Digitale Transformation für ESG-Ziele und Kohlenstoffreduzierung nutzen

Einführung

Die Einführung und Transformation digitaler Technologien führt zu einer raschen Verbesserung des Kundenerlebnisses und der betrieblichen Effizienz von Unternehmen. Da immer mehr Unternehmen aufgrund ihrer Flexibilität und Skalierbarkeit auf die öffentliche Cloud umsteigen, ist es wichtig, den Anstieg der Kohlenstoffemissionen zu berücksichtigen. Die Ausrichtung dieser digitalen Transformationen auf Umwelt-, Sozial- und Governance-Ziele (ESG) ist nicht nur eine Erwartung, sondern aufgrund der zunehmenden weltweiten Gesetze und Vorschriften eine Notwendigkeit. Die Bedeutung eines starken ESG-Angebots wird durch eine McKinsey-Studie unterstrichen, in der fünf Wege zur Schaffung von substanziellem Wert aufgezeigt werden.

Kohlenstoffbewusste digitale Transformation

Die Verbraucher sind sich ihres ökologischen Fußabdrucks zunehmend bewusst und verlangen Dienstleistungen, die der Nachhaltigkeit Vorrang einräumen. Diese Marktanforderungen und die neu vorgeschlagene EU-Richtlinie zur Nachhaltigkeitsberichterstattung verpflichten Unternehmen, prüfbare, nicht-finanzielle Nachhaltigkeitsberichte zu veröffentlichen. Diese Berichte beleuchten die Nachhaltigkeitsauswirkungen eines Unternehmens und seine gezielten Bemühungen, etwas zu bewirken.

Die Entwicklungsgeschichte eines Anwendungslebenszyklus im Cloud-Zeitalter

Stellen wir uns einmal die Lebensgeschichte einer Anwendung vor, die für das Unternehmen entwickelt wurde. Wir schreiben das Jahr 2008 und die Geschichte der Anwendung beginnt mit der Idee, eine neue Produktlinie zu bedienen, die vor Ort untergebracht ist. Mit der Einführung von Amazon EC2 durch Amazon Web Services steckte die Cloud noch in den Kinderschuhen und war keineswegs eine Standardlösung.

Ursprünglich war die Anwendung relativ einfach, klein und hatte einen geringen ökologischen Fußabdruck. Ein Jahrzehnt später ist die Anwendung zusammen mit dem Service gewachsen und hat sich in eine monolithische Struktur verwandelt. Durch dieses Wachstum wurde die Anwendung nicht nur größer, sondern auch komplizierter und interagierte mit verschiedenen anderen Anwendungen, was ihre Kritikalität unterstrich und die Architekten veranlasste, eine robuste Disaster Recovery-Strategie zu entwickeln.

Da die digitale Transformation die Reife und das Wachstum von Cloud Computing um 2018 herum vorantrieb, wurde die Entscheidung getroffen, eine Anwendung von On-Premises in die AWS-Cloud zu migrieren. Dieser Schritt entsprach nicht nur der digitalen Strategie des Unternehmens, sondern verringerte auch ungewollt die Kohlendioxidemissionen der Anwendung, da das Energiemanagement der AWS-Rechenzentren im Allgemeinen besser optimiert ist und so viel wie möglich erneuerbare Energie einsetzt. Bei der "Lift-and-Shift"-Migration wurde jedoch, wie bei den meisten Migrationen, das ereignisgesteuerte OpEx-Modell der Cloud nicht vollständig genutzt, da es an einer umfangreichen nativen Cloud-Entwicklung mangelte. Auch die Optimierung wurde vor allem deshalb vernachlässigt, weil man mehr Einblick in die Ressourcennutzung und andere wichtige Leistungsindikatoren benötigte. Bedauerlicherweise ist der CO2-Fußabdruck der Anwendung im Laufe der Zeit wieder auf das Niveau von 2018 angeschwollen, wodurch die Vorteile der Migration zunichte gemacht wurden.

Bevor wir tiefer eintauchen, lassen Sie uns über ein paar Erkenntnisse nachdenken:

• Die Migration in die Cloud kann den CO2-Fußabdruck des Workloads erheblich reduzieren, selbst wenn es sich um einen Lift-and-Shift-Prozess handelt, indem die Größenvorteile genutzt werden, die AWS bei der Optimierung seines Rechenzentrums bietet.
• Mit dem OpEx-Modell haben die Verbraucher den Vorteil, dass sie die Ressourcenauslastung erhöhen und damit die Gesamteffizienz sowohl aus Sicht der Kohlenstoffemissionen als auch der Kosten steigern können.
• Die Optimierung ist ein wesentlicher Bestandteil des Cloud-Betriebsmodells und kann, wenn sie vernachlässigt wird, negative Auswirkungen haben.

