Quick scan Green IT Noorderpoort
Noorderpoort Floris Bennema
1/8
Quick scan Green IT Noorderpoort In het Strategisch Plan Noorderpoort wordt gekozen voor duurzaam. Een van de aspecten die hier een rol in speelt is het energiegebruik met de daaraan verbonden uitstoot van CO2. Het toenemend gebruik van ICT middelen draagt bij aan het totale energiegebruik. Om een beter beeld te krijgen hoeveel, en welke sturing hier aan is te geven, werd een quick scan Green IT ontwikkeld en uitgevoerd. De adviezen die uit deze quick scan naar voren vormen uitgangspunten voor ons ICT duurzaamheidsbeleid. 1. Inkoopvoorwaarden Het Noorderpoort hanteert bij inkoop de minimale duurzaamheidscriteria van PIANOo. Voor ICT zijn hierbij de productgroepen hardware en netwerken, telefoniediensten en telefoonapparatuur van belang. Minimumeisen zijn in de meeste gevallen gelijk aan de Energy Star eisen, bij gunningscriteria zijn punten te verdienen op basis van een nog gunstiger eigenschappen, in veel gevallen gaat het hier om minder energiegebruik. Het is de gewoonte binnen Noorderpoort om afgeschreven app worden geschonken aan goede doelen. 2. Stroomverbruik en CO2 Vermindering van stroomverbruik binnen ICT leidt tot lagere kosten en minder CO2 uitstoot. In een recent onderzoek door Surf bij 4 hogescholen en 5 universiteiten blijkt 48% resp. 15% van het stroomgebruik voor ICT verbruikt. Een gemiddelde hogere onderwijsinstelling kan per jaar € 116.000 besparen op ICT gerelateerde energiekosten. Daarom is het goed de situatie bij onze instelling te bekijken, vooralsnog in de vorm van een quick scan. Globaal bestaat het stroomverbruik door ICT middelen op een hogere onderwijsinstelling voor de helft uit het verbruik door werkplekken, voor een kwart uit verbruik door het netwerk en voor een kwart door verbruik in de datacentra (Surf onderzoek).
2/8
3. Datacentra Verbruik van stroom in datacentra komt voor het grootste deel door de aanwezige ICT apparatuur maar ook klimaatbeheersing speelt een rol. Het verbruik kan worden verminderd door: Bouw van het datacentrum, bijvoorbeeld een reflecterend dak Gebruik van koele buitenlucht Een koeling waarbij luchtstromen geoptimaliseerd zijn Niet te lage temperaturen als norm te hanteren, liever 27oC dan 18oC. Procesoren en geheugens in servers niet nodeloos ‘niets laten doen’, het gebruik van virtuele servers helpt bij efficiënt gebruik. Apparatuur te laten slapen, bij nieuwere servers is dit een mogelijkheid die weinig organisaties aandurven. Moderne apparatuur te gebruiken, deze verbruikt aanzienlijk minder Verschillende wijze bij opslag van actuele gegevens en archief Verder kan de CO2 belasting worden verminderd indien er gebruik wordt gemaakt van groene stroom. Effectiviteit van het datacentrum De eerste drie factoren worden beïnvloed door de bouw van het datacentrum. De effectiviteit waarmee in een datacentrum met energie wordt omgegaan wordt uitgedrukt in PUE (Power Usage Effectiveness). De PUE drukt in feite uit in hoeverre de in het datacentrum opgenomen elektriciteit ook daadwerkelijk bij de IT-apparatuur ‘terecht komt’, des te lager het getal des te beter, met een theoretisch minimum van één. Gemiddeld is de PUE van Nederlandse datacentra 1,8. In bestaande gebouwen is verbeteren tot 1,5 is goed mogelijk en bij nieuwbouw is 1,2 haalbaar. TCN Data Hotel Groningen heeft een gemiddelde PUE van 1,5 (oud, wel maatregelen) TCN Data Hotel Groningen biedt geen groene stroom (geen vraag). Overigens wordt de bij de door het Noorderpoort gehanteerde inkoopvoorwaarden de factor DCiE (Datacenter Infrastructure Efficiency) gehanteerd, dit is het omgekeerde van de PUE. Algemeen verbruik door apparatuur Als gevolg van nieuwe optimalisatie technieken verbruikt oude apparatuur verbruikt meer elektriciteit dan nieuwe. Uit metingen van stroomafname aan diverse apparatuur in ons datacentrum blijkt dat het voor stroomafname nauwelijks uitmaakt of ze wel of niet gebruikt worden. Waarden nemen in de nacht of vakanties niet af. Eventueel in te stellen slaapstanden zijn dus zeer relevant. Zie onderstaand voorbeeld van het wekelijkse verbruik door opslagsystemen.
