Ratgeber

So messen wir den Stromverbrauch von Apps

Ein Artikel von , veröffentlicht am 08.05.2023, bearbeitet am17.05.2023
Grafik: Magic Pattern

Um herauszufinden, wie stark verschiedene Apps die Übertragungsinfrastruktur beanspruchen und damit Energie verbrauchen, haben wir ein Testverfahren entwickelt. Hier erklären wir es.

Wenn du dein Handy benutzt, verbraucht das Strom. Zum Beispiel, um den Akku zu laden. Aber auch das Mobilfunknetz benötigen Strom – genauso wie die Internetverbindung und die Rechenzentren, über die deine Apps Daten versenden und verarbeiten. Der größte Teil fällt bei der Übertragung der Daten über Mobilfunknetz oder Internet an. Und: Diesen Teil des Stromverbrauchs siehst du gar nicht.

So testen wir

Um herauszufinden, wie stark verschiedene Apps die Übertragungsinfrastruktur beanspruchen und damit Energie verbrauchen, haben wir ein Testverfahren entwickelt. Vereinfacht laufen bei so einem Test folgende Schritte ab:

Wir installieren eine App auf einem Testgerät und starten sie. Es muss kein echtes Smartphone sein, manchmal benutzen wir auch einen sogenannten Emulator. Das ist ein Computer, der so tut, als wäre er ein Smartphone. Unser Analyst führt den ersten Test durch und klickt sich dabei durch die App. Viele Apps verhalten sich nicht immer gleich. Zum Beispiel gibt es Apps, die nur beim ersten Öffnen einen bestimmten Willkommens-Screen anzeigen, oder nur zu bestimmten Zeiten Werbung einblenden. Daher wiederholen wir die Tests mindestens drei Mal. 

Die Daten, die während einem Test über das Internet versendet und empfangen werden, leiten wir auf einen Computer um, den wir kontrollieren. Dort können wir die Daten untersuchen. Wir messen das Volumen der übertragenen Daten und ermitteln, an wen oder von wem sie gesendet wurden.

Gute Daten, schlechte Daten

Fast alle Apps verbinden sich mit dem Internet und übertragen Daten. Oft ist das für die Funktion nötig. So muss eine Wetter-App zum Beispiel die Wetterdaten für den Ort abrufen, für den du das Wetter wissen möchtest.

Viele Apps übertragen aber auch Daten, die für die Funktion gar nicht nötig sind. Zum Beispiel, um dir Werbung einzublenden. Oder um dich zu tracken - also um Informationen über dich zu sammeln. Zum Beispiel, welche Apps du wie lange nutzt, welche Webseiten du aufrufst oder welche Musik du gerne hörst.

Meistens sind es spezialisierte Dienstleister, die dich tracken und Werbung in der App einblenden. Diese Apps nehmen dann nicht nur Kontakt zu den Servern des eigenen Anbieters auf, sondern auch zu verschiedenen anderen Firmen, die Werbe- und Analysedienstleistungen anbieten. Wir haben eine Datenbank aufgebaut, in der die Internetadressen von den meisten dieser Dienstleister verzeichnet sind. Wenn eine App im Test Daten an eine solche Adresse sendet oder von dort erhält, ordnen wir diesen Datenverkehr der Kategorie "Werbung oder Analyse" zu.

Wenn Daten an einen Server gesendet werden, den der Anbieter der App selber betreibt, oder der zu einem Cloud-Dienst gehört, dann gehen wir davon aus, dass dieser Datenverkehr für die Funktionalität der App selber notwendig ist.

So können wir am Ende des Tests nicht nur sagen, wie viel Daten insgesamt geflossen sind, sondern auch, wie groß der Anteil war, der für die Funktion nicht unbedingt nötig war.

Stromverbrauch berechnen

Das übermittelte Datenvolumen ist bei der Frage nach der Klimaverträglichkeit von Apps natürlich nur ein Zwischenwert. Wichtig ist am Schluss, wie viel Treibhausgas-Emissionen dadurch entstehen – denn diese heizen das Klima auf.

Daher berechnen wir anschließend, wie viel Strom die Übertragungsinfrastruktur verbrauchen würde, um das gemessene Datenvolumen zu transportieren. Für die Berechnung verwenden wir ein Modell aus dem Forschungsprojekt „Green Cloud Computing“. Finanziert wurde dieses Projekt vom Umweltbundesamt, durchgeführt haben es Wissenschaftler*innen vom Öko-Institut in Berlin und vom Fraunhofer IZM (Gröger et al., 2021). In dem Projekt haben die Forscher*innen untersucht, wie viel Strom auf welchem Netzabschnitt verbraucht wird, wenn eine bestimmte Datenmenge übertragen wird. Daraus haben sie ein Modell erstellt.

Die Werte, die wir daraus berechnen, sind nicht vollkommen identisch mit echten Messwerten. Zum Beispiel nimmt das Modell für den Betrieb einer 4G-Sendestation einen bestimmten Stromverbrauch an. Diese Annahme beruht auf Durchschnittswerten. In Wirklichkeit können verschiedene 4G-Sendestationen natürlich unterschiedlich viel Strom verbrauchen, je nachdem, wie alt sie sind, von welchem Hersteller sie stammen und welche Sendeleistung sie haben. Das Modell liefert also jeweils nur einen ungefähren Wert.

Der Stromverbrauch ändert sich je nachdem, in welchem Netz man sich befindet. Warum das so ist, erklären wir in unserem Beitrag: 5G - warum das schnellste Netz auch das klimafreundlichste ist.

 

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