Ketenkaart ICT-gebruik kantoortoepassingen

Tebodin Netherlands B.V. Laan van Nieuw Oost-Indië 25 • 2593 BJ Den Haag Postbus 16029 • 2500 BA Den Haag Telefoon 070 348 09 11 • Fax 070 348 06 45 [email protected] • www.tebodin.com

Opdrachtgever: AgentschapNL Project: Ketenkaart ICT-gebruik kantoortoepassingen Contactpersoon AgentschapNL: Frerik van de Pas

Ordernummer: T41242.00 Documentnummer: 3212001 Revisie: E

Auteur: S.H. Clevers Telefoon: +31 70 348 02 17 Telefax: +31 70 348 06 00 E-mail: [email protected] Datum: 28 september 2010

Ketenkaart ICT-gebruik kantoortoepassingen Desktops, laptops & thin clients Desktopprinters & multifunctionals

Indirect

Gebruiksfase Direct

(72%) Totaal Totaal

Transport Productie & assem. Grondst of f en

Productfase

Tebodin Netherlands B.V. Ordernummer: T41242.00 Documentnummer: 3212001 Revisie: E Datum: 28 september 2010 Pagina: 2 van 34

E

28 september 2010

Update eindrapport

S. Clevers

P. Popma

D

24 september 2010

Update eindrapport

S. Clevers

P. Popma

C

3 september 2010

Eindrapport + besparingspotentieel

S. Clevers

P. Popma

B

1 juli 2010

Eindrapport

S. Clevers

P. Popma

A

8 juni 2010

Update conceptrapport voor commentaar

S. Clevers

P. Popma & M. Elderman

0

1 juni 2010

Conceptrapport voor commentaar

S. Clevers

P. Popma & M. Elderman

Omschrijving

Opsteller

Gecontroleerd

Wijz. Datum © Copyright Tebodin

Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt worden door middel van druk, fotokopie of op welke andere wijze ook zonder uitdrukkelijke toestemming van de uitgever.

Ketenkaart ICT-gebruik kantoortoepassingen


Inhoudsopgave

Pagina

Lijst met verklarende woorden

5

1

Introductie

7

1.1 1.2 1.3

Doelstelling ketenkaart ICT kantoortoepassingen ICT-systemen in ketenkaart Verantwoording onderzoek en opbouw rapport

7 7 7

2

Energiegebruik ICT-apparatuur tijdens productiefase

9

2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

Achtergrond Omschrijving productiefase Energiegebruik productiefase Vergelijking desktop, laptop, thin client. Vergelijking printers en multifunctionals

9 9 9 10 11

3

Energiegebruik ICT-apparatuur tijdens gebruiksfase

12

3.1 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.2.1 3.3.2.2 3.3.2.3 3.3.3 3.4

Omschrijving gebruikfase Model gebruikfase Uitgangspunten PC-gebruik Uitgangspunten printergebruik Uitgangspunten overig Deelresultaat uitgangspunten gebruiksfase Vergelijk desktop, laptop thin client Direct ICT-gebruik Servergebruik Basis servergebruik Additioneel servergebruik Serverruimte utilitygebruik Verwarming en koeling Vergelijk printers en multifunctionals

12 12 12 13 13 13 14 14 14 14 15 15 15 16

4


18

4.1 4.2

Overzicht ketenkaart ICT Aandachtpunten

18 19

5

Besparingspotentieel in Nederland

22

5.1 5.2 5.3 5.4

Aantal banen /FTE’s Aantal beeldschermwerkplekken Verdeling laptop desktop Besparingspotentieel

22 23 24 26

6

Conclusies

28

Literatuurlijst

29



Bijlage A: Praktijkgegevens kantoren

30

Bijlage B: Weergave ketenkaart ICT-gebruik kantoortoepassingen

31

Bijlage C: praktijkmetingen kantoorapparatuur en servergebruik

33



Lijst met verklarende woorden Additioneel servergebruik Naast de gebruikelijke servercapaciteit benodigd voor dataopslag en dataverkeer is voor thin client systemen additioneel servercapaciteit nodig. Deze aanvullende capaciteit zorgt er voor dat de werknemers hun gewenste programma’s kunnen gebruiken. COP COP is de afkorting voor Coëfficiënt Of Performance. COP is een maat voor de efficiëntie van een koelinstallatie. De COP is de verhouding tussen de nuttige koelenergie en de toegevoegde aandrijfenergie (meestal elektriciteit). Desktopcomputer (desktop) Een desktopcomputer is een computer die wordt gebruikt op één plek. Binnen het kantoor is dit meestal het bureau van de werknemer. Desktopprinters Een desktopprinter is een tafelmodelprinter voor aansluiting op een computer of netwerk. Veelal gebruikt door 7 tot 8 medewerkers. ICT Informatie- en Communicatietechnologie Multifunctional (MFP) Een multifunctional is een kantoormachine die de functionaliteit van meerdere apparaten (printen / scanner / copier) in een bevat. Veelal gebruikt door 20 tot 30 medewerkers. Laptop Een laptop is een mobiele computer. Doordat de laptop de functie heeft om mobiel te zijn is deze computer compact, draagbaar en energiezuinig Het energiezuinige aspect heeft als voordeel dat de laptopgebruiker lang op de accu kan werken zonder dat de laptop moet worden aangesloten op het vaste net. PUE PUE is een afkorting van Power Usage Effectiviness. De PUE geeft de verhouding weer tussen de het totale energie gebruik (servers + koeling + ventilatie + verlichting + UPS + overig ) van een datacenter/serverruimte en het energiegebruik van de server zelf. Hoe dichter de PUE bij 1 is des te efficiënter zijn de utilities (bijv. koeling van de servers) van een datacenter/serverruimte. Server Een server is een computer die diensten verleent aan bijvoorbeeld desktops, laptops of thin clients. Een voorbeeld van een server is een webserver waarop een website draait toegankelijk via het internet.



Thin client Een thin client is een computer die sterk afhankelijk is van een server om als volwaardige computer te kunnen opereren. De thin client is ‘slechts’ een apparaat dat communiceert tussen de gebruiker en de server. De gewenste programma’s draaien werkelijk op de server en worden via de thin client aan de gebruiker getoond. TFT-scherm Een TFT-scherm is een beeldscherm (monitor). De functie van een TFT-scherm is om softwareprogramma’s te tonen. UPS UPS is een afkorting voor Uninterruptible Power Supply. UPS is een apparaat dat bij uitval van de netspanning de stroomvoorziening van computers en andere apparatuur voor een korte tijd (minuten) kan overnemen. Virtualisatie Met virtualisatie bij servers wordt over het algemeen bedoeld dat meerdere virtuele besturingssystemen tegelijkertijd op één server kunnen draaien. In de praktijk blijkt dat de serverbelasting in een datacenter laag is (<10%). Hiermee wordt dat de servercapaciteit enkele malen hoger is dan de daadwerkelijk benodigde rekenkracht. Door toepassing van virtualisatie kan het aantal fysieke servers worden beperkt; tegelijkertijd betekent dit dat de belasting van de servers toeneemt, zonder in te boeten op de benodigde prestaties.



1

Introductie In opdracht van Agentschap NL heeft Tebodin Netherlands B.V. een “ketenkaart ICT kantoortoepassingen” opgesteld. De ketenkaart die voor u ligt geeft een overzicht van het energiegebruik tijdens de productie en het gebruik van verscheidene ICT-apparatuur in de kantooromgeving. Deze opdracht komt voort uit de samenwerking van AgentschapNL, Ministerie van Economische Zaken en ICT-office, die gezamenlijk binnen het MJA-raamwerk (meerjarenafspraak) duurzaamheid binnen de ICT-sector stimuleren.

1.1

Doelstelling ketenkaart ICT kantoortoepassingen Het doel van de ketenkaart ICT kantoortoepassingen is om het energiegebruik in de gehele keten (productiefase en gebruiksfase) overzichtelijk te presenteren. Zo kunnen bedrijven en overheden aan de hand van deze ketenkaart een beslissing maken om al dan niet voor een energiebesparend concept te kiezen bij het opstellen van hun inkoopselectiecriteria. Naast dit duurzaamheidscritierium kan men denken aan andere criteria als veiligheid, mobiliteit, gebruiksvriendelijkheid en investering die meewegen bij de inkoopkeuze. In deze ketenkaart wordt gekeken naar het (primaire) energiegebruik van ICT-apparaten en de CO2-uitstoot in de productiefase en gebruiksfase.