Die verkörperten Emissionen tragen zu einem beträchtlichen Teil zum CO2-Fußabdruck von IT-Lösungen bei, insbesondere beim Cloud Computing. Die
SBTi
Berichtsrichtlinien heben die Bedeutung der verkörperten Emissionen (Scope 3) hervor, die Prognosen zufolge über 80 % der Gesamtemissionen ausmachen werden, während die Emissionen aus Scope 1 und 2 zurückgehen. Diese Projektion unterstreicht die Wichtigkeit von Schätzungen der verkörperten Kohlenstoffemissionen in jeder Cloud-ESG-Strategie.

Optimierung als Kronjuwel des Cloud-Betriebsmodells

Mit der Reifung der Cloud-Technologie entstehen immer mehr "Ops"-Spezialisierungen, die sich jeweils auf bestimmte Aspekte des Cloud-Betriebsmodells konzentrieren. Diese Entwicklung mag aufgrund der zunehmenden Komplexität, die mit der technologischen Reife einhergeht, uneinheitlich erscheinen. Es ist jedoch absehbar, dass diese "Ops"-Untergruppen allmählich zu übergreifenden Praktiken konvergieren werden, die darauf abzielen, die Komplexität zu reduzieren und die Anwendbarkeit zu optimieren.

Eine dieser Praktiken ist Cloud Sustainability, eine Synthese aus FinOps und GreenOps, die durch die Kernaufgabe der Cloud-Optimierung untermauert wird. Der Schnittpunkt von FinOps und GreenOps ist die Ressourcenoptimierung - eine Praxis, die sowohl die Kohlenstoffemissionen reduziert als auch die Kosten optimiert. Diese Verbindung von Optimierung und Green Tech unterstreicht die kritische Realität unserer Zeit: Wir leben inmitten der sechsten Innovationswelle, die durch schwindende Ressourcen gekennzeichnet ist, wie in einem Artikel mit dem Titel
Auf der sechsten Welle der Innovation reiten
von Thomas Kruitbosch, dem CTO für digitale Transformation bei Xebia.

Saubere Energie und Optimierung werden auf dem Weg zu dieser sechsten Innovationswelle, die von KI/ML und Robotik gesteuert wird, von größter Bedeutung sein. Diese Technologien sind von Natur aus rechenintensiv. Im Bereich der Cloud und IT konzentriert sich die ESG-Perspektive auf das Kriterium "Umwelt" und versucht, den gesamten CO2-Fußabdruck in allen Bereichen des GHG-Protokolls zu optimieren und zu verringern.

Für Unternehmen, die ihre Workloads in der öffentlichen Cloud betreiben, wird der CO2-Fußabdruck der Cloud zu einem integralen Bestandteil ihres gesamten CO2-Fußabdrucks. Die Praxis der Verfolgung, Optimierung und Berichterstattung über diesen CO2-Fußabdruck der Cloud wird als GreenOps bezeichnet.

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GreenOps ist eine Facette des Cloud-Betriebsmodells, die das Bewusstsein und das Verständnis für den Umgang mit Treibhausgasen (THG) fördert. Diese werden in CO2e gemessen, die von den in der Cloud eingesetzten Ressourcen emittiert und verkörpert werden. Zu den wichtigsten Ergebnissen von GreenOps gehören:

• Sichtbarkeit und Berichterstattung
• Gezielte Reduzierung der Kohlenstoffemissionen unter Verwendung von Methoden wie
  Wissenschaftsbasierte Zielvorgaben SBTi
  
• Beiträge zur Richtlinie zur Nachhaltigkeitsberichterstattung von Unternehmen (CSRD - EU-Vorschriften)

Die GreenOps-Praxis ist bestrebt, Cloud-Nutzern und Stakeholdern greifbare und messbare Erkenntnisse zu liefern und das Bewusstsein für die Kohlenstoffintensität zu schärfen. Dieses Bewusstsein fördert das Verständnis und die Verantwortlichkeit und dient als erster Schritt zu einer wirksamen Reduzierung der Kohlenstoffemissionen.

