Berichtsmethode für die CO₂-Bilanz

Auf dieser Seite werden der Hintergrund, die allgemeine Methodik und die technischen Details der kundenspezifischen Berichte zu Treibhausgasemissionen erläutert, die über Carbon Footprint bereitgestellt werden. Alle zukünftigen Änderungen an Datenquellen und Methodik werden in den Release Notes aufgeführt.

Berichte zur CO₂-Bilanz

Google Cloud bietet Carbon Footprint, damit Kunden ihr Unternehmen so umweltfreundlich wie möglich führen können. Sie bietet jedem Kunden Einblick in die Auswirkungen auf die Umwelt von bei Google Cloud gekauften Produkten, damit Kunden diese Auswirkungen erfassen und Maßnahmen ergreifen können, um sie zu reduzieren.

Google Cloud-Kunden nutzen in der Regel ein vielfältiges Portfolio an Google Cloud-Produkten in mehreren Regionen. Das macht die Erfassung des CO2-Fußabdrucks ihrer Arbeitslasten komplex. Um Kunden einen Bericht zur Verfügung zu stellen, der auf ihre spezifische CO₂-Bilanz zugeschnitten ist, berücksichtigt Google die CO₂-Emissionen, die von der Computing-Infrastruktur erzeugt werden, die die internen Dienste unterstützt. Google weist diese Emissionen jedem Google Cloud-Produkt und einem Kunden basierend auf der Nutzung dieser Google Cloud-Produkte zu.

Die kundenspezifischen Daten zu Treibhausgasemissionen von Google Cloud aus dem Bericht zu Carbon Footprint wurden nicht von Dritten geprüft oder bestätigt. Änderungen an unserer Methode oder an den Datenquellen können zu wesentlichen Änderungen bei unseren Berechnungen führen und dazu, dass die aktuellen und bisherigen kundenspezifischen Daten zu Treibhausgasemissionen von Google Cloud aus dem Bericht zu Carbon Footprint angepasst werden.

Die Methodik

Berichte zu Carbon Footprint werden gemäß den allgemein anerkannten Standards für die Berichterstattung und Bilanzierung von Treibhausgasen (Greenhouse Gas Protocol, GHGP) erstellt. Diese enthalten detaillierte Anleitungen für Emissionsberichte.

Da Google Cloud seine Emissionen (einschließlich der Emissionen von Google Cloud in den Bereichen 1, 2 und 3) allen Kunden basierend auf der Nutzung zuweist, können Kunden die zugewiesenen Google Cloud-Emissionsdaten in ihre eigenen Berichte als Emissionen des Geltungsbereichs 3 (indirekte Emissionen im Zusammenhang mit der Wertschöpfungskette) einbinden.

Für Carbon Footprint werden in Berichten und Dashboards die standortbezogenen und marktbasierten Berichtsstandards des GHGP verwendet.

• Standortbasierte Scope 2-Emissionsdaten repräsentieren die Emissionen aus allen Stromerzeugungsquellen, die an einem bestimmten Standort verwendet werden. Bei standortbasierten Emissionsdaten werden die Strombezugsverträge von Google für erneuerbare Energien oder andere Verträge für CO₂-freien Strom nicht berücksichtigt. So können Kunden nachvollziehen, wie sich ihre Google Cloud-Produktwahl und -Nutzungsmuster auf die Treibhausgasemissionen auswirken, ohne den Kauf von CO₂-freiem Strom durch Google zu berücksichtigen.

• Die marktbasierten Scope-2-Emissionsdaten umfassen die Auswirkungen des CO₂-freien Strombezugs von Google auf die entsprechenden Rechenzentren gemäß der marktbasierten Methode und den Standards des GHGP. Google Cloud-Kunden, die jährliche Scope 3-Emissionsinventare für ihre eigenen Produkte und Dienstleistungen erstellen möchten, finden den marktbasierten Fußabdruck wahrscheinlich am nützlichsten.

Die Berechnungen für Carbon Footprint werden von unten nach oben aufgebaut und basieren in hohem Maße auf der Überwachung von Stromverbrauch und Aktivität auf Maschinenebene in den Google-Rechenzentren. So können wir die Emissionen den internen Diensten zuordnen, die diese Maschinen direkt nutzen oder Kaufentscheidungen für Maschinen beeinflussen. Diese Detailgenauigkeit ermöglicht es uns, Emissionen Kunden basierend auf ihrer spezifischen Nutzung zuzuordnen.