3/8
Servers Adviezen uit de RUG Groningen spreken over optimalisatie door 75% processorbelasting en 80% geheugengebruik. Structurele metingen van de belasting van de processoren van fysieke servers en geheugens binnen Noorderpoort worden nu ingesteld. Vanuit de RUG wordt geadviseerd om per fysiek apparaat te meten, dit vormt het beste uitgangspunt om te bezuinigen. Voordelig sinds de uitvoering van het Masterplan: Moderne efficiëntere servers. Efficiënt gebruik van servers door gebruik van virtuele servers. Totaal verbruik in Datacentrum Apparatuur
kWh in jaar volgens metingen Netwerk Routers en switches 40.300 Servers 68 fysiek, c.a. 133 virtueel 65.700 Opslag +- 100 Tb opslag en tapedrives 88.500 Totaal 194.500 Metingen : totaal 194.500 KWh in jaar, uit rekeningen verbruikskosten 2013 blijkt 184.800 KWh Totaal: 184,8 MWh per jaar
4/8
4. Netwerk Het stroomgebruik van door routers en switches en accespoints in netwerken is ook vrij groot. Aantal Watt volgens fabrikant kWh kWh in jaar volgens fabrikant Routers 18 10x 300, 8*100 3,8 33.290 Switches (ex. poe) 182 79 14,3 125.270 Accesspoints 750 15,4 11,5 100.740 Ip-phones 380 4 1,5 13.140 Totaal 31,2 272.440 Volgens fabrikantgegevens: totaal 272,5 MWh per jaar Idealiter zouden switches in slaap moeten vallen op het moment dat er geen dataverkeer is. Fabrikanten als Cisco en HP zijn hiermee wel bezig (822.3az norm) maar dit leidt nog nauwelijks tot succesvolle producten. Een wel te realiseren manier om op stroom te bezuinigen is het uitzetten van de zendcapaciteit van access points buiten de openingstijden. Bij Cisco is dit in te stellen met de WCS Adaptive Power management software. Acces point scheduled radio uit vanuit WCS bespaart 7 Watt per uur (1250 serie). Voor alle switches op Noorderpoort is dit 750*7W = 5,25 KWh. Bij uitschalen in vakanties en weekends wordt zo 26.550 KWh per jaar bespaard. IP telefoons (Cisco) verbruiken normaal 4 Watt, in slaapstand 1 Watt, hier is dus ook een bescheiden bezuiniging te behalen.
5/8
5. Werkstations Het stroomverbruik door werkstations was tot voor kort redelijk goed te berekenen. De situatie is nu een stuk ingewikkelder enkele jaren geleden, studenten hebben eigen laptops en medewerkers nemen apparatuur mee naar huis. Daarnaast komen tablets op. In dit overzicht wordt uitgegaan van stroomafname op school. Werkstations en medewerkerslaptops Noorderpoort heeft globaal 2000 pc’s en 1300 laptops. Onze laptops en werkstations zijn nieuw en vragen vergeleken met oudere exemplaren veel minder stroom. * Stroomgebruik wordt beperkt door lichte of diepe ‘slaapstanden’. Uit opgaven van fabrikanten komt naar voren dat het stroomverbruik tussen een ‘licht slapende’ pc of laptop niet erg veel verschilt met een die ‘uit’ is gezet. Alleen bij het uitschakelen van de toevoerende stroom wordt 0Wh bereikt. Stroomgebruik tijdens gebruik is daadwerkelijk gemeten. Aantal Laptop 15” (HP 6560b) PC (HP 8200 Elite slim) Beeldscherm (Iiyama)
1500 2000 2000+
Verbruik aan (gemeten) 21.25 W 30 W 22 W
Verbruik slaap 0,90 W 2,8 W 1W
Verbruik uit 0,64 W 1,1 W 1W
Laptops zonder eraan gekoppelde monitors gebruiken 40% van de stroom die desktops met monitor gebruiken. Het verschil in stroomgebruik tussen slaapstand en uitzetten is niet groot. Het stroomverbruik van onze apparatuur is zonder uitgebreide metingen alleen globaal te schatten. Stel de laptops staan op 40% van de tijd aan en de pc’s 70% en een kwart van de tijd in slaapstand dan komen we in het totaal op 62 kWh in een uur. Omgerekend naar een jaar (1652 uur) komen uit op 85 MWh per jaar. Laptops thuisgebruik is buiten beschouwing gelaten. Er bestaat powermanagementsoftware pc’s of laptops. Door leveranciers hiervan wordt een grote besparing voorgespiegeld, de kosten zouden binnen een jaar terugverdient worden. Bedragen van € 44,- per pc per jaar of lager, € 30.000 per ROC doen de ronde. Een nuancering is hier op zijn plaats, vermoedelijk wordt er hierbij van uitgegaan dat de standaard powermanagement van Windows bij aanvang uit stond. Uitzoeken en implementeren van optimalisatiesoftware vergt een behoorlijke inspanning. Een snellere winst is te behalen uit de slaapstand binnen Windows. Onze pc’s ? en laptops gaan momenteel in slaapstand na 30 minuten inactiviteit. Dit is de standaardwaarde in Windows. Dit kan teruggebracht worden naar slapen na 20 minuten inactiviteit, een nog kortere periode blijkt in de praktijk te veel irritaties op te roepen bij gebruikers. Beeldschermen van pc’s of laptops kunnen na 5 min in slaapstand. Ten slotte, tablets verbruiken veel minder stroom dan laptops, gezegd wordt ongeveer 3 W.