1.2

ICT-systemen in ketenkaart Deze ketenkaart richt zich specifiek op de volgende producten: 1. Desktop, laptop en thin client, 2. Desktopprinters en multifunctionals. Hierbij is naast het daadwerkelijke gebruik op de werkplek, ook het indirecte energiegebruik, zoals de invloed op verwarming en koeling van het kantoor en de eventuele additionele benodigde servercapaciteit in kaart gebracht. De ketenkaart vergelijkt verschillende ICT-producten met elkaar. Er is gebruik gemaakt van gemiddelde waarden, zoals gebruiksuren, dagelijks opgenomen vermogens en benodigde servercapaciteit. De ketenkaart zal dus richtinggevend (een leidraad) zijn voor een overheid of een bedrijf; om het exacte energiebesparend effect te bepalen is maatwerk vereist. Het verschil tussen de thin client en de dekstop/laptop is dat de thin client geen rekenkracht heeft om zelf programma’s uit te voeren. De thin client toont ‘slechts’ de beelden op het scherm. De rekenkracht van de laptop en desktop is ook noodzakelijk bij thin client systemen. In het thin client systeem is de rekenkracht van de computer van het bureau verplaatst naar een centrale server. Dit betekent dat additionele servercapaciteit nodig is om het thin client systeem te laten functioneren. Verder wordt in dit onderzoek desktopprinters vergeleken met multifunctionals. Het energiegebruik van de multifunctional en de desktopprinter wordt vergelijken op basis van de printercapaciteit. De multifunctional kan in tegenstelling tot de desktopprinter ook scannen en kopieren.

1.3

Verantwoording onderzoek en opbouw rapport In het kader van dit onderzoek heeft Tebodin haar kennis op het gebied van energie & ICT [1-2] gebruikt bij het opstellen van de rekenmodellen. De uitgangspunten zijn verder gebaseerd op gesprekken met Sun Microsystems Nederland B.V. en Dell B.V. Netherlands [3-4]. Om de koppeling te maken met de praktijk heeft BAM Techniek - Energy Systems [5] in het kader van dit onderzoek praktijkgegevens aangedragen van kantoren en kWh-metingen uitgevoerd bij verschillende Ketenkaart ICT-gebruik kantoortoepassingen


ICT-apparaten en servers in één datacenter. Vanuit dit datacenter worden bedrijven met thin client en/of desktops voorzien van de benodigde servercapaciteit. Tot slot zijn literatuurgegevens geraadpleegd ter onderbouwing van het onderzoek. Het Japanse Ecoleaf en het Europese Ecodesign zijn geanalyseerd om het energiegebruik in de productiefase te kwantificeren [6-7]. In hoofdstuk 2 wordt het energiegebruik tijdens de productie in kaart gebracht en worden kantoortoepassingen met elkaar vergeleken. Het energiegebruik tijdens de gebruiksfase wordt in hoofdstuk 3 bepaald. In hoofdstuk 4 wordt de ketenkaart ICT gepresenteerd. Het besparingspotentieel door gebruik van laptops in plaats van desktops wordt in hoofdstuk 5 berekend. De conclusies zijn tot slot in hoofdstuk 6 gepresenteerd.



2

Energiegebruik ICT-apparatuur tijdens productiefase

2.1

Achtergrond De productie van ICT-onderdelen en de assemblage tot volwaardige producten (bijv. laptops en desktops) worden veelal uitbesteed door leveranciers van ICT-producten. Momenteel wordt het overgrote deel van de ICT gerelateerde producten geproduceerd in Azië. Doordat de productie is uitbesteed hebben de leveranciers geen inzicht in het energiegebruik tijdens de productie [1-2]. In dit onderzoek is daarom gebruik gemaakt van het Japanse Ecoleaf [3] en het Europese Ecodesign programma [4]. • Ecoleaf: Binnen het Ecoleaf programma worden verschillende ICT-producten op een gestructureerde en goed vergelijkbare manier gepresenteerd. ICT-producten worden onderzocht op hun energie behoefte tijdens de productiefase en de gebruikfase volgens ISO 14040. beschrijft de principes van een levenscyclusanalyse (LCA). • Ecodesign1: Voor het Ecodesign programma zijn verschillende producten groepen, waaronder ICTproducten, onderzocht op hun energiegebruik tijdens productie en gebruik. In deze studie is gebruik gemaakt van de resultaten uit de studies van de onderstaande productgroepen: o EuP preparatory study, Lot 3 (computers) o EuP preparatory study, Lot 4 (printers)

2.2

Omschrijving productiefase De productiefase kan worden opgedeeld in de volgende stappen: 1. Winning van grondstoffen. 2. Productie en assemblage 3. Distributie Het energiegebruik bij de winning van grondstoffen en de productie en assemblage is bepaald op basis van het aantal kg materiaal (bijv. Silicium (Si) en ijzer (Fe)) in het product. In de analyse van Ecodesign en Ecoleaf wordt voor de distributie het volume van het product in ogenschouw genomen en transport vanuit Azië naar Europa.

2.3

Energiegebruik productiefase Op basis van de gegevens uit Ecodesign en Ecoleaf is het primaire energiegebruik in de productiefase bepaald. In figuur 2.1 zijn de verschillende fasen (grondstofwinning, productie en transport) met elkaar vergeleken. Duidelijk is te zien dat de grondstofwinning het grootste deel van het energiegebruik omvat in de productiefase. De winning van silicium en metalen zijn bepalend voor de hoogte van het energiegebruik in deze fase. Ongeveer 73% van het energiegebruik voor de productiefase is toe te schrijven aan winning van grondstoffen, 17% aan productie en assemblage en 9% aan transport. Figuur 2.1: Vergelijk stappen in productiefase

1

Via de Europese richtlijn Ecodesign 2009/125/EG kan de Europese Commissie nu eisen stellen aan het ecologisch ontwerp van

energiegerelateerde producten. Ketenkaart ICT-gebruik kantoortoepassingen


In tabel 2.1 is het primaire energiegebruik in de productiefase in meer detail gepresenteerd voor een desktop, laptop, thin client, TFT-scherm, server, desktopprinter en multifunctional. Tabel 2.1 laat verder zien dat het specifieke energiegebruik (MJ/kg) toeneemt naar mate het ICT-apparaat lichter wordt. Dit is te verklaren doordat het aandeel ‘energie intensieve’ materialen (bijv. silicium) toeneemt in het totale gewicht. Tabel 2.1 Overzicht van het gemiddelde primair energiegebruik tijdens productiefase.

Grondstoffen

Productie

Transport

[kg]

[MJprim]

[MJprim]

[MJprim]

Totaal

8,8 2,7 0,9

1.667 917 498

272 430 58

368 122 106

[MJprim] 2.307 1.468 662

TFT-scherm Server

6,7 16,0

760 2.870

214 512

107 552

1.081 3.934

161 246

Desktopprinter Multifunctional

21 147

2.150 9.432

412 2.430

205 887

2.767 12.749

131 87

Desktop Laptop Thin Client

[MJprim/kg] 262 552 735

Vergelijking desktop, laptop, thin client. In het onderstaande figuur is voor de desktop, laptop en de thin client het totale energiegebruik in de productiefase weergegeven, gebaseerd op tabel 2.1. Resultaat van de vergelijking is als volgt: • Voor het thin client systeem bestaande uit de thin client, het beeldscherm en server (naar rato: 1/40; in deze studie is aangenomen dat 40 thin clients kunnen draaien op een server.); blijkt dat het beeldscherm de meeste energie behoeft tijdens de productie, ongeveer 60% van het totale thin client systeem. • Energiegebruik per systeem tijdens de productiefase: a. Desktop + TFT-scherm: 3.388 MJprim, b. Laptop: 1.468 MJprim, c. Thin client + TFT-scherm + additioneel servergebruik (na rato): 1.841 MJprim • Het produceren van een laptop vergt substantieel minder energie (ongeveer 60% minder energie) in vergelijking met een desktop inclusief TFT-scherm. 4.000

3.500 Primair energiegebruik [MJprim]

2.4

Gewicht

3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 500 Desktop

Laptop PC

TFT-scherm

Thin Client

Server (naar rato)

Figuur 2.2: Vergelijk primaire energiegebruik tijdens productiefase (winning grondstoffen, productie & assemblage en transport).



2.5

Vergelijking printers en multifunctionals In deze studie is uitgegaan van een multifunctionals en desktopprinter uit de Ecoleaf en Ecodesign programma’s. Hieruit blijkt dat de multifunctionals (MFP) gemiddeld zeven maal meer materiaal (kg) bevatten dan de desktopprinters. Dit resulteert in een hoger energiegebruik voor een MFP tijdens de productiefase. Om een goede vergelijking te maken tussen de twee type printers, is gekozen om de printers met elkaar te vergeleken op basis de printercapaciteit. De gemiddelde printercapaciteit is als volgt [6, 7]: • Desktopprinter 15 pagina’s per minuut. • Multifunctional 60 pagina’s per minuut. Dit betekent dat er 4 desktopprinters nodig zijn om dezelfde printercapaciteit te bereiken als voor een MFP. Dit is in overeenstemming met het gemiddelde gebruik per type printer [8]. • Desktopprinter met 7 tot 8 gebruikers. • Multifunctional met 20 tot 30 gebruikers. Een multifunctional met een printercapaciteit van 60 pagina’s per minuut is dus interessant voor bedrijven met meer dan 30 gebruikers. Het resultaat van het vergelijk is dat het energiegebruik ongeveer gelijk is in de productiefase: • Desktopprinters (4x): 11.070 MJprim • Multifunctional: 12.749 MJprim.