Zusätzlich zu den unterschiedlichen Möglichkeiten, wie bei standortbasierten und marktbasierten Emissionsdaten der CO₂-freie Stromeinkauf von Google berücksichtigt wird, werden bei der Schätzung von standortbasierten und marktbasierten Emissionen auch unterschiedliche Detaillierungsebenen der Emissionsfaktoren verwendet:

• Stündliche Treibhausgasemissionsfaktoren werden verwendet, um standortbasierte Emissionen zu berechnen. Das liegt daran, dass sich die Stromerzeuger, die Strom in das Netz einspeisen, ständig ändern. Ein stündlicher Treibhausgasemissionsfaktor berücksichtigt die Zusammensetzung der verwendeten Energiequellen stündlich. In Kombination mit stündlichen Daten zur Stromlast ergibt diese Berechnungsmethode einen Emissionswert, der vom Verhältnis zwischen dem Strombedarf im Netz und den dafür benötigten Ressourcen abhängt. Die erhöhte Detaillierung der Emissionsberechnung eignet sich besser zur Optimierung des Standorts und des Zeitpunkts der Arbeitslast, um die betrieblichen Treibhausgasemissionen zu reduzieren.
• Für die Berechnung der marktbasierten Emissionen werden jährliche Treibhausgasemissionsfaktoren verwendet. Das liegt daran, dass diese Emissionsfaktoren am häufigsten in anderen Bereichen der Treibhausgasbilanzierung von Unternehmen verwendet werden. Diese Emissionsfaktoren in Kombination mit den Auswirkungen des Kaufs von CO2-freiem Strom durch Google machen diese Datenquelle zu einer geeigneten Quelle für die Erfassung von Scope 3-Emissionen.

Die Verwendung von Daten auf Geräteebene und stündlichen Emissionsfaktoren ist ein neuer Ansatz. Daher wurden diese Emissionsberichte noch nicht von Dritten verifiziert oder bestätigt. Google erhält jährlich eine Bestätigung von Dritten von einem unabhängigen, akkreditierten Prüfer für den Top-Down-CO2-Fußabdruck von Google. Die Datenstreams und Prozesse, die für die Erstellung dieser Kundenberichte erforderlich sind, wurden jedoch nicht in ähnlicher Weise überprüft oder bestätigt. Ein unabhängiges Unternehmen hat jedoch eine detaillierte Überprüfung unserer Methode zur Berechnung und Zuordnung von Treibhausgasemissionen aus Google Cloud-Produkten an einzelne Kunden gemäß dem GHG-Protokoll durchgeführt, um unsere Arbeit zu kritisieren und zu verbessern. Wir freuen uns auf weitere Verbesserungen, sobald diese Bemühungen ausgereift sind.

Grenzen

Der Bericht zum CO₂-Fußabdruck umfasst Emissionen aus den folgenden Aktivitäten:

• Geltungsbereich 1
  • Fossile Brennstoffe, die vor Ort verbrannt werden, z. B. Diesel für die Notstromversorgung, Erdgas für die Heizung und Kraftstoffe für Flottenfahrzeuge.
  • Leckemissionen aus Kühlmitteln des HLK-Systems von Rechenzentren.

• Scope 2

  • Stromverbrauch von Google Cloud-Produkten, einschließlich der von Google selbst betriebenen Rechen- und Netzwerkgeräte sowie Nebenstromdienste wie Kühlung und Beleuchtung, unabhängig davon, ob sich das Rechenzentrum in Google-eigenem Besitz oder in dem eines anderen befindet (standort- und marktbasierte Berechnungen).

• Bereich 3

  • Vorgelagerte (verkörperte) Emissionen des Rechenzentrumslebenszyklus
  • Vorgelagerte (verkörperte) Lebenszyklusemissionen von Rechenzentrumsgebäuden.
  • Geschäftsreisen und Pendelverkehr von Mitarbeitern, die in Google-Rechenzentren arbeiten.
  • Stromerzeugung, die bei der Übertragung und Verteilung verloren geht.
  • Gewinnung, Herstellung und Transport von Brennstoffen, die zur Erzeugung von Netzstrom verwendet werden.

Der Bericht zum CO₂-Fußabdruck enthält keine Emissionen aus den folgenden Aktivitäten:

• Emissionen, die durch die Bereitstellung kleiner Geräte bei Partnern von Internetanbietern entstehen.
• Emissionen aus Netzwerkausrüstung von Google, die außerhalb von Rechenzentren eingesetzt wird.
• Emissionen aus der End-of-Life-Verwertung von Rechenzentrumsgeräten und -gebäuden.
• Impliziter CO₂-Ausstoß, der mit Anlagen und Geräten zur Stromerzeugung im öffentlichen Netz verbunden ist.

