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Letzte Änderung: 03.06.2011
Der Markt für stationäre und tragbare Computer ist in beständigem Wachstum begriffen. So erwartete der Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e.V. (BITKOM) ein Umsatzwachstum für den PC-Markt um 4,4 Prozent im Jahr 2010. „Der BITKOM schätzt, dass 2010 rund 450.000 Tablet-PCs in Deutschland verkauft werden. Bei den stationären PCs entwicklen sich so genannte All-in-One-Geräte, bei denen der Monitor in das Gehäuse integriert ist, zu einem wichtigen Marktsegment.“ [BITKOM 2010].
Mit der Produktion und dem Inverkehrbringen einer solchen Menge PC ist eine nicht unerhebliche Belastung der Umwelt verbunden. So ist allein der Energiebedarf von IT-Komponenten im laufenden Betrieb nennenswert und beträgt nach Schätzungen in Deutschland 3 Prozent des landesweiten Gesamtstromverbrauchs [Hiebel et al., 2007]. Daneben sind vielfältige ökotoxikologische Auswirkungen der bei der Produktion eingesetzten Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffe und der daraus resultierenden Emissionen zu nennen. Folglich vergrößert sich durch die immer intensivere Nutzung der Informations- und Kommunikationstechnik (IuK-Technik) deren „ökologischer” Fußabdruck stetig [Greenpeace, 2007].
Auch die beständig 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. Oft findet eine Wiederverwertung von Altgeräten in weniger entwickelten Ländern mit niedrigen Umweltstandards unter gesundheits- und umweltschädlichen Bedingungen statt [Greenpeace, 2005]. Dieser Problematik kann mit den Konzepten des Design for EnvironmentZiel des Design for Environment ist es, ein Produkt bereits bei der Planung und Konzeption auf niedrigen Energieverbrauch und gute Recyclingeigenschaften hin zu optimieren. und der Dematerialisierung begegnet werden. Bei diesem Ansatz steht nicht ein materielles Produkt, z. B. ein bestimmter Computer, sondern die Funktion oder zu erfüllende Aufgabe im Vordergrund. Im Fall der IuK-Technik bedeutet dies, alternative Systeme und Infrastrukturen in Erwägung zu ziehen, die in der Lage sind, bei deutlich verringerten Umweltauswirkungen die gleichen Funktionen in der gleichen Qualität zu erfüllen (Nutzenäquivalenz).
Vor diesem Hintergrund können sogenannte Thin Clients (frei übersetzt „dünner Klient”) in Verbindung mit Terminalservern eine Alternative zu herkömmlichen PC darstellen. Das grundsätzliche Funktionsprinzip ist den Großrechner-Umgebungen der 1950er und 1960er Jahre verwandt. Der Computer am Arbeitsplatz diente ausschließlich der Übertragung der Benutzereingaben zum Server und der Darstellung der textbasierten Rückgabe am Arbeitsplatz. Die eigentliche Datenverarbeitung und –speicherung geschah zentral am Großrechner (Abb. 1).
Abbildung 1: Zentralisiertes Betriebsmodell bestehend aus
Großrechner und Terminals
Thin Clients und Terminalserver stellen eine moderne Variante dieses Betriebsmodells dar. Die Clients sind deutlich kleiner als PC-Systeme und beinhalten in der Regel keine beweglichen Teile wie Festplatten oder Lüfter. Über das Netzwerk werden wie beim historischen Vorbild wiederum nicht die eigentlichen Anwendungsdaten (z. B. Dokumente, Grafiken, Datenbanken), sondern nur Benutzereingaben und Video- sowie Audioausgaben zwischen Thin Client und Terminalserver ausgetauscht. Die Datenverarbeitung und Rechenleistung wird zentral auf dem Server erbracht (Abb. 2). Dabei bieten die Thin Clients den Anwendern die gewohnte grafische Benutzeroberfläche verbunden mit einem wartungsfreundlichen zentralen Serverkonzept. Dies setzt voraus, dass die Thin Clients dauerhaft über eine Netzwerkverbindung zum Terminal Server verfügen. Im Sinne der Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit sollten mehrere Terminal Server zum Einsatz kommen (Weitere Informationsquellen zur nötigen Infrastruktur im Rechenzentrum in [UMSICHT, 2008], S. 9ff. und 25ff.).