3

Energiegebruik ICT-apparatuur tijdens gebruiksfase

3.1

Omschrijving gebruikfase De gebruikfase wordt opgedeeld in de volgende stappen: 1. Direct ICT-gebruik, 2. Benodigde additionele servercapaciteit, 3. Verwarming / koeling Het directe ICT-gebruik is het gebruik van ICT-apparatuur door de werknemer op de werkplek. Het ICT gerelateerde energiegebruik op de werkplek is bepaald met gemiddelde gebruiksuren en opgenomen vermogens van de desbetreffende ICT-apparatuur. Voor het gebruik van een thin client is het noodzakelijk dat additionele servercapaciteit wordt bijgeplaatst. Deze servercapaciteit is noodzakelijk voor het laten draaien van de gewenste programma’s. De benodigde servercapaciteit is sterk afhankelijk van het type gebruikers. Vaak worden drie type gebruikers gedefinieerd, namelijk licht, medium en zwaar, zie tabel 3.1. Meer servercapaciteit is nodig voor bijvoorbeeld gebruikers met intensieve grafische toepassingen (CAD-gebruikers) of veel rekenkracht (bijv. rekenen met grote datasets in een speadsheetprogramma). In deze studie is aangenomen dat 40 thin clients kunnen draaien op een server Tabel 3.1 Overzicht typische ICT-gebruikers

Type gebruiker

Gebruik

Consolidatiefactor

Lichte gebruiker

één programma tegelijkertijd

60 thin client per server

Medium gebruiker

twee tot drie programma’s tegelijkertijd

40 thin clients per server

Intensieve gebruiker

Intensieve grafische toepassingen of veel rekenkracht

20 thin clients per server

Door elk ICT-apparaat wordt warmte afgegeven op de werkplek. Dit zorgt in de winter dat minder verwarming noodzakelijk is en zorgt in de zomer dat extra koeling vereist is. Door verschil in warmteafgifte van de verschillende ICT-apparaten zal de hoeveelheid benodigde verwarming en koeling verschillen

3.2

Model gebruikfase Om een goede vergelijking te maken zijn de volgende uitgangspunten gebruikt bij het opstellen van het model om het energiegebruik in de gebruiksfase te bepalen. Het deelresultaat van het model is gepresenteerd in tabel 3.2.

3.2.1

Uitgangspunten PC-gebruik

-

Het energiegebruik is afhankelijk van het aantal uren dat het apparaat ‘aan’ staat (actief + stand-by) en het aantal uren dat het apparaat ‘uit’ staat (sleep/uit). In de onderstaande tabel zijn typische uren per week gegeven dat het apparaat ‘aan’ of ‘uit’ staat [6]. Tevens is daarbij het gemiddeld opgenomen vermogen gegeven [3,4 & 6]. Aantal werkdagen: 220 dagen per jaar, 40-urige werkweek en 15% van de werktijd buiten de deur of vergaderen Desktops, laptops en thin clients worden niet gebruikt buiten kantorenuren. Gemiddeld 1 computer per 16 vierkante meter bruto vloeroppervlak, zie bijlage A voor praktijkdata. Een gemiddelde gebruiksduur voor alle computers van 5 jaar is gehanteerd [6, 9].



3.2.2

Uitgangspunten printergebruik -

-

3.2.3

Uitgangspunten overig -

3.2.4

Het energiegebruik is afhankelijk van het aantal uren dat het apparaat ‘aan’ staat (actief + stand-by) en het aantal uren dat het apparaat ‘uit’ staat (sleep/uit). In de onderstaande tabel zijn typische uren per week gegeven dat het apparaat ‘aan’ of ‘uit’ staat [6]. Tevens is daarbij het gemiddeld opgenomen vermogen gegeven [3,4 & 6]. 1 multifunctional heeft dezelfde printercapaciteit als 4 desktopprinter Desktopprinter 15 pagina’s per minuut. Multifunctional 60 pagina’s per minuut. Aantal werkdagen: 220 dagen per jaar. Een gemiddelde gebruiksduur voor alle printers van 5 jaar is gehanteerd [6, 9].

De laptop is als volwaardige computer beschouwd. Een opstelling in een dockingstation + TFT-scherm wordt niet belicht. Voor zowel gebruikers van desktop, laptops en thin client zijn er verschillende mogelijkheden om thuis te werken. Thuiswerken is echter niet meegenomen in ketenkaart ICT-gebruik kantoortoepassingen. Omrekenfactor kWhelectriciteit naar MJpri = 8,57 (op basis van gemiddelde rendement van 42% voor de Nederlandse elektriciteitscentrales). Basis servergebruik: energiegebruik voor dataopslag en dataverkeer is 110 kWh/jaar/PC [2]. Additioneel servergebruik: 40 thin clients per server. Deze server heeft een maximaal vermogen van 400 watt en een gemiddelde opgenomen vermogen per 24 uur van 250 watt [8]. Voor het bepalen van de koude- en warmte vraag is het gebruik gemaakt van het testreferentiejaar. Het testreferentiejaar geeft voor een gemiddeld Nederlands jaar de buitentemperatuur voor 8760 uur. Gemiddelde PUE = 1,8 [2]. In deze studie is aangenomen dat geen aanvullende maatregelen nodig zijn ten aanzien van de netwerkinfrastructuur, zie uitleg met praktijkmetingen bijlage A. CO2 uitstoot per kWh elektriciteit = 0,566 kgCO2/kWh [11] (energiemix). CO2-uitstoot in productiefase = 50 kgCO2/GJprim [6, 7]

Deelresultaat uitgangspunten gebruiksfase Op basis van de bovengenoemde uitgangspunten is in tabel 3.2 per ICT-apparaat het energiegebruik gegeven. Tabel 3.2: Overzicht typische gebruiksuren en gemiddelde opg. vermogen incl. vakantie en feestdagen (energiegebruik berekend)

ICT-apparaat

Aantal uren Aan/stand-by Sleep/Uit [uren/week]

Gem. vermogen Aan/stand-by Sleep/Uit

[uren/week]

[W]

Energiegebruik Elektriciteit Primaire energie

[W]

[kWh/jaar]

Desktop

34

134

90

3

Laptop

34

134

35

3

Thin Client

34

134

10

3

TFT

30

138

30

1

168

0

250

n.v.t.

166

700

10

158

1000

10

Server Printer Multifunctional

2,5 10


180 83 39 54 2.184 177 602

[MJprim/jaar]

1.543 710 331 459 18.720 1.518 5.161


In het kader van het onderzoek heeft BAM Techniek aan enkele systemen energiemetingen uitgevoerd, zie bijlage C. Het resultaat van de praktijkmeting volgt de trend van de gemiddelde berekende waarden uit tabel 3.2.

3.3

Vergelijk desktop, laptop thin client

3.3.1

Direct ICT-gebruik Het energiegebruik dat is toe te schrijven aan het ICT-gebruik op de werkplek is gepresenteerd in tabel 3.3. De tabel laat zien dat de laptop en de thin client + TFT-scherm ongeveer 60% minder energie gebruiken in vergelijking met een desktop + TFT-scherm. In tegenstelling tot de desktop is bij de thin client het TFT-scherm de bepalende factor in het totale directe energiegebruik. Tabel 3.3: Overzicht energiegebruik direct ICT-gebruik gedurende gebruiksduur (5 jaar)

ICT-apparaat

PC

Desktop Laptop Thin Client

3.3.2

Primair energiegebruik

Beeldscherm

[MJprim] 7.715 3.548

[MJprim] 2.297 -

1.654

2.297

[MJprim] 1.0012 3.548 3.951

Servergebruik In deze paragraaf wordt het energiegebruik dat is toe te schrijven aan servers onderverdeeld in: • Basis servergebruik voor dataverkeer en dataopslag. • Additioneel servergebruik nodig voor het laten functioneren van thin client systemen. • Serverruimte utilitygebruik nodig voor het laten functioneren van de servers zelf (bijv. koeling en UPS). In de onderstaande tabel is het totale primaire energiegebruik toe te schrijven aan servers samengevat. Te zien is dat de thin client ongeveer 50% (4.212 MJprim) meer energiegebruik van servers vraagt dan een laptop of desktopsysteem. Tabel 3.4: Energiegebruik servergebruik (naar rato) (gebruiksduur 5 jaar)

ICT-apparaat

Basis servergebruik

Additioneel servergebruik

[MJprim]

[MJprim]

Serverruimte utilitiygebruik

Totaal primaire energiegebruik

Desktop Laptop

4.714 4.714

0 0

[MJprim] 3.771 3.771

[MJprim] 8.486 8.486

Thin Client

4.714

2.340

5.643

12.698

3.3.2.1 Basis servergebruik Voor zowel thin client, laptops en desktops zijn servers nodig om het dataverkeer en dataopslag te faciliteren. Dit kan zowel lokaal worden ondergebracht in een serverruimte bij een kantoor als centraal in een datacenter. Het voordeel van het onderbrengen van de servers in een datacenter is dat door een efficiëntere wijze van opereren aanzienlijke besparingen realiseerbaar zijn – bijvoorbeeld door consolidatie en een zeer efficiënte koeling. Ketenkaart ICT-gebruik kantoortoepassingen