Methodik

Der kundenspezifische Bericht zur CO₂-Bilanz von Google Cloud („Bericht zu Carbon Footprint“) wird automatisch berechnet. In diesem Abschnitt wird beschrieben, wie diese Berechnungen in Google Cloud erfolgen.

Wichtige Konzepte

• Google Cloud ist eine gemeinsame Computing-Plattform. Die Computing-Ressourcen wie Rechenleistung, Arbeitsspeicher, Speicherplatz und Netzwerk werden von allen Google Cloud-Kunden gemeinsam genutzt.

• Google ist in funktionale Einheiten unterteilt, die als interne Dienste bezeichnet werden. Ein interner Dienst ist eine bestimmte Softwarefunktion, die auf den Rechenzentrumsmaschinen von Google ausgeführt wird. Google Cloud-Produkte verwenden interne Dienste und werden als kundenorientierte Produkteinheiten (SKUs) genutzt.

• Der Stromverbrauch ist eine der größten Quellen für Treibhausgasemissionen bei Google Cloud. In Rechenzentren werden Rechenressourcen in gemeinsamen Gebäuden zusammengefasst. Diese Gebäude verbrauchen Strom für die Rechentechnik und zusätzlichen Strom für Beleuchtung, Kühlung, Stromversorgung und andere Nebenanforderungen.

• Strom wird von einer Vielzahl von Kraftwerken auf der ganzen Welt in einzelnen Netzen bereitgestellt. Die durch die Stromerzeugung entstehenden Treibhausgase variieren unter anderem je nach Kraftstoff (z.B. Erdgas, Kohle, Wind, Sonne, Wasser). Die Energiequellen jedes Netzes unterscheiden sich und innerhalb eines Netzes variieren die Quellen im Laufe des Tages.

• Die Aufschlüsselung des Stromverbrauchs von Google Cloud und des daraus resultierenden CO₂-Fußabdrucks auf bestimmte Produkte und Kunden stellt ein technisches Problem dar. Die Ermittlung des Footprints eines Kunden ist aufgrund der vielen Ebenen gemeinsam genutzter Ressourcen, die für die Rechenanforderungen des Kunden benötigt werden, sehr komplex. Durch die Entwicklung neuer Zuweisungsmethoden und -annahmen (wie unten ausführlich beschrieben) kann Google Cloud Berichte zum Kunden-Footprint erstellen, die für die Cloud-Nutzung und die Produktauswahl der einzelnen Kunden angemessen und repräsentativ sind.

Berechnungsübersicht

Bei der Carbon Footprint wird zuerst der Energieverbrauch als Funktion der Rechennutzung und der Rechenzentrumsressourcenanforderungen berechnet. Anschließend werden mithilfe der Carbon Footprint standortbasierte und marktbasierte CO₂-Emissionen aus dem Stromverbrauch berechnet und den Kunden und den von ihnen gekauften Produkten zugeordnet. Die CO₂-Emissionen aus Strom pro Kunde und Produkt werden dann um proportionale Anteile der Emissionen aus anderen Quellen ergänzt.
Die marktbasierten Emissionsmesswerte gleichen den Kauf von grünem Strom durch Google mit den relevanten Rechenzentrumslasten ab, um regionale marktbasierte Stromemissionsfaktoren zu ermitteln, wo Google grüne Energie kauft. In den Berichten zu marktbezogenen Emissionen ersetzen die regionalen marktbezogenen Emissionsfaktoren die standortbezogenen Emissionsfaktoren.

Energieverbrauch und Zuweisung zu internen Diensten

Um den gesamten Energieverbrauch des Computers auf interne Dienste zu verteilen, vergleicht Google den Energieverbrauch beim Ausführen einer Arbeitslast („dynamische Leistung“) mit dem Energieverbrauch im Leerlauf („Leerlaufleistung“). Die stündliche dynamische Leistung jeder Maschine wird den internen Diensten zugewiesen, die sie in dieser Stunde unterstützt hat, basierend auf der relativen CPU-Auslastung des internen Dienstes. Die Inaktivitätsleistung der Maschine wird jedem internen Dienst basierend auf seiner Ressourcenzuweisung (CPU, RAM, SSD, HDD) im Rechenzentrum zugewiesen.

Der Energieaufwand für die Infrastruktur (Stromversorgung, Kühlung und Beleuchtung) wird jedem Computer und seinen Nutzern stündlich basierend auf dem Gesamtenergieverbrauch des Computers in dieser Stunde zugeordnet.

Die freigegebenen Infrastrukturdienste von Google erfassen die Nutzung anderer interner Dienste, die sie aufrufen. So kann der Energieverbrauch der gemeinsam genutzten Infrastrukturdienste basierend auf ihrer relativen Nutzung auf diese internen Dienste umverteilt werden. Bei einigen internen Diensten, für die nicht genügend Nutzungsdaten vorliegen, verwendet Google interne Kosten, um den Energieverbrauch der gemeinsamen Infrastruktur neu zu verteilen.