Aufbau des GreenOps Frameworks

GreenOps, als eine Dimension des Cloud-Betriebsmodells, konzentriert sich auf die Minimierung der Treibhausgase (THG), die durch die in der Cloud bereitgestellten Ressourcen entstehen. Das Framework ist in zwei wesentliche Abschnitte unterteilt: Grundlagen und Fortgeschrittene, die jeweils spezifische Prinzipien und Ziele umfassen.

1) Grundlegend (Von Daten zu Informationen):

Der Abschnitt über die Grundlagen legt den Schwerpunkt auf die Gestaltungsprinzipien für die Implementierung der GreenOps-Praxis:

• Die Daten zur Wolkennutzung und zu den Emissionen sollten aus einer definitiven Quelle mit einer umfassenden Dokumentation der Berechnungsmethode stammen. Die Bedeutung dieser Daten erstreckt sich auch auf ihren Nutzen als Input für CSRD im Rahmen der vorgeschlagenen EU-Verordnungen.
• Die entwickelten Systeme sollten widerstandsfähig und fehlertolerant sein, damit es nicht zu einem Ausfall der Emissionsdaten kommt.
• Emissionsdaten sollten von einem Protokoll begleitet werden, um die Rückverfolgbarkeit von Änderungen zu Prüfzwecken zu gewährleisten.
• Die generierten Daten sollten in multidimensionale Berichte umgewandelt werden können, die mit den Interessengruppen geteilt werden können. Ressourcen-Metadaten können in die Kohlenstoffemissionsdaten integriert werden, um Kohlenstoffemissionen effektiv zuzuordnen. Dieser Ansatz erweist sich als entscheidend für die Schätzung der Kohlenstoffemissionen pro Anwendung oder Geschäftseinheit.
• Schneiden Sie die Berichte auf die Perspektive der einzelnen Stakeholder zu. So kann beispielsweise der Eigentümer einer Geschäftseinheit einen Überblick auf hoher Ebene benötigen, während ein Ingenieur detaillierte Informationen auf Ressourcenebene benötigt.

2) Fortgeschrittene ('Von der Strategie zur Operation'):

Der fortgeschrittene Teil des Frameworks baut auf den Grundlagen auf und konzentriert sich auf Politik, Governance, Optimierung und Kommunikation:

• Unternehmen sollten sich an das Pariser Abkommen halten, um die globalen Temperaturen unter 1,5°C zu halten, indem sie sich an die Richtlinien des GHG-Protokolls und SBTi halten. Dieser Ansatz führt die "Cloud Carbon Allocation" ein, bei der die Emissionsziele auf Unternehmensebene festgelegt und pro Anwendung, Abteilung oder Geschäftseinheit verteilt werden.
• Um das zugewiesene Budget für Kohlenstoffemissionen nicht zu überschreiten, sollten Governance-Richtlinien aufgestellt und bei Bedarf durchgesetzt werden. Diese Richtlinien sollten die Implementierung energieeffizienter Architekturen und Services wie AWS Graviton-Instanzen anleiten, die ein besseres Verhältnis zwischen Leistung und Energieverbrauch bieten.
• Cloud Carbon Optimization bezieht sich auf die Prozesse und Best Practices zur Optimierung von Cloud-Kohlenstoffemissionen unter Beibehaltung der Leistungs- und Kostenparameter. Optimierungsstrategien sollten auf der Grundlage der in der Gründungsphase gesammelten Daten zum Kohlenstoffausstoß entwickelt werden. Die Optimierung von Rechenressourcen kann priorisiert werden, um eine maximale Auswirkung zu erzielen, da sie am kohlenstoffintensivsten sind.

Effektive Kommunikation ist das Rückgrat eines jeden Betriebsmodells. Neben der Berichterstattung tragen auch andere Aspekte wie die Eskalation von Verstößen gegen das Kohlenstoffbudget, die Definition von Richtlinien und die Erstellung eines standardisierten Glossars zu einer effektiven und effizienten Kommunikation bei. Die Aufklärung der Stakeholder ist entscheidend für den Austausch von Best Practices und Industriestandards, die für eine Greener Cloud entscheidend sind.