Gemiddeld wordt in een kantoor 110 kWh per jaar per werkplek aan server-energie gebruikt, inclusief utilities, zoals koeling is dit ongeveer 200 kWh/jaar/werkplek (PUE = 1,8), oftewel 12,5 kWh/m²bvo/jaar [1]. 3.3.2.2 Additioneel servergebruik Om de thin clients op de werkplek te kunnen laten draaien is rekenkracht nodig in de vorm van servercapaciteit. De servercapaciteit zorgt er voor dat de werknemers hun gewenste programma’s kunnen gebruiken. De grootte van de servercapaciteit is afhankelijk van de samenstelling van de gebruikers. Indien er bijvoorbeeld veel gebruikers zijn die veel rekenkracht vergen (grafische toepassingen) is meer servercapaciteit nodig in vergelijking met gebruikers die alleen teksten verwerken. Een typische server heeft genoeg capaciteit om gemiddeld 40 medium gebruikers te laten werken. In tabel 3.4 is het energiegebruik van de server naar rato gegeven voor een thin client systeem. In het kader van het onderzoek heeft BAM Techniek in een datacenter energiemetingen uitgevoerd, zie bijlage C. Het resultaat van de praktijkmeting volgt de trend van de gemiddelde berekende waarden uit tabel 3.4. 3.3.2.3 Serverruimte utilitygebruik Naast het energiegebruik dat direct door servers wordt gebruikt, is er ook een significant deel van het energiegebruik toe te schrijven aan de opwekking van de utilities bedoeld om de server goed te laten functioneren. Hierbij kan gedacht worden aan: Ventilatoren om de koude en warme lucht aan en af te voeren. Een koelmachine om de warme ventilatielucht te koelen. UPS (noodstroom) om bij eventuele stroomstoring de servers van stroom te voorzien. Verlichting. Deze aanvullende energiegebruikers zijn goed voor een toename van het energiegebruik van 80% (PUE = 1,8) bovenop het energiegebruik van de servers zelf.

3.3.3

Verwarming en koeling Een gemiddeld kantoor heeft een warmtelast tijdens kantooruren van ongeveer 30 Watt/m2bvo. Verlichting, werknemers en ICT-apparatuur (desktops) zijn verantwoordelijk voor het merendeel van de interne warmtelast. Door het toepassen van verschillende ICT-apparatuur kan de interne warmtelast worden verlaagd. Dit heeft een positief effect op het gebruik van koeling in de zomer en een negatief effect op de benodigde verwarming in de winter. Op basis van de uitgangspunten (1 computer per 16 vierkante meter bruto vloeroppervlak) zijn de volgende interne warmtelasten te verwachten tijdens kantooruren. 1. Desktop + TFT-scherm = 90 Watt + 30 Watt = 120 Watt => 7,5 Watt/ m2bvo 2. Laptop = 35 Watt => 2,2 Watt/m2bvo 3. Thin client + TFT-scherm = 10 + 30 Watt = 2,5 Watt/m2bvo De warmtevraag van een kantoor is sterk afhankelijk van de EPC (energieprestatiecoëfficiënt) van het kantoor. Zo gebruikt een nieuwbouwkantoor met een lage EPC (EPC = 1,0) gemiddeld 2,5 keer minder energie dan bestaand kantoor met een hoge EPC (EPC = 1,9). Over het jaar heen kan globaal 30% van de interne warmtelast tijdens kantooruren nuttig worden gebruikt (periode november – februari). Dit betekent 19 kWh per jaar per m2bvo nuttig wordt gebruikt voor verwarming2.

2

30 Watt/ m2bvo x 40 uur / week x 52 x 30% = 19 kWh/jaar/m2bvo



Verlaging van de interne warmtelast van 30 W/ m2bvo naar 25 W/ m2bvo, vervangen van desktops door thin clients, heeft als gevolgd dat grofweg 3,1 kWh/jaar/ m2bvo (5/30 van 19 kWh/jaar/m2bvo) aan additionele warmte nodig is.

Dus verlaging van de interne warmtelast door andere ICT-apparatuur op de werkplek heeft als consequentie dat additionele verwarming nodig is. In tabel 3.5 is de additionele benodigde verwarming gegeven, hierbij is de desktop als referentie genomen. Aangenomen is een aardgas gestookt warmwatersysteem met een efficiëntie van 95% ten behoeve van de verwarming van het kantoor. Tabel 3.5 Additionele benodigde warmte.

Additioneel benodigde verwarming Verminderde warmteproductie Primair energiegebruik [kWh/jaar/ m2bvo] Desktop

[MJprim/gebruiksduur]

0

0

Laptop

3,3

63

Thin client

3,1

59

Over het jaar heen dient globaal 20% van de interne warmtelast tijdens kantooruren te worden weggekoeld. (periode juli – augustus). Dit betekent 12 kWh per jaar per m2bvo dient te worden gekoeld3 middels een koelinstallatie. Verlaging van de interne warmtelast door andere ICT-apparatuur op de werkplek heeft als gevolg dat koelbehoefte daalt in de zomer. In tabel 3.6 is de additionele benodigde koeling gegeven, hierbij is de laptop als referentie genomen. Aangenomen is een COP van 3,5 (COP is een maat van de efficiëntie van een koelinstallatie). Tabel 3.6 Additionele benodigde koeling.

Additioneel benodigde koeling Extra koeling [kWh/jaar/ m Desktop Laptop Thin client

2

Primaire energie

bvo]

[MJprim/gebruiksduur

2,20

27

-

-

0,12

2

Uit tabel 3.5 en 3.6 blijkt dat de invloed op verwarming en koeling door verandering van ICT-apparatuur aanwezig is maar zeer beperkt ten opzichte van het directe computergebruik.

3.4

Vergelijk printers en multifunctionals Per desktopprinter wordt in de gebruiksfase 7.588 MJprim aan primaire energie gebruikt. Door de desktopprinter te kunnen vergelijken op basis van printercapaciteit dienen 4 desktopprinters te worden vergeleken met een multifunctional. Het resultaat van dit vergelijk is als volgt: • ruim 30.000 MJprim voor de desktopprinters (4x) • ruim 25.000 MJprim voor de multifunctional. 3

30 Watt/ m2bvo x 40 uur / week x 52 x 20% = 12 kWh/jaar/m2bvo



De 4 desktopprinters gebruiken meer stand-by energie in vergelijking met een multifunctional. Het combineren van apparaten in één apparaat zal het stand-by gebruik doen verminderen. Elke multifunctional heeft ongeveer 28 gebruikers en een desktopprinter ongeveer 7 gebruikers. Dit betekent tijdens kantooruren: Multifunctional: 1000 Watt => 0,6 Watt/ m2bvo4 4 x desktopprinter: 4x 700 Watt => 1,6 Watt/ m2bvo5 De desktopprinters dragen 1 Watt/m2bvo meer bij aan de interne warmtelast. Dit betekent voor verwarming en koeling het volgende voor een gebruiksduur van 5 jaar. 12 MJprim meer verwarming voor de multifunctional 5 MJprim meer koeling voor de desktopprinters. Net als bij de computers is de invloed op de klimatisering zeer gering in vergelijking met het directe gebruik.

4

28 gebruikers en 16 gebruikers per m2bvo en 10 uur per week

5

4x 7 gebruikers en 16 gebruikers per m2bvo en 2,5 uur per week



4


4.1

Overzicht ketenkaart ICT De ketenkaart ICT toont het energiegebruik van de productiefase en de gebruiksfase van een ICT-apparaat. In de Ketenkaart ICT kantoortoepassingen is specifiek gekeken naar de volgende computersystemen en printers Desktop + TFT-scherm Laptop Thin Client + TFT-scherm + additionele servergebruik (naar rato) Desktopprinter Multifunctional In bijlage B is een overzichtelijke schematische weergave gegeven van de gehele ketenkaart ICT. In tabel 4.1 is het totale overzicht gegeven van de energieketen ICT voor desktops, laptops en thin clients. Duidelijk is te zien dat in de gebruiksfase het gros van de primaire energie wordt gebruikt, namelijk 88% van het energiegebruik in de keten is toe te schrijven aan de gebruiksfase, tegen 12% voor de productiefase, zie figuur 4.1. Verder kan geconcludeerd worden dat de desktop verreweg het meeste energie gebruikt in vergelijking Productie Gebruik fase met de andere twee systemen. Het thin client fase 12% 88% systeem gebruikt bijna 15% minder energie dan de desktop. Maar de laptop is de echte energiebespaarder. De laptop blijkt het meest energie-efficiënte ICT-systeem te zijn in vergelijking met een desktop en thin client. De laptop is bijna 38% efficiënter dan de desktop en 27% dan de thin-client-systeem. Figuur 4.1: Verdeling energiegebruik in totale keten Tabel 4.1: Overzicht Energieketen ICT (dekstop+ TFT-scherm/laptop/thin client+TFT-scherm+server (naar rato) gebruiksduur 5 jaar)