Abbildung 2: Terminal Server führen Programme aus und
übermitteln
die Bildschirmausgabe an
Thin Clients und Desktop Computer
Auch wenn Thin Clients vom Terminalserver weitestgehend funktional abhängig sind, stellen sie selbst unter anteiliger Berücksichtigung der Anschaffungs- und Betriebskosten der Terminalserver eine wirtschaftliche Alternative zu herkömmlichen Computern dar [Knermann, 2008]. Auch unter ökologischen Gesichtspunkten bieten die Thin Clients wesentliche Vorteile.
Vor diesem Hintergrund sollte vor der Beschaffung neuer Computer entsprechend geprüft werden, ob alternativ Thin Clients für den gewünschten Einsatzzweck in Frage kommen. Bei deren Beschaffung sollten Umweltaspekte unbedingt beachtet werden. Dabei spielt insbesondere der Stromverbrauch während der Betriebsphase eine wesentliche Rolle. Die nachstehenden Ausführungen beziehen sich auf die Systemeinheit, den eigentlichen Thin Client, der am Arbeitsplatz eingesetzt wird. In der Regel sind neben der Systemeinheit selbst nur Netzkabel und ggf. externes Netzteil im Lieferumfang enthalten. Falls doch Tastatur, Anzeigeeinheiten/Bildschirme und andere Peripheriegeräte mit der Systemeinheit beschafft werden sollten, sind diese separat zu betrachten. Weiterhin sind Material- und Energieeffizienz auf Seiten der Terminalserver zu berücksichtigen.
Die Umweltauswirkungen der IuK-Technik resultieren zu einem nicht unerheblichen Teil aus der Material- und Energieintensität der Rohstoffgewinnung, Produktion und Logistik. Hinzu kommen immer kürzere Innovationszyklen der angebotenen Produktpalette und somit eine ebenso kürzere Nutzungsdauer der Geräte. Im Hinblick auf die Umweltaspekte ist jedoch ein möglichst langer und effektiver Nutzungszeitraum anzustreben. Dieses Ansinnen unterstützt der Einsatz von Thin Clients, da die Geräte weitestgehend unabhängig vom Leistungsbedarf der Betriebssysteme und Anwendungsprogramme sind [UMSICHT, 2008].
Eine Aufrüstung von Komponenten wie Prozessoren, Arbeitsspeicher und Festplattenkapazität wird im Bedarfsfall nur auf Seiten des Terminalservers erforderlich. Da ein Terminalserver aber zahlreiche Thin Clients bedienen und somit besser ausgelastet werden kann, ist dies ressourcen- und energieeffizienter als Betrieb und Aufrüstung vieler einzelner Arbeitsplatz-PC. Die Möglichkeit zur Aufrüstung des Thin Clients selbst ist entsprechend von untergeordneter Bedeutung und kann sich darauf beschränken, im Bedarfsfall, z. B. bei Defekt, den lokalen Arbeitsspeicher, die Speicherkarte mit dem lokalen Betriebssystem oder das Netzteil des Clients wechseln zu können. Da Thin Clients in der Regel auf bewegliche Teile wie Festplatten und Lüfter verzichten, kann die Systemeinheit darüber hinaus als weniger wartungsintensiv betrachtet werden (Abb 3.).
Abbildung 3: Ein Thin Client (links) ist kleiner und verfügt über
weniger Bauteile als ein PC (rechts).
