Die dringendsten Aufgaben unseres Klima-Kabinetts und der EU

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15. 5. 2019 -- Unsere Politiker sind schlecht informiert. In der öffentlichen Diskussion über Klimawandel geht es drunter und drüber. „Die deutsche Klimapolitik scheitert“ schreibt DER SPIEGEL-Leitartikel vom 30. 3. 2019. Am 31. 3. 2019 schreibt DER SPIEGEL on-line: „Die Kinder sind längst noch nicht wütend genug“. Unglaublich: Diesel-Fahrverbote: statt der Täter werden die Opfer bestraft! Bei weitem größter Verursacher von Treibhausgas-Emission ist der Stromverbrauch des Internet und anderer Big-Data-Stationen: (das Internet als Klimakiller) Deren Stromverbrauch ist überaus monströs. (Und Notstromaggregate sind hierbei meistens Dieselmotoren von der Größe einer Dampflokomotive.) Die Emissionen aus der nötigen Stromerzeugung sind ungeheuer viel höher als die des gesamten weltweiten Flugverkehrs zusammen mit der gesamten weltweiten Schifffahrt. Der Energiehunger des Internet hat sich seit dem Jahr 2000 alle fünf Jahre fast verdoppelt. Wäre das Internet ein Land, wäre es gemessen am Stromverbrauch das fünftgrößte Land der Welt. Gemäß Prognose von Ulrich Clauß soll das Web um 2030 so viel Strom verbrauchen, wie im Jahr 2011 die gesamte Weltbevölkerung. Stromfresser Internet - Wird dessen Stromverbrauch einmal unbezahlbar? Aber trotzdem kommt das Internet in den Planungen unserer Klimaschützer überhaupt nicht vor! Das immer noch rasch wachsende Internet ist 30 Jahre alt und wird von mehr als 4 Milliarden Menschen benutzt. Der ebenfalls massive gesamte Stromverbrauch der von diesen benutzten Geräte kommt noch dazu! Wieviel Strom private Computer verbrauchen, läßt sich nicht messen. Die EU ist „für ein Klima-neutrales Europa“? Warum diese Beschränkung auf nur ein Fünftel der Weltbevölkerung? Damit lösen wir hier das Klimaproblem überhaupt nicht, denn das Internet ist eine weltweit sehr stark vernetzte Struktur (Bild 1).

                  Bild1: Unterwasser-Kabel zwischen Google-Datenstationen des Internet

Die heute dominanten Computer beruhen auf dem fast 80 Jahre alten äußerst ineffizienten „von-Neumann-Paradigma“. Ursachen von deren wahnsinnig hohem Stromverbrauch werden erklärt durch das „von-Neumann-Syndrom“. Eine neue Konkurrenz des Mikroprozessors, auch genannt Xputer, hat eine um mehrere Größenordnungen schnellere Arbeitsgeschwindigkeit (speed-up genannt) und gleichzeitig einen um mehrere Größenordnungen niedrigeren Stromverbrauch. Dies wurde bewiesen durch eine Vielzahl von Umwandlungs-Projekten, wobei existierende Programme auf Xputer-Basis neu implementiert wurden. Das höchste mir bekannte „speed-up“ hat den Faktor 28.514 bei gleichzeitiger sehr starker Senkung des Stromverbrauchs: hier nämlich dividiert durch 3.439. Weitere massive Stromersparnisse ergäben sich bei Datenzentren allein schon dadurch, dass dann keine Klimaanlagen mehr nötig wären.
                                      Bild 2: NSA-Datenzentrum in Bluffdale, USA (Quelle: businessinsider.com )

Der Xputer benötigt als Bauelemente sogenannte „FPGAs“ („Field-Programmable Gate Arrays“), die 1984 auf den Markt kamen und seitdem ständig verbessert wurden. Für die Umwandlung eines Computer-basierten Systems in eine Xputer-basierte Struktur ist ein Programmierer nicht qualifiziert, da übliche Software-Engineering-Kurrikula nur eine prozedurale Denkweise lehren. Die Xputer-Programmierung ist jedoch „twin paradigm“ wobei prozedurale und strukturelle Konzepte sehr stark miteinander verzahnt sind. Deshalb wächst wegen viel zu langer Entwicklungszeit die Zahl erfolgreicher Umprogrammierungen um mehrere Größenordnungen zu langsam.