Desktop [MJprim] Productiefase Grondstoffen Productie & Assemblage Transport Totaal productiefase

Laptop

[kgCO2]

[MJprim]

Thin Client

[kgCO2]

[MJprim]

[kgCO2]

2.427 486

917 430

1.330 284

475

122

227

3.388

169

1.468

73

1.841

92

Gebruikfase 10.012

3.548

3.951

8.486

8.486

8.486

Additioneel servergebruik

-

-

4.212

Verwarming

-

89

77

38

-

5

Direct gebruik Basis servergebruik

Koeling Totaal gebruiksfase Totaal Ketenkaart ICT-gebruik kantoortoepassingen

18.536

1.224

12.122

800

16.730

981

21.924

1.393

13.591

874

18.572

1.073


Net als bij de computersystemen is bij de printers de gebruiksfase dominerend, ongeveer 70% van het totale energiegebruik in de keten is toe te schrijven aan de gebruiksfase versus 30% voor de productiefase. Uit tabel 4.2 blijkt verder dat er geen significant verschil is tussen 4x desktopprinter en 1x multifunctional. De desktopprinters gebruiken 7% meer energie, namelijk 41 GJ versus 39 GJ voor de multifunctional. Het voordeel van de multifunctional is ook dat dit apparaat kan kopiëren en scannen. Verder heeft het papierbesparende functionaliteiten zoals dubbelzijdig printen en follow-me printen. Tabel 4.2: Overzicht Energieketen ICT (desktopprinters/multifunctional (invloed op verwarming en koeling nihil)).

Desktopprinter [MJprim]

Multifunctional

[kgCO2]

[MJprim]

[kgCO2]

Productie Totaal productiefase

11.070

553

12.749

637

30.353

2.004

25.807

1.704

41.423

2.558

38.556

2.342

Gebruikfase Totaal gebruiksfase Totaal

4.2

Aandachtpunten In deze ketenkaart zijn ICT-systemen met elkaar vergeleken op basis van de uitgangspunten opgesomd in paragraaf 3.2. In deze paragrafen zijn gemiddelde waarde gebruikt om het energiegebruik in de gebruiksfase te bepalen. Hierbij kan gedacht worden aan het opgenomen vermogen van een computer of printer, maar ook aan de efficiëntie van de klimaatbeheersing in een datacenter of serverruimte en/of de gebruiksuren van een computer. Om de gevoeligheid van enkele uitgangspunten op het energiegebruik tijdens de gebruiksfase aan te geven is een gevoeligheidsanalyse uitgevoerd. De resultaten worden in deze paragraaf beschreven. Gevoeligheid -

-

Uitgangspunt is een consolidatiefactor (aantal thin clients aangesloten op een server) van 40. Dit is toereikend voor gemiddelde gebruikers. Echter een kantoor met veel zware gebruikers zal een lagere consolidatiefactor hebben. 25 thin clients per server is voor zware gebruikers gebruikelijk. Dit betekent dat het totale primaire energiegebruik in de keten van een thin client toeneemt van 18,6 GJ naar 21,1 GJ. Het aandeel van de additioneel servergebruik neemt toe van 23% van het totaal naar 37% van het totaal. Het uitgangspunt is een gemiddelde PUE van 1,8. De PUE is maat voor de efficiëntie van de utilities van een datacenter/serverruimte. In de praktijk komen ook waarden van 1,2 (zeer efficiënte datacenters) en 2,5 (inefficiënte serverruimtes) voor. In de datacenters/serverruimte staan de server ten behoeve voor het benodigde servergebruik. Tabel 4.3: Invloed PUE op energieketenkaart.

Desktop [GJprim]

Laptop

[%]

[GJprim]

Thin client [%]

[GJprim]

[%]

PUE = 1,2

19

-13%

11

-21%

14

-23%

PUE = 1,8 PUE = 2,5

22 25

0% 15%

14 17

0% 24%

19 24

0% 27%



Indien de servers in een energie-efficiënt datacenter (PUE = 1,2) staan, dan daalt het energiegebruik voor alle systemen door een afname van het serverutility gebruik, zie tabel 4.3. Voor de thin client is de afname absoluut en procentueel meer, omdat naast het basis servergebruik ook het additionele servergebruik efficiënter wordt beheerd. Staan de servers in een energie-inefficiënte serverruimte bij een kantoor (PUE = 2,5), dan resulteert dit voor alle systemen in een toename van het energiegebruik in de keten. Bij datacenters heeft energie-efficiënte een steeds hogere prioriteit (gestimuleerd door bijvoorbeeld door de MJA-3 meerjarenafspraak). Hierdoor is de verwachting dat de gemiddelde PUE van 1,8 zal gaan dalen. Bedrijven en overheden geven vaak minder aandacht aan energie-efficiënte systemen voor de ‘kleine’ serverruimtes in hun kantoren. De PUE ligt hierdoor in het algemeen hoger dan bij een commercieel grootschalig datacenter. Hierdoor is het in veel gevallen aan te raden om de servers van de thin clients onder te brengen bij een datacenter in plaats van een eigen serverruimte. Naast een verlaging van de PUE zijn er nog meer mogelijkheden om energie te besparen in een datacenter een voorbeeld hiervan is virtualisatie van het serverpark. Door het serverpark te virtualiseren is het mogelijk om de bezettingsgraad van een server te verhogen en tegelijkertijd het aantal fysieke servers te verlagen. Hierdoor zijn aanzienlijke besparingen te realiseren. In het kader van deze studie is optimalisatie in een datacenter niet meegenomen. -

Als basis uitgangspunt is aangenomen dat alle systemen buiten kantooruren worden uitgeschakeld. Echter uit verschillende studies blijkt dat een aanzienlijk deel van de desktopcomputers altijd aan blijft staan. In de literatuur worden waarden van 10% tot 33% genoemd [1, 2, 9]. Bij bedrijven waar energiezorg hoog in het vaandel staat kan dit gereduceerd zijn tot nul procent. Aan de andere kant kan bij een bedrijf waar energiezorg geen prioriteit is, dit oplopen tot 33% van de desktop. Voor de laptops geldt dit niet vanwege de zeer lage energievraag in de energiebesparende modus, die automatisch wordt ingeschakeld. Na een werkdag wordt een laptop ook vaak uitgeschakeld en mee naar huis genomen. Ook voor de thin client is te verwachten dat deze worden uitgeschakeld. De reden is dat het thin client systeem zeer snel opstart, waardoor geen reden is voor de werknemer om de computer aan te laten staan. Tabel 4.4: Invloed desktop continu aan op energieketenkaart.

Desktop [GJprim]

Laptop

[%]

[GJprim]

0% desktop continu aan

22

0%

14

10% desktop continu aan 33% desktop continu aan

25 30

12% 39%

n.v.t. n.v.t.

Thin client [%] 0%

[GJprim] 19

[%] 0%

n.v.t. n.v.t.

In het geval dat 10% van de desktops continu aanstaan, dan leidt dit tot een substantiële toename van het energiegebruik van de desktops, zie tabel 4.4. De bovenstaande punten laten zien dat specifieke omstandigheden leiden tot verschuivingen in het besparingseffect. Wel blijft het resultaat dat de laptop het meest energie-efficiënt is, gevolgd door de thin client.



In de onderstaande tabel zijn enkele variabele gegeven die invloed hebben op het energiegebruik tijdens de gebruiksfase. Voor de genoemde variabele is 10% afwijking genomen van de referentie om zo het effect op het totale energiegebruik in de keten te bepalen. De tabel geeft dus de procentuele afname weer ten opzichte van de waarde genoemd in tabel 4.1. Verlaging van het aandeel desktops dat continue aanstaan en/of verlaging van de PUE van het datacenter/serverruimte hebben de grootste positieve effect op de totale energieketen ICT kantoortoepassingen. Tabel 4.5: Invloed variabele op totaal energiegebruik.

10% meer thin clients per server 10% lagere PUE 10% punt minder desktops continue aan 10% minder vermogensvraag bij direct computergebruik


Desktop 0 -4% -12%

Laptop 0 -6% 0%

Thin client -2% -7% 0%

-4%

-2%

-4%


5

Besparingspotentieel in Nederland In dit hoofdstuk wordt het mogelijke besparingspotentieel gegeven door het toepassen van laptops op de werkplek in plaats van desktops. Om hier uitspraak over te kunnen doen is het noodzakelijk om te weten hoeveel desktops en laptops er momenteel gebruikt worden. Aan de hand van het volgende stappenplan wordt een indicatie gegeven van het besparingspotentieel: 1. Bepalen van het aantal banen / FTE’s in Nederland; 2. Bepalen werktijd achter een beeldscherm; 3. Bepalen verdeling laptops / desktops; 4. Bepalen besparingspotentieel. Om de bovengenoemde stappen te doorlopen is gebruik gemaakt van verschillende bronnen. CBS – statline gegevens zijn gebruikt om het aantal banen en FTE’s te bepalen. In de jaarlijkse Nationale Enquête Arbeidsomstandigheden wordt de hoeveelheid beeldschermwerk gedefineerd. Met behulp van IDC databasegegevens kan een uitspraak gedaan worden over de verdeling laptops / desktops op de werkplek. Het besparingspotentieel is voor de volgende segmenten bepaald: 1. Nederland; 2. Onderwijs; 3. Openbaar bestuur; 4. Kleine bedrijven (10 – 100 medewerkers); 5. Middelgrote bedrijven (100 – 500 medewerkers); 6. Grote bedrijven (> 500 medewerkers); 7. Financiële sector.