Ein Thin Client verbraucht zudem wesentlich weniger Strom als ein stationärer Computer, was insbesondere für ältere PC gilt, deren Netzteile weniger effizient arbeiten als die aktueller Geräte [UMSICHT, 2006]. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, einen PC als Terminalserver-Client weiterzunutzen. In diesem Fall reduziert sich der Stromverbrauch in der Nutzungsphase, der sich in den laufenden Kosten des Anwenders niederschlägt, indes kaum. Unter der Voraussetzung, dass die Altgeräte ordnungsgemäß einer stofflichen Wiederverwertung zugeführt werden, kann die Beschaffung von Thin Clients unter Umweltgesichtspunkten entsprechend günstiger sein, als die Aufrüstung vorhandener PC oder deren Einsatz als Terminalserver-Client.
Die Systemeinheit sollte über einen leicht erkennbaren und zugänglichen Ausschalter verfügen, nach dessen Betätigung zumindest der Schein-Aus-Zustand erreicht wird. Sofern der Systemeinheit ein externes Netzteil zur Stromversorgung dient, sollte dieses der Leitlinie der EU-Kommission „Code of Conduct on Efficiency of External Power Supplies – Version 3Code of Conduct on Energy Efficiency of External Power Supplies Version 3 vom 28.11.2007, gültig ab 01.01.2009” entsprechen und möglichst auch die für die Geräte vorgegebenen Materialanforderungen erfüllen.
Für verwendete Batterien bei externer Stromversorgung gilt die EU-Batterierichtlinie [2006/66/EG, 2006]. Demnach dürfen Batterien und Akkumulatoren nicht mehr als 0,0005 Gew.-% Quecksilber und 0,002 Gew.-% Cadmium enthalten, unabhängig davon, ob sie in Geräte eingebaut sind oder nicht. Es muss sichergestellt werden, dass Batterien und Akkumulatoren problemlos aus Geräten entfernt bzw. ausgetauscht werden können. Es müssen Anweisungen beigefügt sein, wie die Batterien und Akkumulatoren sicher entnommen werden können, und die die Verbraucher über den Typ der eingebauten Batterien und Akkumulatoren informieren.
In Büros, in denen konzentriert gearbeitet werden muss, werden das „Klappern” der Eingabetastatur und die von der Systemeinheit ausgehenden Geräusche leicht als störend empfunden – ganz besonders dann, wenn sich mehrere Computer-Arbeitsplätze in einem Raum befinden. In der Hauptsache werden die PC-Geräusche durch die Lüfter zur Kühlung des Prozessors, der Grafikkarte und des Netzteiles sowie durch Festplatten- und optische Laufwerke verursacht.
Da weitestgehend alle am Markt verfügbaren Thin Client-Modelle ohne aktive Komponenten im Sinne mechanisch beweglicher Teile, wie Festplatten und Lüfter, auskommen, tragen sie kaum zur Geräuschkulisse bei.
Verfügt ein Thin Client-Modell in begründeten Ausnahmefällen doch über aktive Komponenten, sollten aus Gründen der Arbeitsergonomie auch Anforderungen hinsichtlich der Geräuschemissionen gestellt werden.
Computer bestehen aus einer Vielzahl von Einzelkomponenten und hunderten verschiedenen Stoffen. Es handelt sich u. a. um Eisen- und Buntmetalle, Aluminium und Edelmetalle, Kunststoffe, Halbleitermaterialien und Baugruppen mit einer Materialmischung wie bestückte Leiterplatten, Flüssigkristallanzeigen, Kondensatoren, Batterien und Kabel. Gemäß EU-Verordnung 2002/95/EC ist der Einsatz von Schwermetallen, PBDE und PBB verboten [RohSG, 2003]. Diese EU-Verordnung wurde mit dem Gesetz über das Inverkehrbringen, die Rücknahme und die umweltverträgliche Entsorgung von Elektro- und Elektronikgeräten (Elektro- und Elektronikgerätegesetz – ElektroG) in deutsches Recht umgesetzt [ElektroG, 2005]. Demnach sind „Elektro- und Elektronikgeräte sind möglichst so zu gestalten, dass die Demontage und die Verwertung, insbesondere die Wiederverwendung und die stoffliche Verwertung von Altgeräten, ihren Bauteilen und Werkstoffen, berücksichtigt und erleichtert werden” [ElektroG, 2005]. Für Geräte gelten bezogen auf homogenen Werkstoff Grenzwerte von 0,1 Gew.-% Blei, Quecksilber, Chrom VI, Polybromiertes Biphenyl (PBB) oder Polybromiertem Diphenylether (PBDE) und 0,01 Gew.-% Cadmium [ElektroG, 2005].