FPGAs kamen 1984 auf den Markt. Googeln ergibt "About 40.900.000 results" (Febr. 2019). FPGA: Was ist das? Etwa 80 interationale Konferenzreihen sind konzentriert auf FPGAs, etwa 60 Konferenzreihen bringen oft etwas über FPGAs, während mehrere Tausend Konferenzreihen gelegentlich FPGAs behandeln. Siehe die Liste !! Schon lange gibt es Mikroprozessoren mit FPGA auf dem gleichen Mikrochip! Aber in den Massenmedien kommen FPGAs überhaupt nicht vor! Deshalb haben Politiker keinerlei Ahnung, warum diese so wichtig sind. Wir brauchen dringend ein Tutorium für Journalisten. Bild 3 zeigt eine Teraco Daten-Station in Kapstadt. Man sieht: -zig Tausende von Einschüben müssen ersetzt werden durch einen neuen Typ mit FPGA-Anwendung. Deren Größe, sowie die benötigte Anzahl wird dabei um mehrere Größenordnungen geringer!

Weltweit gibt es ca. 10 Millionen Datenstationen. Zu den Internet-Datenstationen kommen noch weitere Big-Data Server hinzu, von Organisationen und Firmen, wie beispielsweise Amazon. Weit mehr als 1000 Datenstationen sind soge-nannte „Hyper-Scale Data Centers“, die meist viel größer sind als ein Fußballstadion (s. Bild 2 u. 3). Der Stromverbrauch dieser Anlagen verursacht die weltweit größte Emission von Treibhausgasen. Diese sind bei Weitem größte Verursacher der Klimakatastrophe: der Auspuff des Internet ! Prognosen über das weitere Wachstum des Stromverbrauchs all dieser Infrastrukturen sind erschreckend! Dies kommt in den Planungen unseres Klima-Kabinetts und der EU überhaupt nicht vor! Deshalb muss dringend gefordert werden, dass die EU schnellstens eine massive Forschungsförderung anbietet für eine um mehrere Größenordnungen schnellere weltweite Server-Umprogrammierung auf die FPGA-basierte „twin paradigm“-Methode. Unser Klima-Kabinett in Berlin muss dies rasch dringend fordern. Dies sollte spätestens auf dem EU-Gipfel im Mai durchgesetzt werden: Ein detaillierter Vorschlag über durchzuführende Forschung: click here.


Im Jahr 2018 hatten wir in Europa (nicht nur) weit unterdurch-schnittliche Regenmengen, weit überdurchschnittliche Tempera-turen, und überdurchschnittlich viele Sonnenstunden. Die außer-gewöhnliche Dürre (Bild 4 u. 5) reichte bis weit in den Spätherbst und dann sogar in die Adventswochen hinein. Dabei kam es nicht nur zu zahlreichen Waldbränden, Ernteausfällen und vielen weiteren Hitzeschäden verschiedener Art. Wegen niedriger Wasserstände wurde die Binnenschifffahrt massiv behindert und der Benzin-Preis erhöht. Grundwasservorräte nehmen rasch ab!! Eine dramatische Wasser-Knappheit droht! Erschreckende Bilder: „ausgetrocknetes Flussbett“, „Entwicklung der Dürre des Oberbodens„ u. weitere schlimme Bilder: Wikipedia! Noch etwas ganz anderes: Wäre das ein Wichtiger Schritt zur Rettung des Klimas: Das Bevölkerungswachstum drosseln? Klicke hier!