5.1

Aantal banen /FTE’s Het CBS (Centraal Bureau voor de Statistiek) verzamelt en stelt via de website cbs.statline.nl gegevens beschikbaar op allerlei gebieden. Voor deze studie is gebruik gemaakt van de beschikbare gegevens over de arbeidsmarkt [13]. De onderstaande tabel geeft een overzicht van de verzamelde gegevens. Tabel 5.1: Overzicht aantal banen (Bron: CBS)

Segment

Aantal banen

Aantal FTE' s

[#]

[#]

Gemiddeld aantal arbeidsuren per baan [uren/jaar]

Nederland

7.993.600

6.146.242

1.314

Onderwijs

505.400

388.054

1.250

Openbaar bestuur

506.500

458.756

1.521

Kleine bedrijven

2.016.900

1.542.685

1.342

Middelgrote grote bedrijven

1.184.900

913.060

1.311

Grote bedrijven

2.744.700

2.115.010

1.311

353.900

318.686

1.501

Financiële instellingen

Tabel 5.1 laat zien dat binnen het openbaar bestuur en de financiële sector relatief veel voltijdbanen zijn in vergelijking met het Nederlands gemiddelde.



5.2

Aantal beeldschermwerkplekken Uit onderzoek van de ‘Nationale Enquête Arbeidsomstandigheden’ [14] blijkt dat een gemiddelde werknemer in Nederland 3,82 uur per dag achter een beeldscherm werkt. Het aantal uren dat een werknemer achter een beeldscherm werkt is stijgend. In 2003 en 2007 waren deze aantallen respectievelijk 3,45 en 3,7 uur/dag. Grote verschillen zijn zichtbaar per sector. Zo werken de werknemers in de industrie gemiddeld 3,64 uur/dag achter een beeldscherm tegen 6,3 uur voor de personen werkzaam in de financiële dienstverlening en 5,2 uur voor het openbaar bestuur. Tabel 5.2: Beeldschermwerk en ICT-gebruik

Segment

Gemiddeld aantal werkuren per baan

Werktijd achter een beeldscherm

Ratio beeldschermwerktijd vs. totale werktijd

ICT-gebruik

[uren/dag]

[uren/dag]

[%]

[%]

Nederland

6,0

3,8

64%

66%

Onderwijs

5,7

3,6

63%

n.b.

Openbaar bestuur

6,9

5,2

75%

n.b.

Kleine bedrijven

6,1

3,8

63%

60%

Middelgrote bedrijven

6,0

3,8

64%

66%

Grote bedrijven

6,0

3,8

64%

71%


6,8

6,3

92%

96%

In de bovenstaande tabel is inzichtelijk gemaakt hoeveel beeldschermuren gemiddeld per segment worden gemaakt. Bij de financiële sector en bij het openbaar bestuur blijkt men relatief veel achter een computer te werken. In tabel 5.2 is ook het ICT-gebruik gegeven. Het ICT-gebruik is hier gedefinieerd als het percentage werknemers dat minstens één keer per week een computer nodig heeft voor haar werk [13]. Het ICT-gebruik wordt door CBS gemonitord bij bedrijven maar niet bij de publieke sector. Hierdoor is in tabel 5.2 geen percentage ingevuld bij de segmenten onderwijs en openbaar bestuur. Een duidelijke overeenkomst is zichtbaar tussen de ‘ratio beeldschermwerktijd vs. totale werktijd’ en het ICTgebruik. Aan de hand van de de ‘ratio beeldschermwerktijd vs. totale werktijd’ kan een goede schatting van het besparingspotentieel gemaakt worden. De beschikbare data maakt geen onderscheid tussen de grootte van bedrijven betreft de beeldschermwerktijd cijfers. Er is daarom een aanname gemaakt dat de gemiddelde werktijd achter een beeldscherm in Nederland toepasbaar is voor alle bedrijven onafhankelijk van de grootte. . Op basis van het aantal FTE’s per segment en de ‘ratio beeldschermwerktijd vs. totale werktijd’ kan het aantal equivalente beeldschermwerkplekken uitgedrukt in FTE’s bepaald worden. Dit wordt gedaan omdat de verschillende segmenten goed vergeleken kunnen worden en tevens eenvoudig het besparingpotentieel kan worden bepaald op basis van het aantal 40-uurige werkplekken equivalent. Tabel 5.3 laat zijn dat in Nederland bijna 4 miljoen beeldschermwerkplekken (FTE) zijn.



Tabel 5.3: Aantal beeldschermwerkplekken

Ratio beeldschermwerktijd vs. totale werktijd

Aantal FTE-equiv. beeldschermwerkplekken

6.146.242

64%

3.930.975

Onderwijs

388.054

63%

243.139

Openbaar bestuur

458.756

75%

343.720

1.542.685

63%

966.075

913.060

64%

583.969

2.115.010

64%

1.352.705

318.686

92%

290.400

Segment

Aantal FTE' s

Nederland

Kleine bedrijven Middelgrote bedrijven Grote bedrijven Financiële instellingen

Verdeling laptop desktop Om de verdeling tussen laptops en desktops op de werkplek inzichtelijk te maken wordt gebruik gemaakt van gegeven aangeleverd door IDC [17]. IDC is een analyse & dataonderzoeksbureau dat o.a. ICT gerelateerde gegevens in de markt verzamelt en monitort. De data die gebruikt is voor deze studie zijn de kwartaal verkoopcijfers van PC’s (onderverdeeld in desktops en notbooks) voor Nederland (gesplitst in een aantal categorieën). Toename gebruik notebooks In 2005 was van het totale aantal verkochte PC’s 37% een notebook (incl. netbooks) in 2009 was dit toegenomen tot 51%. Zo blijkt dat in de afgelopen vijf jaar vooral in het bedrijfsleven het aantal gekochte laptops een enorme vlucht heeft genomen. Deze verschuiving is het sterkst bij de kleine bedrijven. Momenteel worden er meer laptops gekocht dan desktops door consumenten en bedrijven. De publieke sector blijft hierbij zichtbaar achter bij deze trend, zie figuur 5.1. 80% 70% % laptops van totaal aantal gekochte PC' s in de afgelopen 5 jaar

5.3

60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Huishoudens

Bedrijfsleven

Publieke sector

Figuur 5.1: Percentage laptops (incl. netbooks) van het totaal verkochte PC’s in de afgelopen vijf jaar.



In figuur 5.2 is de trend van het aandeel verkochte laptops ten opzichte van het totaal aantal verkochte PC’s weergegeven. In het figuur is te zien dat kleine bedrijven dezelfde trend als de huishoudens hebben. In het recessie jaar 2009 is echter duidelijk een trendbreuk zichtbaar. Waarschijnlijk heeft de goedkopere dekstop tijdelijk plaats gemaakt voor de duurdere laptop. Dit is in minder mate ook zichtbaar bij de middelgrote en grote bedrijven. Bij grote bedrijven was het aandeel laptops al sinds 2008 dalende.

90%

% verkochte laptops van totaal

80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 2004

2005

2006

2007

2008

2009

Huishoudens

Onderwijs

Openbaar bestuur

Kleine bedrijven

Middelgrote bedrijven

Grote bedrijven

2010

Figuur 5.2: Het aantal verkochte laptops ten opzichte van het totaal aantal verkochte PC’s

In tabel 5.4 is het aantal verkochte PC’s per segment gegeven met in de tweede kolom het percentage latops. In deze studie is aangenomen dat het vijf jarig gemiddelde percentage laptops van het totale aantal verkochte PC’s een goede indicatie geeft van de verdeling van het aantal laptops en desktop op de werkplek. Dit is aannemelijk omdat gemiddeld binnen vijf jaar het computerbestand wordt ververst. Tabel 5.4: Overzicht verkochte PC’s en percentage laptops

aantal jaarlijks verkochte PC' s*

percentage laptops van het totaal aantal verkochte PC’s*

Nederland

1.615.098

47%

Onderwijs

63.308

33%

Openbaar bestuur Kleine bedrijven

197.801

10%

368.237

59%

Middelgrote grote bedrijven

296.441

52%

Grote bedrijven

Segment

340.069

36%

Financiële instellingen**

n.b.

15%

MKB***

n.b.

