Gerhard Mack, CTO, Vodafone Deutschland
Worum gehts?
5G spart Strom. Und das gewaltig. Die neuste Mobilfunk-Generation überträgt die gleiche Datenmenge mit fast 80% weniger Energie als sein Vorgänger 4G. Und sogar mit 98% weniger als das alte 3G. Damit spart der Wechsel auf 5G im Verhältnis mehr Energie als die Umstellung von der Glühbirne zur Energiesparlampe. Denn die kommt auf maximal 80% Energie-Ersparnis. Mit dem Start der neuen Mobilfunk-Generation wächst die Sorge vor explodierendem Strombedarf. Erste Stimmen sagen, 5G brauche drei Mal mehr Energie als LTE. Fakt oder Vorurteil: Was ist dran am Mythos ‚Stromfresser 5G‘?
Unser Datenhunger wächst. Das Smartphone? Fester Bestandteil in unserem Alltag. Smartwatches und Fitnesstracker? Werden immer beliebter. Filme und Serien? Werden auch unterwegs mit dem Smartphone geguckt. Fast 2 Milliarden Gigabyte Daten rauschten 2018 durch die deutschen Mobilfunknetze (Quelle: Bundesnetzagentur). Das sind 13 mal mehr Daten als noch 2012. Lassen Sie mich ehrlich sein: Das sind Zahlen, die mich als Technik-Chef von Vodafone, aber vor allem auch als Technik-Fan begeistern. Allein durch unser Mobilfunknetz rauschen heute täglich 2,6 Millionen Gigabyte Daten. Und das ist erst der Anfang: Der Ericsson Mobility Report prognostiziert, dass sich das Datenvolumen weltweit von 2018 bis 2024 verfünffacht. In Deutschland würden die Mobilfunknetze dann mehr 10 Milliarden Gigabyte Daten im Jahr übertragen. „Ein großes Ziel von mir und meiner Mannschaft: Unseren Datenhunger stillen ohne dafür mehr Strom zu verbrauchen.”
Unser Ziel, unsere Herausforderung
Beeindruckende Zahlen, die für uns als Digitalisierungskonzern zu einer großen Herausforderung werden. Ein großes Ziel von mir und meiner Technik-Mannschaft: Unseren wachsenden Datenhunger stillen ohne dafür auch den Stromverbrauch in ansatzweise ähnlichem Umfang ansteigen zu lassen. Ein kleiner Vergleich: Zur Einordnung: Unser Netz braucht weniger Strom, als ein Prozent aller Haushalte in Deutschland zusammen verbrauchen. Mit der Energie, mit der wir 99,7 Prozent der Bevölkerung ein Jahr lang mit Mobilfunk versorgen, könnten im selben Zeitraum nicht mal 0,01 Prozent der Bevölkerung ein Elektroauto nutzen.
Der Löwenanteil der Energie, die wir für den Betrieb eines Mobilfunknetzes brauchen, kommt direkt an den Mobilfunk-Stationen zum Einsatz. Davon betreiben wir in Deutschland fast 25.000. Gerade einmal etwas mehr als 10 Prozent von der Energie, die unser Netz benötigt, brauchen unsere Rechenzentren, die die Daten speichern und verarbeiten. Deshalb ist es besonders wichtig direkt bei der Übertragungstechnik – also an den Mobilfunk-Stationen – intelligente Wege einzuschlagen, um den immer größeren Datenmassen, die wir alle jeden Tag fürs Streamen, Netzwerken und Durchstöbern von sozialen Netzwerken erzeugen, so stromsparend wie möglich gerecht zu werden. Die einzig logische Konsequenz: 5G. „Mit der Energie, mit der wir 99,7 Prozent der Bevölkerung ein Jahr lang mit Mobilfunk versorgen, könnten im selben Zeitraum nichtmal 0,01 Prozent der Bevölkerung ein Elektroauto nutzen.”
Das Beispiel mit dem Bus
Studien sagen, 5G braucht drei Mal mehr Strom als LTE. Tatsächlich ist der Stromverbrauch einer 5G-Station höher als der einer LTE-Station. Aber: Eine 5G-Station transportiert dafür auch deutlich größere Datenmengen als eine LTE-Station. Haben Sie zuletzt auch überlegt öfter mal auf den Bus oder andere öffentliche Verkehrsmittel umzusteigen, um unsere Umwelt zu schonen? Vermutlich geht es vielen so. Dabei verbraucht ein Bus zweifelsfrei mehr Treibstoff als das eigene Auto. Klar ist aber auch: Wenn sich zahlreiche weitere Menschen ebenfalls entscheiden, statt mit dem Auto mit dem Bus zu fahren, reduziert das den Treibstoffverbrauch in der Summe enorm – und schont die Umwelt. Ganz ähnlich funktioniert es im Mobilfunk. 5G ist der Bus, der zwar mehr Energie braucht als das einzelne LTE-Auto. Der 5G-Bus transportiert aber viel mehr Daten. Kurzum: Um in Zukunft die gleiche Datenmenge zu transportieren, wie es eine 5G-Station kann, bräuchte es mehrere LTE-Stationen. Die dann wieder für die gleiche Datenmenge in Summe mehr Strom bräuchten, als eine 5G-Station.