6/8
* Oude pc’s met CRT monitoren vroegen rond de 300 Watt, nu hebben we het over 52 Watt. Studentenlaptops We gaan hier uit van het laden van laptops door studenten op school. Een schatting van deze stroomafname kan zal met een slag om de arm moeten worden verricht. Een studenten laptops die aan is laadt met zo’n 20 Wh per uur. We nemen als uitgangspunt dat een student 70% van de lestijd een laptop aanheeft en in 40% hiervan op stroom aansluit. Uitgaande van onze aantallen komen we dan op 52 MWh per jaar.
6. Totaal stroomgebruik Het totale energiegebruik op Noorderpoort wordt geschat op 6670 MWh per jaar (Dienst Facilities). Voor het datacentrum (buiten Noorderpoort) komen we hier uit op 194,5 MWh in jaar, voor het netwerk volgens de specificaties van de fabrikant op 272,5 MWh per jaar. Het totale verbruik door pc’s en laptops van studenten en medewerkers hebben we geschat op grofweg 137 MWh per jaar. Vergeleken met de ICT scan van het hoger onderwijs (bladzijde 1) is de werkplekkencomponent duidelijk lager. Dit is toe te schrijven aan het overstappen op (minder) modere pc’s en op laptops.
In orde van grootte komt het stroomgebruik door ICT op 9% van het totale gebruik. In een ICT scan door Surf en Agentschap NL bij hogescholen en universiteiten in 2010 kwam men uit op 48% resp. 15%. De vervanging van veel pc’s door laptops en de aanschaf van moderne apparatuur heeft geleid tot de lagere uitkomst bij onze instelling. Harde conclusies over het stroomverbruik door ICT kunnen we pas trekken als we meer weten over verbruik door studenten. Hoewel verdere efficiëntieverbetering op dit vlak natuurlijk aan te raden is er waarschijnlijk grotere winsten te halen op het gebied van verwarming.
7/8
7. Aanbevelingen Noorderpoort Algemeen Vernieuw oude apparatuur tijdig, dit levert nog steeds veel op. Weeg energiegebruik zwaar mee bij gunningscriteria voor hardware en netwerken enz. Gebruik zoveel mogelijk de mogelijkheid tot slaapstanden. Datacentrum Weeg bij het kiezen een tweede datacentrum rekening met de effectiviteit (PUE waarde ofwel het omgekeerde DCiE). Bij de duurzaamheidscriteria van de inkoopvoorwaarden van Noorderpoort (AgentschapNL, Netwerken enz.) worden hier handvatten voor gegeven. Houdt bij de inrichting van een tweede datacentrum rekening met de mogelijkheid om groene stroom af te nemen. Meet energiegebruik per apparaat, dan heb je beter inzicht en waar besparingen mogelijk zijn. Meet processorgebruik en geheugengebruik van fysieke servers en zorg voor optimalisatie door voldoende processor en geheugengebruik (adviezen RUG 75% resp. 80%) Laat de ICT afdeling beoordelen of (en bij welke servers) een slaapstand s’nachts verantwoord is. Netwerk Gebruik de mogelijkheid om zendcapaciteit van accesspoints uit te schakelen buiten de openingstijden. Werkstations Breng het aanzetten van de slaapstand terug van na 30 minuten inactiviteit naar 20. Tablets zijn veel zuinige zuiniger dan laptops, laptops zuiniger dan desktops.
8/8