Twin Paradigm
Bild 3: Teraco Daten-Station in Kapstadt

Weltweit gibt es ca. 10 Millionen Datenstationen. Zu den Internet-Datenstationen kommen noch weitere Big-Data Server hinzu, von Organisationen und Firmen, wie beispielsweise Amazon. Weit mehr als 1000 Datenstationen sind sogenannte Hyper-Scale Data Centers“, die meist viel größer sind als ein Fußballstadion (s. Bild 2 u. 3). Der Stromverbrauch dieser Anlagen verursacht die weltweit größte Emission von Treibhausgasen. Diese sind bei Weitem größte Verursacher der Klimakatastrophe: der Auspuff des Internet! Prognosen über das weitere Wachstum des Stromverbrauchs all dieser Infrastrukturen sind erschreckend! Dies kommt in den Planungen unseres Klima-Kabinetts und der EU überhaupt nicht vor! Deshalb muss dringend gefordert werden, dass die EU schnellstens eine massive Forschungsförderung anbietet für eine um mehrere Größenordnungen schnellere weltweite Server-Umprogrammierung auf die FPGA-basierte „twin paradigm“-Methode. Unser Klima-Kabinett in Berlin muss dies rasch dringend fordern. Dies sollte spätestens auf dem EU-Gipfel im Mai 2019 durchgesetzt werden. Hier ein detaillierter Vorschlag über durchzuführende Forschung: klicke hier !!

                                 Bild 4: Extreme Dürre und Hitze in Europa 2018 (und später?) (Wikipedia)

In 2018 hatten wir auch in Europa weit unterdurchschnittliche Regenmengen, weit überdurchschnittliche Temperaturen, und überdurchschnittlich viele Sonnenstunden. Die außergewöhnliche Dürre (Bild 4 u. 5) reichte bis weit in den Spätherbst hinein und dann sogar bis in die Adventswochen. Dabei kam es zu zahlreichen Waldbränden, Ernteausfällen und vielen weiteren Hitzeschäden. Wegen niedriger Wasserstände wurde die Binnenschifffahrt massiv behindert und wegen der dadurch erhöhten Transportkosten der Benzin-Preis erhöht. Abnehmende Grundwasservorräte! Siehe auch Wasser-Knappheit! Welt ohne Wasser: Geschichte und Zukunft eines knappen Gutes Wasser ist Grundvoraussetzung für Leben. Erschreckende Bilder: „ausgetrocknetes Flussbett“, „Dürre des Oberbodens„ u. weitere schlimme Bilder: siehe Wikipedia!

In Irland und Schottland wurden die höchsten Temperaturen seit Beginn der Wetteraufzeichnungen gemessen (Wiki). Skandinavien berichtet Rekordhitze u. massive Waldbrände. Lettland und Litauen rufen den nationalen Notstand wegen Dürre aus. Im Dezember 2018 wurde der Begriff „Heißzeit“ zum Wort des Jahres 2018 gekürt. Wie wird all dies im Jahre 2019 und danach aussehen? Wird die Dürre und deren katastrophale Folgen noch schlimmer werden?

Es ist erschreckend, dass die Planungen aller unserer Klima-politiker mit dem Zeitaufwand extrem großzügig umgehen. Das Jahr 2019 muss für Deutschland zum Klimajahr werden. Angesichts weltweit eskalierender Klimakrise ist es höchste Zeit, dass die Bundesregierung ernsthaft und entschieden wirkungsvolle Maßnahmen gegen die Erderhitzung umsetzt. Aber der Vorschlag der Europäischen Kommission, eine klimaneutrale EU bis 2050 zu erreichen, wird wirksam leider erst innerhalb von 30 Jahren und nur innerhalb der EU!



Twin Paradigm
Bild 5: Eiche mit bräunlichem Laub (Wiki)





Am 16. 5. 2019 schreibt die BNN (Badische Neueste Nachrichten) "Zur Europawahl 2019: Was wollen die Parteien?": Wie wird Europa seiner Verantwortung im Kampf gegen den Klimawandel gerecht? Unter CDU/CSU heißt es dort: Die Union sieht Europa als "Antreiber für weltweiten Klimaschutz". ... "Mit mehr Investitionen in nachhaltige Technologien und Innovationen können wir weiterhin Wirtschaftswachstum mit Klima- und Umweltschutz vereinen." Aber leider konzentriert man sich dort nicht darauf durch das, was in diesem Papier dann noch weiter gefordert wird. Unter "grünen Technologien" versteht man leider nicht die FPGA-Anwendung zur drastischen Reduktion des Stromverbrauchs der Welt. Unsere Politiker haben offenbar überhaupt keine Ahnung davon, daß das bei Weitem allerwichtigste Klimaproblem der Welt der Stromverbrauch des Internet ist, der durch FPGA-Anwendung um Größenordnungen reduziert werden kann.