Eine kleine Hochrechnung
In Zahlen lässt sich das ziemlich einfach herunterbrechen: 5G braucht für die Übertragung von einem Gigabyte Daten – damit können wir rund eine Stunde lang unsere Lieblingsserie bei Netflix streamen – etwa eine Wattstunde Energie (Wh). LTE braucht dafür ca. 3,5 Wattstunden Energie und 3G sogar 40 Wattstunden Energie. Eine herkömmliche Glühbirne (60 Watt) leuchtet mit einer Wattstunde Energie übrigens etwa zwei Minuten.
Was wir mit einem Kilowatt Strom alles machen können © Vodafone
Alltagsbeispiele, die wir alle kennen
Was bedeutet das im Alltag? Nehmen wir den Wert von einer Kilowattstunde Strom als Basis. Mit dieser Menge Energie können Sie mit 5G drei Wochen am Stück im 5G-Netz surfen. Mit dem Vorgänger LTE kommen Sie immerhin auf etwas mehr als 8 Tage. Bei 3G reicht es gerade mal noch für einen Tag mobiles Surfen. Die selbe Menge Strom brauchen Sie übrigens um eine Maschine Wäsche zu waschen, um 15 Hemden zu bügeln, um 70 Tassen Kaffee zu kochen oder um vier Tage lang ein Zimmer zu beleuchten – mit einer Energiesparlampe. Und die verbraucht bis zu 80 Prozent weniger Strom als eine herkömmliche Glühbirne. 5G ist also wie eine Energiesparlampe, nur effektiver.
Ein Blick in die Zukunft
Blicken wir in die Zukunft. Ins Jahr 2024. Bis dahin werden wir übrigens unseren gesamten Strom bei Vodafone längst auf Grün gestellt haben. Nehmen wir an, dass sich das jährliche Mobilfunk-Datenvolumen auch in Deutschland verfünffacht – auf dann mehr als 10 Milliarden Gigabyte Daten. Eine unvorstellbare Größenordnung. 5G-Antennen könnten diese Datenmassen mit dem Einsatz von etwa 10 Millionen Kilowattstunden (kWh) Energie transportieren. Würden wir auf 5G verzichten und ausschließlich das LTE-Netz weiter ausbauen, bräuchten wir deutlich mehr LTE-Antennen und etwa 35 Millionen kWh Strom für die Datenübertragung. Würden die Datenmassen ausschließlich mit 3G übertragen, bräuchte das sogar rund 400 Millionen Kilowattstunden Strom.
Eine kleine Erklärung
Wie kann das sein? 5G ist intelligenter als seine Vorgänger. In der Technik sprechen wir von Beamforming. Vereinfacht: 5G funkt Nutzer-orientiert. Das Netz und seine Leistungsfähigkeit passen sich an unseren tatsächlichen Bedarf an. Bewegen wir uns mit dem Smartphone in der Nähe einer 5G-Station, bewegt sich das Netz mit uns und stellt, genau dort wo wir uns bewegen, zielgerichtet die höchste Leistung bereit. Das bedeutet auch: Wo sich kein Nutzer bewegt, gehen kaum Netzkapazitäten ungenutzt verloren. Und: Hier wird kaum Strom verbraucht.
LTE hingegen funkt Standort-orientiert. Die Mobilfunk-Technik rund um einen Standort stellt immer gleichbleibend und unabhängig von den Nutzern, die sich hier bewegen, Netzkapazitäten zur Verfügung und überträgt wie verarbeitet permanent Basisinformationen. Auch dann, wenn diese gar nicht gebraucht werden, weil sich über Stunden kein Nutzer im Radius des Standortes aufhält. Es liegt auf der Hand: Dabei gehen Netzkapazitäten verloren.
„Unsere Aufgabe ist es einen Weg zu finden, diese Datenmengen, die wir alle nutzen wollen, so intelligent und energiesparend wie möglich zu übertragen.”
Was ist dran an den Mythen zum Stromfresser 5G?
Was ist also dran an den Mythen rund um den ‚Stromfresser‘ 5G? Als leidenschaftlicher Technik-Fan meine ich: nicht viel. Das Datenvolumen in Deutschland wächst. Weil wir alle immer mehr digitale Services nutzen. Unsere Aufgabe ist es einen Weg zu finden, diese Datenmengen, die wir alle nutzen wollen, so intelligent und energiesparend wie möglich zu übertragen. Oder würden Sie behaupten eine Glühlampe ist umweltfreundlicher als eine Energiesparlampe?
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