Nach Abschluss dieser Berechnungen und Zuordnungen wird jedem internen Dienst in jedem Rechenzentrum ein stündlicher Stromverbrauch zugewiesen.

Treibhausgasemissionen aus Strom: standortbasierte Berechnungen

Google berechnet standortbasierte Treibhausgasemissionen auf stündlicher Basis, indem der standortspezifische Energieverbrauch mit einem CO₂-Intensitätsfaktor für den Strom aus dem Netz multipliziert wird. Dieser Wert spiegelt die tatsächliche Mischung der Energiequellen (fossile Brennstoffe, erneuerbare Energien usw.) wider, die am Standort des Energieverbrauchs in das Netz eingespeist werden. Bei standortbasierten Scope-2-Emissionen werden insbesondere keine Entscheidungen oder Verträge für den Energieeinkauf berücksichtigt, z. B. Energiezertifikate oder Strombezugsverträge.

Die stündlichen Daten zur Kohlenstoffintensität des Stromnetzes, die in Carbon Footprint-Berichte einfließen, umfassen nur die Emissionen, die mit der Stromerzeugung verbunden sind. Andere Lebenszyklusphasen sind nicht enthalten. Die Daten zu stündlichen Emissionsfaktoren werden von Electricity Maps bereitgestellt. Wenn keine Electricity Maps-Daten verfügbar sind, verwendet Google länderspezifische jährliche durchschnittliche Faktoren für die CO₂-Emissionsintensität, die von der Internationalen Energieagentur veröffentlicht werden.

Zur Berechnung der Emissionen multipliziert Google den stündlichen Energieverbrauch für jeden internen Dienst an jedem Standort mit dem entsprechenden CO₂-Intensitätsfaktor für diese Stunde und diesen Standort, um den standortbasierten CO₂-Fußabdruck des internen Dienstes pro Stunde und Standort zu ermitteln.

Treibhausgasemissionen aus Strom: marktbasierte Berechnungen

Der marktbasierte Stromverbrauch wird geschätzt, indem der Kauf von grünem Strom von Google den relevanten Datenzentrumslasten gemäß den GHGP-Standards zugeordnet wird.

Google berechnet seine marktbasierten Emissionen auf jährlicher Basis. Dabei werden die tatsächliche Erzeugung in unseren Anlagen für sauberen Strom und der an den einzelnen Standorten verwendete Strom berücksichtigt. Bei dieser Berechnung werden öffentlich verfügbare jährliche Emissionsfaktoren aus staatlichen Quellen verwendet, die von der Internationalen Energieagentur veröffentlicht wurden.

In jeder Region, in der wir Ökostrom kaufen, wird für die Rechenzentren von Google eine marktbasierte jährliche Emissionssumme berechnet. Die standortbezogenen Stromemissionen werden mit dem Verhältnis des Prozentsatzes der erneuerbaren Energien im Vorjahr in der Region verkleinert. Dieser Skalierungsfaktor wird mit den detaillierten standortbezogenen Emissionsberechnungen in der entsprechenden Region multipliziert, um monatliche marktbasierte Emissionsberichte nach Kunde und Produkt zu erstellen.

Der marktbasierte Skalierungsfaktor wird einmal pro Jahr aktualisiert, da er auf den marktbasierten Emissionsberechnungen für Google insgesamt basiert. Aus diesem Grund bieten die Berichte zu marktbasierten Emissionen keinen dynamischen Überblick über die Stromkäufe und die Erzeugung erneuerbarer Energien von Google zu einem bestimmten Zeitpunkt. Sie sind vielmehr repräsentativ für unsere Aktivitäten im Bereich erneuerbare Energien im Vorjahr.

Die GHGP-Leitfäden für den Scope 2 beschränken die Behauptungen zu Nullemissionen aus gekaufter sauberer Energie auf Fälle, in denen die saubere Energie in derselben geografischen Region und innerhalb eines angemessenen Zeitraums erzeugt und dann verwendet wird.

Die Emissionsfaktoren unterscheiden sich zwischen standortbezogenen und marktbezogenen Emissionsdaten.