Für eine umweltschonende Entsorgung der Geräte nach der Nutzung und die Chance, möglichst viele verschiedene Teile wiederzuverwerten oder sogar nochmals zu verwenden, müssen die einzelnen Bauteile leicht trennbar sein.
Metallisierungen von Kunststoffteilen belasten die Umwelt bei Herstellung und meist auch beim Recycling zusätzlich. Sie sollten weitgehend unterbleiben, keinesfalls jedoch galvanisch erzeugt werden.
Um die fachgerechte Entsorgung nach der Nutzungsphase sicherzustellen, sollten Hersteller oder Vertreiber (oder ein beauftragtes Unternehmen) das gebrauchte Gerät zurücknehmen und die sachgerechte Entsorgung garantieren. Bei der Entsorgung von Altgeräten sind grundsätzlich die Vorgaben des Kreislaufwirtschaft- und Abfallgesetztes (KrW-/AbfGDie Entsorgung von Abfällen ist grundsätzlich im Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW/AbfG) geregelt. Demnach liegt die höchste Priorität in der Vermeidung von Abfällen vor der Verwertung und umweltgerechten Beseitigung, was dem Gedanken der Mehrfachnutzung entspricht (siehe auch Abschnitt Beschaffungsvarianten). Das KrW-/AbfG regelt ebenfalls die Entsorgungspflichten; demnach sind Besitzer von Abfällen grundsätzlich verpflichtet, diese zur Entsorgung verpflichteten bzw. berechtigten juristischen Personen zu überlassen [KrW-/AbfG, 1994]. Die Entsorgung von Elektrogeräten ist speziell im Elektronik- und Elektrogesetz geregelt [ElektroG, 2005]. ) zu beachten. IuK-Geräte sind gemäß ElektroG so zu behandeln, dass der Anteil der Verwertung mindestens 75 % des durchschnittlichen Gewichts des Gerätes beträgt und der Anteil der Wiederverwertung und der stofflichen Verwertung bei Bauteilen, Werkstoffen und Stoffen mindestens 65 % des durchschnittlichen Gewichts je Gerät beträgt [ElekroG-2007].
Die ergonomischen Eigenschaften von Tastaturen für Thin Clients sollten ebenso wie bei Arbeitsplatzcomputern nach dem Standard EN ISO 9241-4Ergonomische Anforderungen für Bürotätigkeiten mit Bildschirmgeräten : Teil 1: Allgemeine Einführung (ISO 9241-1:1997) (enthält Änderung AMD 1:2001): DIN EN ISO 9241-1 Normnr. DIN EN ISO 9241-1 geprüft sein und die dort geforderten Parameter einhalten. Diese international geltende Norm regelt alle ergonomischen Anforderungen zur Benutzung von Bildschirmgeräten bei Bürotätigkeiten einschließlich ähnlicher Aufgaben in Kontrollräumen, Medizin, Wissenschaft, Telekommunikation und öffentlichen Einrichtungen sowie entsprechenden Prüfverfahren und Usability-Kriterien [EN ISO 9241-4, 1997].