31%

* Vijfjarig gemiddeld 2005 - 2009 (IDC) ** MANSYSTEMS [16] *** ICT-Milieu [17] Ketenkaart ICT-gebruik kantoortoepassingen


Het blijkt dat op basis van de IDC gegevens momenteel 47% van de beeldschermwerkplekken als laptopwerkplek kan worden beschouwd. Het aandeel laptops is de afgelopen jaren met gemiddelde 5 procentpunt per jaar toegenomen. Uit een Europese studie, uitgevoerd door TNS/Infratest, blijkt dat in 2007/2008 [18] dat 34% van alle computers bij Europese ondernemingen een laptop was. Dit is vergelijkbaar met de opgemerkte groei van het aandeel laptops met 5 procentpunt per jaar in Nederland. Op basis van IDC gegevens zal een uitspraak worden gedaan over het besparingspotentieel. Uit een inventarisatie naar het elektriciteitsgebruik van ICT-apparatuur in de financiële sector kan worden afgeleid dat het percentage laptops ‘slechts’ 15% bedraagt [16]. Aanzienlijk minder dan het landelijk gemiddelde. Verder blijkt uit een bezitsmeting bij het MKB in opdracht van ICT-Milieu [17] dat bij midden en klein bedrijven 31% van de PC’s een laptop is. De bezitsmeting bij het MKB laat een lagere inschatting zien van het aandeel laptops dan je op basis van verkoopcijfers mag verwachten. De hoge inschatting van het aantal laptopwerkplekken, die men op basis van de verkoopcijfers kan afleiden, leid tot een conservatieve benadering voor het besparingspotentieel, immers minder laptops kunnen worden vervangen door dekstops. Uit tabel 5.4 blijkt tevens dat bij het openbare bestuur relatief veel PC’s per jaar worden gekocht ten aanzien van het aantal werknemers. Dit ligt 50% hoger dan het landelijke gemiddelde en is slechts ten delen te verklaren door de hoge mate van ICT-werkplekken. Een mogelijke verklaring zou kunnen zijn dat de verversingsgraad bij de overheid substantieel hoger ligt dan bij het bedrijfsleven.

5.4

Besparingspotentieel Het besparingpotentieel is de energiebesparing die tot stand komt wanneer de bestaande desktop werkplekken worden vervangen door laptops. Het besparingpotentieel is gedefinieerd als het aantal vervangbare desktopwerkplekken (uitgedrukt in FTE) maal de gemiddelde energiebesparing (verbruik desktop – verbruik laptop) in GWh/jaar. Om een schatting te kunnen maken van het besparingspotentieel zijn de volgende aannames gemaakt: alle desktopwerkplekken zijn vervangbaar; beeldschermwerktijd geeft aan hoe lang de comuters aanstaan. In de praktijk zullen niet alle desktops worden vervangen wegens de functionele eisen die gesteld worden aan PC’s, bijvoorbeeld een PC met hoge rekencapaciteit (CAD/CAM) wordt minder gemakkelijk vervangen door een laptop. Daarnaast zullen computers vaak langer aanstaan dan aangegeven met de beeldschermwerktijd. Zowel de vervangbaarheid als de aan-tijd van de computers zijn moeilijk te kwantificeren grootheden. • Doordat wordt aangenomen dat alle desktopwerkplekken vervangbaar zijn wordt het besparingpotentieel overschat. • Doordat de beeldschermwerktijd wordt gebruikt als aan tijd van de computer leidt dit waarschijnlijk tot een onderschatting van het besparingspotentieel. Omdat in deze studie een indicatie wordt gegeven van het besparingspotentieel kunnen de bovengenoemde aannames tezamen gebruikt worden als gemiddelde. Het besparingspotentieel wordt uitgelicht met twee varianten: Variant 1: Laptop vervangt desktop => besparing 97 kWh/jaar. (bijv. docking station + extra monitor); Variant 2: Laptop vervangt desktop + monitor => besparing 151 kWh/jaar (zie hoofdstuk 3).



Zowel de desktop en het LCD-scherm gebruiken meer energie dan een laptop en het vaak kleine bijbehorende beeldscherm. Tabel 5.5 laat dan ook zien dat het besparingspotentieel bij variant 2 groter is dan bij variant 1. Bij de grote bedrijven, het openbaar bestuur en bij de kleine bedrijven is het besparingspotentieel het grootst, respectievelijk 84 GWh/jaar, 30 GWh/jaar en 38 GWh/jaar. Ondanks het geringe aantal werkplekken ten opzichte van het totaal, is bij het openbaar bestuur, door het hoge aandeel dekstops, de grootste efficiëntieslag te behalen per werknemer met een significant aandeel, te weten 30 GWh/jaar. Bij de grote en kleine bedrijven is het aandeel laptops al aanmerkelijk hoger dan bij de overheid, maar doordat er veel meer mensen werkzaam zijn in het bedrijfsleven dan bij de overheid is in absolute zin een grotere besparing te realiseren. Tabel 5.5: Overzicht van het besparingspotentieel t.g.v. ingebruikname van laptops i.p.v. desktops.

Segment

aandeel desktops (FTE) [%]

Besparingspotentieel Besparingspotentieel variant 1 variant 2 GWh/jaar GWh/jaar

Nederland

53%

203

316

Onderwijs

67%

16

25

Openbaar bestuur

90%

30

47

Kleine bedrijven (10 – 100 medewerkers)

41%

38

59

Middelgrote bedrijven (100 – 500 medewerkers)

48%

27

42

Grote bedrijven (>500 medewerkers)

64%

84

131


85%

24

38

Totaal kan er in Nederland tussen de 0,2 en 0,3 TWh/jaar bespaard worden wanneer op de werkplek in plaats van een desktop een laptop wordt gebruikt. Dit is een significante besparing en is te vergelijken met het elektriciteitsgebruik van 60.000 – 90.000 huishoudens. In primaire energie uitgedrukt is de besparing ongeveer 2 PJprim/jaar oftewel 130.000 tonCO2/jaar.



6

Conclusies De belangrijkste conclusies zijn: 1. De gebruikfase is dominant in het energiegebruik bij computersystemen en printers. Bijna 90% van het totale energiegebruik in de keten wordt gebruikt in de gebruiksfase. 2.

Een aanzienlijke bijdrage in de totale energieketen is het servergebruik. Afhankelijk van het systeem kan het aandeel in het energiegebruik 40% (desktop) tot bijna 70% (thin client) bedragen. Toepassen van energiebesparende maatregelen voor de serverruimtes en datacenters worden dan ook sterk aanbevolen.

3.

Verlaging van het aantal desktops die continue aanstaan en/of verlaging van de PUE van het datacenter/serverruimte hebben het grootste positieve effect op de totale energieketen ICT kantoortoepassingen.

4.

De laptop is verreweg het meest energiezuinige computersysteem over de gehele keten gezien. De laptop is namelijk bijna 38% efficiënter dan een desktop en 27% efficiënter dan een thin client.

5.

Om een thin client te laten functioneren is centrale rekenkracht nodig op een server. Deze additionele servercapaciteit is verantwoordelijk voor 21% van het totale energiegebruik in de gehele keten van de thin client. Naast de server draagt ook het TFT-scherm bij aan het verbruik. De thin client gebruikt daarom meer energie dan een laptop. Vergelijkt men een thin client met een desktop dan is een besparing mogelijk van ongeveer 15% in de gehele keten.

6.

Er is geen groot verschil tussen het energiegebruik van een multifunctional en de desktopprinters. Vier desktopsprinters hebben gemiddeld dezelfde printercapaciteit als een multifunctional. De vier desktopprinters gebruiken wel meer standby-energie. Het combineren van apparaten in één apparaat zal dus het stand-by gebruik doen verminderen. Een multifunctional is interessant voor bedrijven of overheden met 30 gebruikers of meer.

7.

In deze ketenkaart is gekeken naar het (primaire) energiegebruik van ICT-apparaten en de CO2-uitstoot in de productiefase en gebruiksfase. Deze energieketenkaart heeft andere milieu-indicatoren niet belicht, zoals materiaal schaarste, biodiversiteit, emissies van stoffen en watergebruik. Tevens heeft deze ketenkaart zich gericht op de productie en gebruikfase. Reclycing van ICT-producten is onderzocht door ICT-office en AgentschapNL middels de Ketenmaatregelen in de ICT Branche (2010).

8.

Op basis van IDC-gegevens kan gesteld worden dat gemiddeld op 47% van de ICT-werkplekken een laptop staat. Verder heeft Nederland ongeveer 4 miljoen beeldschermwerkplekken (uitgedrukt in FTE) die grofweg 0,5 TWh/jaar gebruiken aan energie.

9.

Door het vervangen van alle desktopwerkplekken door laptopwerkplekken kan een substantiële hoeveelheid energie worden bespaard. Ter indicatie kan gesteld worden dat tussen de 0,2 en 0,3 TWh op jaar basis kan worden bespaard (oftewel 60.000 tot 90.000 huishouden equivalent).