• Stündliche Treibhausgasemissionsfaktoren werden verwendet, um standortbasierte Emissionen zu berechnen. Das liegt daran, dass sich die Stromerzeuger, die das Netz mit Strom versorgen, ständig ändern. Ein stündlicher Treibhausgasemissionsfaktor berücksichtigt die Zusammensetzung der verwendeten Energiequellen stündlich. In Kombination mit stündlichen Daten zur Stromlast ergibt diese Berechnungsmethode einen Emissionswert, der vom Verhältnis zwischen dem Strombedarf des Netzes und den dafür benötigten Ressourcen abhängt. Die erhöhte Detaillierung der Emissionsberechnung eignet sich besser zur Optimierung des Standorts und des Zeitpunkts der Arbeitslast, um die betrieblichen Treibhausgasemissionen zu reduzieren.
• Für die Berechnung der marktbasierten Emissionen werden jährliche Treibhausgasemissionsfaktoren verwendet. Das liegt daran, dass diese Emissionsfaktoren am häufigsten in anderen Bereichen der Treibhausgasbilanzierung von Unternehmen verwendet werden. Diese Emissionsfaktoren in Kombination mit den Auswirkungen der Käufe von CO2-freiem Strom durch Google sind eine geeignete Datenquelle für die Aufnahme in die gemeldeten Scope 3-Emissionsinventare.

Stromverbrauchsanteil auf SKUs verteilen

Jedes Google Cloud-Produkt wird als kundenorientierte Produkteinheit verwendet, die anhand ihrer eindeutigen SKUs identifiziert wird. Google verknüpft jede SKU mit dem internen Dienst, der sie bereitstellt. Dieser Dienst ist oft dem entsprechenden Google Cloud-Produkt zugeordnet. Nicht alle Google Cloud-Produkte sind im Bericht zu Carbon Footprint enthalten, da diese Zuordnung nicht immer möglich ist. Die SKU-Nutzung ist das primäre Mittel, um den gesamten CO₂-Ausstoß der Stromversorgung jedes Google Cloud-Produkts auf die Kunden zu verteilen.

Google quantifiziert zuerst den Emissionsausstoß jeder Artikelnummer. Die CO2-Bilanz eines internen Dienstes wird proportional zur Nutzung (gekaufte Menge) und zu den Listenpreisen (alle in US-Dollar) auf die SKUs verteilt. Dabei werden auch die unterschiedlichen CO2-Intensitäten an den Standorten berücksichtigt, an denen der interne Dienst bereitgestellt wird. Diese Zuordnung wird als Reihe von Gleichungen gelöst, die den folgenden Prinzipien entsprechen:

• SKUs für einen bestimmten internen Dienst, der am selben Standort bereitgestellt wird, haben einen CO₂-Fußabdruck, der proportional zum Listenpreis ist.
• Eine bestimmte SKU für einen bestimmten internen Dienst, die an mehreren Standorten bereitgestellt wird, hat an jedem Standort einen unterschiedlichen CO₂-Fußabdruck, der proportional zur CO₂-Intensität des Netzes an jedem Standort ist.
• Der aggregierte CO₂-Fußabdruck aller Artikelnummern innerhalb jedes internen Dienstes entspricht dem Gesamt-CO₂-Fußabdruck des internen Dienstes zuzüglich eines Overheads für bestimmte Aktivitäten, die in den oben beschriebenen Zuordnungen zu internen Diensten nicht berücksichtigt werden. Die CO₂-Bilanz für Strom, die für alle Artikelnummern aggregiert wurde, entspricht der standortbasierten CO₂-Bilanz für Strom von Google Cloud.

Zuweisung des Stromverbrauchs an Kunden

Die Lösung dieser Gleichungen ergibt den gesamten CO₂-Fußabdruck für jede Artikelnummer in jeder Region, in der die Artikelnummer bereitgestellt wird. Im letzten Schritt der Berechnungen für den Stromverbrauch werden die regionalen CO₂-Fußabdrücke der Artikelnummern bestimmten Kunden zugewiesen und in sinnvolle Einheiten (Produkte, Projekte, Regionen) zusammengefasst. Hier ist eine Übersicht über diesen Prozess:

1. Zuerst wird der CO₂-Fußabdruck jeder SKU durch die Gesamtnutzung der SKU (Volumenmesswert) für eine bestimmte Region geteilt, um den CO₂-Intensitätsfaktor pro Nutzung der SKU für diese Region zu ermitteln.
2. Die Nutzung jeder SKU eines Kunden in jeder Region wird dann mit dem jeweiligen Faktor für die CO₂-Intensität der SKU multipliziert. Dies führt zu einer CO₂-Bilanz pro Artikelnummer, pro Region und pro Kunde.
3. Die SKU-Bilanzen der Kunden werden dann zu kundenspezifischen Google Cloud-Produktbilanzen zusammengefasst, um die Zuverlässigkeit der gemeldeten CO₂-Emissionszahlen zu erhöhen.
4. Schließlich werden die Daten auf Monatsbasis zusammengefasst, um tägliche Schwankungen zu minimieren. Der resultierende Bericht enthält eine kundenspezifische standortbasierte CO₂-Bilanz für den Stromverbrauch, die insgesamt pro Monat summiert wird, mit Aufschlüsselungen nach Google Cloud-Produkt, nach vom Kunden definiertem Projekt und nach Region.