Der gängigste Weg der Beschaffung ist der Neukauf. Der Vorteil dieses Weges ist, dass aus der jeweils aktuellen Produktpalette gewählt werden und neueste, auch umweltrelevante Technik berücksichtigt werden kann. Als Alternative zum Kauf setzen einige Unternehmen auch auf die Beschaffung per LeasingDas Leasen oder Mieten von Computern ermöglicht eine bedarfsgerechte Versorgung mit Geräten. Benötigt ein Nutzer neue, leistungsfähigere Geräte, können die älteren funktionstüchtigen Geräte an andere Nutzer mit entsprechend passenden Ansprüchen weitergegeben werden. Die Lebensdauer der Computer kann dadurch verlängert werden. Eine weitere Möglichkeit zur Verlängerung der Lebensdauer von IuK-Geräten ist die Nutzungskaskade. Damit wird die Möglichkeit charakterisiert, gebrauchte Computer unmittelbar weiterzugeben innerbetrieblich an andere Abteilungen oder auch überbetrieblich, indem die Geräte verkauft oder an Bildungseinrichtungen o. ä. weitergegeben werden. .
Dennoch ist es sinnvoll, vor jedem Neukauf weitere Varianten der Beschaffung zu berücksichtigen und damit den Nutzungszyklus vorhandener oder anderer Geräte zu verlängern. So ist es z. B. möglich durch Einbau von Steckkarten oder verschiedene Softwarelösungen ältere PC zu Thin Clients umzufunktionieren. Hierbei ist allerdings zu berücksichtigen, dass der Stromverbrauch des PC sich nicht signifikant verringern wird, da aktive Komponenten, wie Netzteil- und Prozessorlüfter, im Gerät verbleiben und ein entsprechend dimensioniertes PC-Netzteil auch im Leerlauf wesentlich mehr Leistung aufnimmt als ein Thin Client.
Häufig ist es möglich, eine gewünschte Leistungssteigerung durch Aufrüstung vorhandener Geräte zu erreichen. Wird bei Neuanschaffungen auf die Möglichkeit der Aufrüstbarkeit geachtet, kann dieses Potenzial später bewusst ausgeschöpft werden. Dieses Ansinnen unterstützen Thin Clients, da sie weitestgehend unabhängig vom Leistungsbedarf der Betriebssysteme und Anwendungsprogramme sind. Eine Aufrüstung von Komponenten wie Prozessoren, Arbeitsspeicher und Festplattenkapazität wird im Bedarfsfall nur auf Seiten des Terminalservers erforderlich.
Auf Seiten des Clients ist lediglich darauf zu achten, dass einzelne Elemente, die ausfallen könnten – wie der lokale Arbeitsspeicher, die Speicherkarte mit dem lokalen Betriebssystem oder das Netzteil des Clients – ausgetauscht werden können. Wichtig ist zudem, dass die Geräte seitens des Herstellers mit neuen Versionen des Thin Client-Betriebssystems bzw. der Firmware versorgt werden, denn das Betriebssystem des Thin Clients enthält auch die Client-Software, die die Verbindung zu Terminalservern herstellt. Ändert sich die eingesetzte Terminalserver-Software, muss gegebenenfalls ein entsprechend neues Client-Programm auf den Thin Client aufgebracht werden, um weiterhin alle Funktionen des Terminalservers nutzen zu können.
Unter Umständen lohnt es sich, auf Gebrauchtgeräte zurückzugreifen, die in der Anschaffung günstiger sind und deren Lebensdauer damit verlängert wird. Es gibt eine Reihe von Unternehmen und Vereinen, die solche Geräte anbieten.
Entsprechende Angebote erstrecken sich zurzeit allerdings hauptsächlich auf PC sowie Notebooks und finden auf Thin Clients noch keine Anwendung.
Auch manche Hersteller von Markengeräten vermitteln auf Nachfrage gebrauchte bzw. instandgesetzte Geräte, was allerdings bislang hauptsächlich in Projekten von Schulen und anderen Bildungsträgern genutzt wurde.
