsdauer der Hardware. Wichtig ist unter anderem, dass Software auch auf älterer Hardware laufen kann. Auch hierzu ein Beispiel: Aus der Zeit der Einführung von Windows Vista gibt es Modellrechnungen, dass schätzungsweise ein Drittel der weltweiten Rechner hätten ausgetauscht werden müssen, um den Ressourcenanforderungen des Systems gerecht zu werden. Solche Fälle gilt es zu vermeiden – auch in kleinerem Maßstab.

Und schließlich spielt die Nutzungsautonomie eine große Rolle. Eine Software ist dann nachhaltig, wenn sie ausgetauscht werden kann, die Daten über Schnittstellen also umziehen können. Auch die Kontinuität der Softwareentwicklung ist wichtig, damit der Anwender die Sicherheit hat, die Software lange nutzen zu können.

Worauf müssen Softwareentwickelnde also genau achten?

Für den Blauen Engel gibt es einen Kriterienkatalog, den man online einsehen kann. Wichtig ist interessanterweise die Dokumentation. Also die Bereitschaft, sich überhaupt mit Ressourceneffizienzfragen auseinanderzusetzen. Zum ressourcenschonenden Programmieren gehört aber zum Beispiel immer auch die Wahl der geeigneten Programmiersprache. Es gibt hardwarenahe Programmiersprachen, die effizient sind, aber schwer zu warten und weiterzuentwickeln. Hier muss also eine Abwägung stattfinden.

Übrigens haben wir auch mal untersucht, wie sich der Softwareentwicklungsprozess selbst auf die Ressourcen auswirkt und dazu die Gebäude und die Arbeitsweisen angeschaut. Das Ergebnis: Wie ressourcenschonend eine Software ist, hängt auch davon ab, wie die Menschen, die sie entwickeln, zur Arbeit kommen. Wer es also ernst meint mit der Nachhaltigkeit, kommt mit dem Rad ins Büro.

Vielen Dank für das Gespräch

Weitere Infomationen

Zum Blauen Engel für ressourcen- und energieschonende Softwarelösungen: https://www.blauer-engel.de/de/produktwelt/elektrogeraete/ressourcen-und-energieeffiziente-softwareprodukte/ressourcen-und-energieeffiziente-softwareprodukte

Zum Umwelt-Campus Birkenfeld: https://www.umwelt-campus.de/forschung/projekte/green-software-engineering/projekte/refoplan-2018