Es wird geprüft, ob die Summe der CO₂-Bilanzen für den Stromverbrauch der Kunden dem standortbezogenen CO₂-Ausstoß von Google Cloud entspricht.

Nicht elektrische Emissionsquellen

Die Emissionen aus der Stromerzeugung machen zwar den Großteil der CO₂-Emissionen von Google Cloud aus, aber auch andere Emissionen tragen zur Gesamtsumme bei.

Für diese nicht strombezogenen Quellen werden in Carbon Footprint Datenstreams verwendet, die aus dem unternehmensweiten Emissionsinventar von Google stammen. Daher werden Emissionen aus nicht elektrischen Quellen weniger dynamisch und weniger detailliert berechnet und der Google Cloud-Bilanz hinzugefügt als Emissionen aus Strom. Wir messen den Stromverbrauch und die zugehörigen standortbasierten Emissionen stündlich. Emissionen aus anderen Quellen werden entweder monatlich oder jährlich ermittelt und sind nicht geografisch spezifisch verfügbar. Die unternehmensweiten Daten von Google zu den in Rechenzentren verwendeten Geräten und Einrichtungen wurden nicht überprüft.

Um unternehmensweite Emissionen aus nicht strombezogenen Quellen den kundenspezifischen Aufschlüsselungen in CO₂-Bilanzberichten zuzuordnen, legen wir einen Zuordnungsfaktor fest – ein Verhältnis des Google Cloud-Stromverbrauchs des Kunden zum gesamten Google Cloud-Stromverbrauch – und multiplizieren diesen Faktor mit den weltweiten Google Cloud-Emissionen aus den einzelnen Quellen, die wie hier beschrieben ermittelt werden.

• Emissionen aus der Herstellung von Rechenzentrumsgeräten: Diese Emissionsquelle umfasst die Aktivitäten, die für die Gewinnung, Verarbeitung und den Transport von Materialien zu den Standorten der Geräteherstellung erforderlich sind, sowie die mit den Herstellungsprozessen verbundenen Emissionen. Anhand einer Lebenszyklusanalyse hat Google den CO₂-Fußabdruck pro Rechenzentrumsgerät ermittelt. Dieser Fußabdruck wird dann über einen Zeitraum von vier Jahren abgeschrieben (dieser Zeitraum wurde gewählt, um unseren Standards für die Finanzbuchhaltung zu entsprechen, obwohl die Lebensdauer unserer Geräte in der Praxis deutlich länger ist), um eine jährliche Emissionsbelastung für jedes Gerät zu ermitteln.

  Die Gesamtzahl der in Google-Rechenzentren befindlichen Maschinen und die Summe der Emissionen aller Geräte werden monatlich aktualisiert, indem die neuen Maschinen hinzugefügt und die nach vier Jahren ausrangierten Maschinen entfernt werden.

• Integrierte Emissionen von Rechenzentren: Diese Emissionsquelle umfasst die Aktivitäten, die zum Gewinnen, Raffinieren und Transportieren von Materialien zu den Standorten für den Bau von Rechenzentren erforderlich sind, sowie die mit dem Bau selbst verbundenen Emissionen, einschließlich der Standortinfrastruktur wie Kühlsysteme und Energiesysteme. Anhand einer Lebenszyklusanalyse hat Google einen Emissionsausstoß für den Bau von Rechenzentren ermittelt, der dann je nach Größe (Datenkapazität) der neuen Rechenzentren vergrößert oder verkleinert wird. Dieser skalierte Fußabdruck wird dann über einen Zeitraum von 20 Jahren abgeschrieben (dieser Zeitraum wurde so gewählt, dass er unseren Standards für die Finanzbuchhaltung entspricht).

  Google fügt monatlich neu verfügbare Gebäudekapazitäten in die laufende Berechnung der gebäudebezogenen Emissionen ein.

• Verbrennung fossiler Brennstoffe vor Ort:Diese Emissionsquelle umfasst den gesamten Kraftstoffverbrauch vor Ort im Rechenzentrum, z. B. für Notstromversorgung, Wasser- und Raumheizung sowie Transport (Flotte). Google erfasst jährlich alle relevanten Daten, summiert den gesamten Kraftstoffverbrauch in seinen Rechenzentren und berechnet den daraus resultierenden CO₂-Fußabdruck im Rahmen seiner jährlichen Emissionsberichterstattung.