Die Rücknahme gebrauchter IuK-Geräte ist im Elektro- und Elektronikgerätegesetz (ElektroG) geregelt. Demnach sind Besitzer von Altgeräten grundsätzlich zur von unsortiertem Siedlungsabfall getrennten Rückgabe verpflichtet. Die entsprechenden öffentlich-rechtlichen Entsorgungsträger sind zur Information privater Haushalte und zur Rücknahme der Geräte in entsprechenden Sammelstellen verpflichtet. Gewerblich genutzte Geräte müssen ebenfalls einer geordneten Entsorgung zugeführt werden. Die Rücknahme gebrauchter Geräte kann durch öffentlich-rechtliche Entsorgungsträger, Vertreiber oder Hersteller erfolgen [ElektroG, 2005]. Bei Anlieferung von mehr als 20 Geräten sollen Anlieferungsort- und Zeit mit dem Entsorgungsträger abgestimmt werden.
Gewerblich genutzte Geräte – also b2b-Geräte – dürfen nicht bei Sammelstellen öffentlich-rechtlicher Entsorgungsträger abgegeben werden, sondern müssen von den Herstellern kostenfrei beim Nutzer abgeholt werden. Hersteller reiner b2b-Geräte sind also nicht zur Abholung bei Sammelstellen öffentlich-rechtlicher Entsorgungsträger verpflichtet [EAR-2007]. Bei diesen Geräten richtet sich die Verantwortung für die Entsorgung ferner nach dem Datum des Inverkehrbringens der Geräte. Für Geräte, die vor dem 24.03.2006 in Verkehr gebracht wurden, liegt die Pflicht zur Entsorgung beim Besitzer. Für Geräte, die ab dem 24.03.2006 in Verkehr gebracht wurden, muss der Hersteller eine zumutbare Möglichkeit der Rücknahme schaffen [VZHH-2006; BMU-2008].
Blauer Engel, RAL-UZ 78aDas Umweltzeichen Blauer Engel RAL-UZ 78a („Arbeitsplatzcomputer”) gilt für Desktop Computer, Integrierte Desktop Computer, Workstations und Thin Clients.
Die Kriterien werden vom Umweltbundesamt in Kooperation mit Herstellern, Prüfinstituten, weiteren Fachleuten und Verbrauchervertretern erarbeitet. Die unabhängige Jury Umweltzeichen prüft und beschließt die Vergabegrundlagen. Die Vergabe erfolgt durch die RAL gGmbH im Auftrag des Umweltbundesamtes.
EnergyStarDie meisten heutigen Geräte tragen den Energy Star. Die aktuellen Kriterien für Thin Client sind auf der Website zum Energy Star veröffentlicht. Die neuen Anforderungen gelten seit Juli 2009.
Im Schein-Aus („Off-Mode”) maximal 2 Watt, im „Sleep-Mode” 2 Watt und im „Idle State” (Betriebssystem und Software sind geladen, das System startet auf ein entsprechendes Signal hin) zwei verschiedene Werte für die nach Leistungsfähigkeit gestaffelten Kategorien.
Der Energy Star wurde von der US-amerikanischen Umweltschutzbehörde EPA (Environmental Protection Agency) für stromsparende Bürogeräte entwickelt. Der Energy Star bedarf keiner externen Überprüfung. Jeder Hersteller, der meint, dass er die geforderten Grenzwerte einhält, darf das Symbol verwenden. Es ist lediglich eine Mitteilung an die EPA erforderlich. Produkte mit dem Energy-Star werden stichprobenartig von EPA kontrolliert.
Für Ausschreibungen können die Kriterien des Blauen Engels RAL-UZ 78a und des Energy Star genutzt werden.
Quelle: UMSICHT Februar 2009; Überarbeitung Umweltbundesamt Mai 2011