Optimierung von Cloud Carbon

Cloud Carbon Optimization ist eine wichtige Komponente der umfassenderen Nachhaltigkeitsstrategie für Cloud-basierte Lösungen. Sie steht im Einklang mit der Initiative Science-Based Targets (SBTi) zur Senkung der Treibhausgasemissionen im IKT-Sektor. Die Cloud Carbon Optimization kann in vier Säulen unterteilt werden:

1. 
   Architektonische Optimierungen:
   Dieser Ansatz konzentriert sich auf die Workload-Architektur in der Cloud und erforscht Prinzipien wie die ereignisgesteuerte Architektur und die optimale Ressourcennutzung für bestimmte Anwendungsfälle. Beispielsweise kann die Verwendung von Transit Gateways in einer Multi-Account-Struktur in AWS den Einsatz von NAT Gateways minimieren und so Energie sparen und den CO2-Fußabdruck verringern.
2. 
   Nutzungsoptimierungen:
   Diese Säule konzentriert sich auf die Optimierung der Ressourcennutzung durch bewährte Verfahren wie Right-Sizing, Elastizität und Lebenszyklusmanagement. Ein gutes Beispiel ist die Verwendung von S3 Lifecycle Management-Richtlinien in AWS, mit denen Objekte zwischen verschiedenen S3-Tiers verschoben werden können, was den Energieverbrauch reduziert und somit den CO2-Fußabdruck minimiert.
3. Workload-Optimierungen: Diese Säule konzentriert sich auf die Optimierung des Codes und der Softwareaspekte, wie die eingesetzten Ressourcen und die Zeit, die für die Ausführung einer einzelnen Abfrage benötigt wird. Die Verwendung leistungsorientierter Programmiersprachen wie Rust kann zu energieeffizienteren Skripting-Praktiken beitragen.
4. Geografische Optimierungen: Dieser Ansatz berücksichtigt die Kohlenstoffintensität des Stromnetzes in der Region, in der die Arbeitslasten bereitgestellt werden. Eine radikale Idee ist es, "der Sonne zu folgen", d.h. die Stromnetze der Rechenzentren mit Solarenergie zu versorgen.

Fallstudie: Blonks Implementierung von GreenOps

Blonk, ein internationaler Experte für die Nachhaltigkeit von Lebensmittelsystemen, der seine Lösungen auf AWS hostet, hat mit Xebia zusammengearbeitet, um Lösungen zu finden, die seine IT-Abläufe mit seinen Nachhaltigkeitszielen in Einklang bringen. Als AWS Premier Consulting Partner arbeitet Xebia mit Blonk zusammen, um das Unternehmen bei seinen Cloud-Anforderungen zu unterstützen.

Blonk wandte sich an Xebia, um eine Lösung zu finden, mit der sie Einblicke in ihren gesamten Cloud-Fußabdruck (einschließlich der verkörperten Emissionen) erhalten. Wir haben uns das AWS Customer Cloud Footprint-Tool angeschaut, das jedoch keine aussagekräftigen Metriken lieferte, an denen man sich orientieren konnte. Xebia wiederum öffnete Blonk die GreenOps-Lösung und nahm sie mit auf eine Reise durch die Cloud-Nachhaltigkeit. Während der Interaktion mit Blonk definierte Xebia vier Schmerzpunkte, wie unten aufgeführt:

1. Wie kann ich über die Kohlenstoffemissionen in Echtzeit auf dem Laufenden bleiben und Maßnahmen ergreifen?
2. Können die Emissionen in verkörperte und direkte/indirekte Emissionen aufgeteilt werden? Dies war sehr wichtig, da AWS keinen Einblick in die verkörperten Emissionen bietet, die über 80% der gesamten Cloud-Emissionen ausmachen.
3. Um die Kohlenstoffemissionen in der gesamten Produktwertschöpfungskette sichtbar zu machen, wollte Blonk die Kohlenstoffemissionen pro Projekt zuordnen.
4. Nicht zuletzt war die Optimierung und Reduzierung der Kohlenstoffemissionen in der Cloud eine Priorität, ebenso wie die Transparenz der Auswirkungen der Kohlenstoffemissionen auf die ergriffenen Maßnahmen.

Mit den oben definierten Punkten und dem GreenOps-Ansatz von Xebia, Blonk gewonnen:

Verbesserte Sichtbarkeit:
Blonk hat jetzt nahezu in Echtzeit Einblicke in die Kohlenstoffemissionen von AWS und kann so fundierte Entscheidungen treffen.

Zuweisung von Kohlenstoffemissionen:
Blonk kann die CO2-Emissionen der Cloud den Projektauslastungen zuordnen und ermöglicht so gezielte Aktionspläne für die zukünftige Klimaneutralität.

Optimierung zur Reduzierung von Treibhausgasen: Blonk konzentriert sich auf kohlenstoffintensive Dienste und hat das Potenzial, die Ressourcen zu optimieren, indem es eine Reduzierung des CO2-Fußabdrucks der Cloud um 10 % prognostiziert.