10. In de publieke sector (onderwijs en openbaar bestuur) is het aandeel laptops laag in vergelijking met het bedrijfsleven. Dit is in het geheel toe te schrijven aan het openbaar bestuur. Hier is slechts 10% van de ICT-werkplekken een laptop. Bij het openbaar bestuur is het besparingspotentieel daarom hoog. Ketenkaart ICT-gebruik kantoortoepassingen


Literatuurlijst [1] S. Clevers, R. Verweij, M. Elderman, L. Dinh, P. Meijer, M. Wolvers, ICT stroomt door, inventariserend onderzoek naar het elektriciteitsverbruik van de ICT-sector & ICT-apparatuur, Tebodin B.V. en Meijer Energie- & Milieumanagement, 2007. [2] S. Clevers, P. Popma, M. Elderman, Energiemonitor ICT 2008, Tebodin B.V, 2009. [3] Mondeling mededeling M. Ouwens, Sun Micosystems [4] Mondeling mededeling H. Smals, Dell Nederland [5] BAM Techniek - Energy Systems te Apeldoorn, input praktijkdata [6] Ecoleaf http://www.jemai.or.jp/english/ecoleaf/ [7] Ecodesign http://ec.europa.eu/energy/efficiency/ecodesign/eco_design_en.htm EuP preparatory study, Lot 3 (computers) EuP preparatory study, Lot 4 (printers) [8] MarketCap ism DocuConsult, Opkomst van de multifuntional printers, computerparnter nr. 11 2007. [9] Fraunhofer UMSICHT: Study "Environmental comparison of the Relevance of PC and Thin Client Desktop Equipment for the Climate, 2008" [10] White paper, Principled Technologies, 2007: Thin clients: Exploring Rolling out costs [11] Cijfers en Tabellen 2007 [12] Relatie tussen EPC en werkelijk energieverbruik bij kantoorgebouwen, SenterNovem door Climatic Design Consult, 2004 [13] CBS - StatLine datasets [14] Nationale Enquête Arbeidsomstandigheden 2009 – TNO / SWZ / CBS. [15] Netherlands PC Shipments by Form Factor and By Enduser Segment, 2005-2010 [16] MJA Gebruikersgroep ICT Inventarisatie rapportage Financiële sector Nederland: MANSYSTEMS 2010. [17] ICT Milieu Monitor 2010 – Bezitmeting MKB. [18] Mobility today – trends, opportunities, challenges. A Fujitsu Siemens Computers survey in eight countries” – TNS Infratest 2008.



Bijlage A: Praktijkgegevens kantoren Vloeroppervlak Ten behoeve van het bepalen van het energiegebruik in de gebruiksfase is het gemiddelde aantal computers per vierkante meter bruto vloeroppervlak bepaald. Op basis van praktijkdata van 7 kantoren is een gemiddelde van 1 computer per 16 vierkante meter bruto vloeroppervlak afgeleid, zie Tabel A.1. Tabel A.1: Aantal computers per verkante meter brutovloeroppervlak.

!

Netwerk Een thin client zal niet per definitie meer vergen van een netwerkverbinding met de server. Er hoeft ‘slechts’ data worden te verstuurd naar de thin client om het beeld te vernieuwen [10]. Het netwerk wordt wel cruciaal voor het functioneren van de thin client en dus voor het werk van de werknemer. Dit is een aspect om rekening mee te houden bij het opzetten van een thin client systeem. Uit enkele praktijkmetingen bij kantoren met desktops en thin clients blijkt dat niet significant meer datatransport plaats vind, zie Tabel A.2. Tabel A.2. Netwerkbelasting kantoren

Kantoor 1 Kantoor 2 Kantoor 3 Kantoor 4 Kantoor 5 Kantoor 6 Kantoor 7 Kantoor 8*

Gemiddeld netwerkbelasting Aantal FTE Specifieke netwerk belasting kbit/sec kbit/sec/FTE 4.023 246 16 2.166 112 19 1.438 56 26 1.380 144 10 1.305 73 18 1.283 115 11 1.249 74 17 2.000 85 24

* Kantoor 8 is een kantoor met ruim 50% thin clients. De overige kantoren hebben enkel desktops. De netwerkbelasting tussen de kantoren verschillen niet significant.



Bijlage B: Weergave ketenkaart ICT-gebruik kantoortoepassingen Printer

Winning van de grondstoffen

Server

Multifunctional

PRODUCTIEFASE

12% 7% 7%

Laptop

Productie & Assemblage Thin client

2% 3% 2%

Transport naar de gebruiker 2% 1% 1%

Desktopsysteem Laptop Thin client systeem

Productfase 12%

Gebruiksfase (direct) Totaal Totaal Kantoor

Gebruiksfase 88%

44% 25% 21%

Gebruiksfase (indirect) Server ruimte

Klimaatbeheersing

Decentraal

Koeling

Datacenter

40% 63% 69% 0% 1% 0%

Centraal

Verwaming

Servergebruik



Desktop (100% = 21 GJ) Koeling 0%

Grondstoffen 12%

Basis servergebruik 40%

Productie & Assemblage 2% Transport 2%

Direct gebruik 44%

Laptop (100% = 13 GJ)

Grondstoffen Verwarming 7% 1%


Direct gebruik 25%


Thin client (100% = 18 GJ) Grondstoffen Verwarming Koeling 7% 0% 0% Additioneel servergebruik 21%


Direct gebruik 21%




Bijlage C: praktijkmetingen kantoorapparatuur en servergebruik Praktijkmeting kantoorapparatuur In deze ketenkaart is gebruik gemaakt van gemiddelde waarden van typische gebruiksuren en dagelijks opgenomen vermogens. In het kader van dit onderzoek zijn praktijkmetingen door BAM Techniek gedaan aan ICT-sytemen. BAM Techniek heeft voor een thin client, laptop, TFT, en multifunctional gedurende een bepaalde tijd het elektriciteitsgebruik gemeten. Bij het opstellen van de energieketenkaart wordt gebruik gemaakt van gemiddelde per type systeem; bij de praktijkmeting gebruik is gemaakt van één type systeem, zie tabel C.1. De trend in tabel C.1 komt overeen met de gemiddelde berekende waarden uit tabel 3.2 (hoofdstuk 3). Zo gebruikt de thin client + TFT-scherm meer energie dan de laptop. Tabel C.1: Overzicht praktijkdata incl. 15% vakantie en feestdagen (gemeten)

ICT-apparaat Thin client Laptop TFT Multifunctional

Type

Meettijd

Totaal energiegebruik tijdens meting

Elektricteit

[uren]

[kWh]

[kWh/jaar]

Wyse WT1200LE Dell Latitude E6500 Dell P190ST Canon IR3100CN

283 200 309 3000

2 2 2 387

52 70 46 961

Praktijkmeting servergebruik In het kader van dit onderzoek is gekeken naar het additionele servergebruik door toepassing van thin client systemen. Hiervoor heeft BAM techniek het energiegebruik van de servers in een specifiek datacenter gemonitord. In dit datacenter hebben verschillende bedrijven een deel hun servers ondergebracht, waaronder ook bedrijven met thin client systemen. Doordat het energiegebruik van de servers per bedrijf worden gemeten is het mogelijk om onderscheid te maken tussen het servergebruik voor desktops en thin clients. De twee onderstaande bedrijven zijn verder uitgelicht: Bedrijf A: 1.000 werkplekken met enkel desktops/laptops Bedrijf B: 1.200 werkplekken met 30% desktops + 70% thin client In de onderstaande tabel is het totale energiegebruik gegeven van de servers van bedrijf A en B in het datacenter. Tevens is het energiegebruik gegeven dat is toe te schrijven aan de servers per werkplek, respectievelijk 35 en 77 kWh/werkplek/jaar voor bedrijf A en B. Tabel C.2 Praktijkdata energiegebruik servergebruik

Bedrijf A Bedrijf B

Aantal Elektriciteitgebruik servers Werkplekken [kWh/jaar] [kWh/werkplek/jaar] 1.000 34.520 35 1.200 92.981 77

Op basis van de gegevens van tabel C.1 kan bepaald worden wat de additionele servercapaciteit is voor thin clients. De praktijkgegevens zijn in lijn met de gebruikte methodologie, namelijk 2.630 MJprim (praktijkmeting) versus 2.340 MJprim (theorie), zie tabel C.2.



Tabel C.3 Praktijkdata energiegebruik servergebruik (gebruiksduur: 5 jaar)

Primair energiegebruik servers [MJprim/jaar] Servergebruik bij desktop Servergebruik bij thin client Additionele servercapaciteit*

296 822 526

[MJprim/gebruiksduur] 1.479 4.110 2.630

* thin client - desktop => 2.630 = 4.110 – 1.479

Consolidatie leidt tot energiebesparing Een gemiddeld kantoor gebruikt 110 kWh/jaar/werkplek aan energie voor servers die lokaal zijn geïnstalleerd (exclusief koeling). Een deel van de servers van bedrijf A en B is uitbesteed aan een extern datacenter. In dit datacenter is consolidatie toegepast van het serverpark. Kortom efficiënter gebruik van de servers. Servergebruik in het datacenter is voor bedrijf A 35 kWh/jaar/werkplek, zie tabel C.2. Lokaal wordt er nog 40 kWh/jaar/werkplek verbruikt voor file&printing servers (back-up); in totaal 75 kWh/jaar/werkplek. Hierdoor is een efficiëntie verbetering gevonden van ongeveer 30% t.o.v. het gemiddelde gebruik.


Ketenkaart ICT-gebruik kantoortoepassingen

Recommend Documents