  Die Gesamtzahl der Kraftstoffemissionen von Rechenzentren wird jährlich für die Berechnung der Carbon Footprint aktualisiert.

• Arbeitsweg und Geschäftsreisen von Rechenzentrumsmitarbeitern:Diese Emissionsquelle umfasst Geschäftsreisen und den Arbeitsweg von Mitarbeitern, die in Google-Rechenzentren arbeiten. Google erhebt jährlich Reisedaten und Schätzungen der Mobilitätsformen der Mitarbeiter und erstellt in jedem Fall einen weltweiten Gesamtemisssionsausstoß für die Aktivität. Diese weltweite Google-Gesamtzahl wird dann auf die Mitarbeiter in Rechenzentren herunterskaliert, indem der Anteil der Mitarbeiter in Rechenzentren an der Gesamtzahl der Google-Mitarbeiter multipliziert wird, um die Gesamtzahl der Emissionen aus Rechenzentren zu erhalten.

  Die Gesamtzahl der Emissionen aus dem Arbeitsweg und den Reisen der Mitarbeiter von Rechenzentren wird jährlich für die Berechnung der Carbon Footprint aktualisiert.

Technische Details

Stromverbrauch

In diesem Abschnitt wird die Methode von Google für Bottom-Up-Berechnungen des Energieverbrauchs beschrieben.

Zuerst führt jede Maschine Arbeitslasten für einen oder mehrere interne Dienste aus. Google erfasst die internen Dienste, die auf den einzelnen Maschinen verwendet werden, stündlich. Außerdem erfasst Google den Energieverbrauch der einzelnen Maschinen auf Stundenbasis.

Der Energieverbrauch eines Computers setzt sich aus dem Energieverbrauch für die Ausführung von Arbeitslasten (dynamischer Energieverbrauch) und dem Energieverbrauch im Leerlauf (Leerlaufverbrauch) zusammen. Es gibt zwei verschiedene Methoden, um diese Energieverbräuche auf Maschinenebene der internen Dienstebene zuzuordnen:

• Die stündliche dynamische Leistung jeder Maschine wird den internen Diensten zugewiesen, die sie in dieser Stunde unterstützt hat. Wenn eine Arbeitslast ausgeführt wird, ist die CPU-Auslastung der Hauptfaktor für den Energieverbrauch. Google überwacht die CPU-Auslastung in seinen Rechenzentren pro Maschine und internen Dienstarbeitslast. Wenn ein interner Dienst den Computer nutzt, wird der dynamische Energieverbrauch des Computers diesem internen Dienst zugewiesen. Wenn ein Computer mehrere interne Dienste unterstützt, weist Google die dynamische Leistung proportional zur CPU-Auslastung jedes internen Dienstes zu, der auf dem Computer ausgeführt wird.
• Der Energieverbrauch im Ruhemodus wird den internen Google-Diensten basierend auf der Ressourcenzuweisung jedes internen Dienstes im Rechenzentrum zugewiesen. Ein wichtiger Grund für inaktive Maschinen ist der Wunsch, Rechenressourcen (CPU, RAM, HDD, SDD) „in Bereitschaft“ zu haben, um ungewisse, aber potenziell große Arbeitslasten ohne Verzögerung oder Unterbrechung auszuführen. Die Inaktivitätsleistung wird basierend auf der Menge der erworbenen Rechenressourcen verteilt, unabhängig davon, ob der interne Dienst diese Ressourcen nutzt. Diese Zuordnung führt zu einer Zuweisung von Leerlaufstrom pro internem Dienst für jeden Rechenzentrumsstandort.

Die elektrische Grundlast des Rechenzentrums (Stromversorgung, Kühlung, Beleuchtung) wird dann jedem Gerät im Rechenzentrum zugewiesen. Google misst diese Last auf Gebäudeebene und schätzt sie auf Ebene der Gebäudeteile genauer mithilfe validierter Algorithmen im Rahmen des Monitoringsystems für die Energieeffizienz von Google. Die Schätzungen für das Nebengebäude werden den bereitgestellten Maschinen des Sektors im selben Verhältnis wie die abgeschlossenen dynamischen und inaktiven Energiezuweisungen zugewiesen.

Als Nächstes wird die für die Softwareschicht der freigegebenen Infrastrukturdienste erforderliche Leistung basierend auf der Nutzung dieser Infrastrukturdienste durch interne Dienste höherer Ebene zugewiesen. Die Overhead-Last für freigegebene Infrastrukturdienste ist in den Zuweisungen enthalten. Diese Zuweisungen bleiben auf der Ebene des internen Dienstes (nicht des Computers).