Diese Strategie führte zu erheblichen Kostensenkungen und Umweltvorteilen, die der CO2-Absorption von 12 Bäumen entsprechen. Dies verdeutlicht das Potenzial von Unternehmen, ihren IKT-Betrieb durch eine effektive GreenOps-Strategie mit umfassenderen Nachhaltigkeitszielen in Einklang zu bringen.

Xebia's GreenOps Dashboard Methodik

Mit dem Fokus auf den CO2-Fußabdruck der Cloud hat Xebia eine Lösung entwickelt, die dem Kunden Daten zum CO2-Fußabdruck zur Verfügung stellt und Cloud-ESG-Lösungen in einem separaten, dedizierten AWS-Konto bereitstellt. Der angereicherte AWS Kosten- und Nutzungsbericht dient als Live-Datensatz zur Erstellung und Aktualisierung der Berichte und Dashboards. Die Xebia GreenOps-Lösung bietet vollständige Transparenz, und die Kunden können Abfragen an den Datensatz stellen.

Das GreenOps Dashboard von Xebia bietet wichtige Einblicke in den CO2-Fußabdruck des Cloud-Betriebs. Es ruft Nutzungsinformationen aus dem AWS Cost & Usage Report (CUR) ab, reichert sie mit Daten zu CO2-Äquivalenten und äquivalenter Energie an und lädt sie in einen S3-Bucket. Kunden haben vollen Zugriff auf diese Daten und können verschiedene Berichte und Dashboards in den nativen BI-Tools von AWS erstellen oder die Daten in ihre eigenen BI-Tools exportieren, um einen breiteren Zugriff zu ermöglichen.

Dieser Ansatz sorgt für Transparenz und Kontrolle und ermöglicht es Unternehmen, ihren Cloud-Fußabdruck zu messen, zu verwalten und im Einklang mit den Zielen der SBTi zu reduzieren.

Der Weg nach vorn

Die Zukunft wird durch Nachhaltigkeit bestimmt. Unabhängig von der Branche wird jede Organisation eine Rolle bei der Gestaltung der nachhaltigen Praktiken spielen, die uns in die Zukunft führen werden. Xebia hat sich mit seiner GreenOps-Methode und seinem unermüdlichen Streben nach ESG-Exzellenz dazu verpflichtet, diesen Wandel in der ICT-Branche anzuführen.

Der Wert starker ESG-Empfehlungen geht über die Auswirkungen auf die Umwelt hinaus; sie steigern auch den wirtschaftlichen Wert. Wiein der bereits erwähnten McKinsey-Studie zu ESG gezeigt wurde, schaffen solche Empfehlungen auf vielfältige Weise Wert. Bei Xebia haben wir diese Wertschöpfung durch unsere umfassende und innovative GreenOps-Methode verkörpert, mit der wir unsere Kunden dabei unterstützen, ihren Cloud-Betrieb zu optimieren und ihren CO2-Fußabdruck deutlich zu verringern.

Es gibt ein riesiges, ungenutztes Potenzial im Bereich der digitalen Infrastruktur, um die Art und Weise zu revolutionieren, wie wir den Energieverbrauch und die Emissionen wahrnehmen. Die Xebia GreenOps-Methodik ist unsere Antwort auf diesen Ruf. Sie ist nicht nur eine Lösung, sondern eine Revolution, die bereits im Gange ist. Wir stellen uns eine Welt vor, in der jedes in der Cloud verarbeitete Byte zu einer nachhaltigen Zukunft beiträgt.

Mit unserer GreenOps-Methode helfen wir Unternehmen dabei, ihren CO2-Fußabdruck in der Cloud sichtbar zu machen, zu kontrollieren und zu optimieren. Wir liefern nicht nur einen Fahrplan, sondern begleiten Unternehmen auf ihrem Weg zur Nachhaltigkeit. Es ist ein langer Weg, aber der aufregendste und der einzige Weg nach vorne.

Helfen Sie uns, diesen Wandel voranzutreiben. Lassen Sie uns neu definieren, wie ICT zu einer nachhaltigen Zukunft beiträgt. Gemeinsam können wir eine Welt schaffen, in der digitaler Fortschritt und Umweltbewusstsein Hand in Hand gehen.

Was ist Ihr nächster Schritt? Wenden Sie sich an das GreenOps-Team von Xebia. Lassen Sie uns gemeinsam Ihre Reise in eine nachhaltige digitale Zukunft antreten.