Für interne Dienste, für die nicht genügend Nutzungsdaten vorhanden sind, verwendet Google Kosten, die zwischen den internen Diensten in Rechnung gestellt werden, um den Energieverbrauch der gemeinsamen Infrastruktur neu zu verteilen. Artifact Registry verwendet beispielsweise Cloud Storage. Der Anteil der Energienutzung von Cloud Storage, der auf Artifact Registry umverteilt wird, entspricht also den Kosten für die Nutzung des Cloud Storage-Dienstes durch Artifact Registry geteilt durch die Gesamtkosten von Cloud Storage. Einige interne Dienste sind umsatzneutral. Wenn ein interner Dienst umsatzneutral oder umsatzpositiv ist, wird der gesamte Energieverbrauch auf die anderen internen Dienste umverteilt, die ihn nutzen.

Treibhausgasemissionen

In diesem Abschnitt wird die Berechnung von Electricity Maps beschrieben.

Die CO₂-Emissionsfaktoren für das Stromnetz basieren auf Daten zur Stromerzeugung von Regelzonenbetreibern. Diese Daten liefern den intraday-Energiemix, also die relative Stromerzeugung der verschiedenen Kraftwerke im Netz. In Electricity Maps werden dann der Echtzeit-Import und -Export von Strom zwischen miteinander verbundenen Netzen hinzugefügt.

Schließlich werden in Electricity Maps die Emissionsfaktoren für die Stromerzeugung des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) (2014) für jede Stromquelle (z.B. Kohle, Erdgas, Wasserkraft usw.) verwendet, um für jedes Stromnetz einen volumengewichteten stündlichen Kohlenstoffintensitätsfaktor (Emissionen pro erzeugter Megawattstunde) zu erstellen. Die Faktoren für die Kohlenstoffintensität von Electricity Maps finden Sie hier.

Beachten Sie, dass Electricity Maps keine Daten für alle Google Cloud-Standorte bereitstellt. Insbesondere in Asien gibt es Lücken. Wenn solche Daten nicht verfügbar sind, verwendet Google länderspezifische durchschnittliche jährliche Kohlenstoffintensitätsfaktoren, die von der Internationalen Energieagentur veröffentlicht werden.

Google ordnet jedem seiner Cloud-Standorte die relevanten Faktoren für die Kohlenstoffintensität der Emissionen zu. Anschließend multiplizieren wir den stündlichen Energieverbrauch für jeden internen Dienst an jedem Standort mit dem entsprechenden Faktor für die Kohlenstoffemissionsintensität an diesem Standort, um den standortbasierten CO₂-Fußabdruck des internen Dienstes pro Stunde und Standort zu ermitteln. Der Fußabdruck jedes internen Dienstes wird alle 24 Stunden summiert, um einen täglichen Fußabdruck für diesen internen Dienst an jedem Standort zu erstellen. Diese standortbasierten Fußabdrücke werden täglich zu einem internen Dienst-Fußabdruck pro Google Cloud-Region und zu einer weltweiten Gesamtzahl zusammengefasst.

Zuweisung zu Artikelnummern und Kunden

Die standortbezogenen Emissionen jedes internen Dienstes werden den für den Kauf verfügbaren Google Cloud-Produkteinheiten (SKUs) zugewiesen. Die standortbezogenen Fußabdrücke der SKUs werden dann für Kundenberichte zum Google Cloud-Produkt zusammengefasst.

Jedes Google Cloud-Produkt umfasst eine oder mehrere kundenorientierte Einheiten, die zum Kauf verfügbar sind und durch eindeutige SKUs gekennzeichnet sind (siehe Alle Google Cloud-SKUs). Cloud Storage ist beispielsweise ein Dienst. „Standard Storage Finland“, „Nearline Storage Finland“, „Coldline Storage Finland“ und „Archive Storage Finland“ sind SKUs, die verschiedene Speicherklassen des Cloud Storage-Dienstes in Finnland darstellen (weitere Informationen zu den Cloud Storage-SKUs).

Google Cloud verwendet „Gekaufte Artikelnummern“ als primäres Mittel, um den gesamten standortbasierten CO₂-Fußabdruck jedes Google Cloud-Produkts auf Google Cloud-Kunden zu verteilen. Die meisten Google Cloud-SKUs sind volumenbasiert. Einige Speicher-SKUs werden beispielsweise pro Terabyte berechnet und gekauft. Die Stückzahl, die ein Kunde von einem bestimmten Produkt kauft (die sogenannte „SKU-Nutzung“), ist ein wichtiger Faktor für die Verpflichtungen und die Auslastung von Rechenzentren.