Software-as-a-Service-(SaaS)-Unternehmen erkennen zunehmend die Umweltwirkungen ihrer digitalen Aktivitäten. Der CO₂-Fußabdruck cloudbasierter Dienste geht weit über den reinen Energieverbrauch der Server hinaus und umfasst den gesamten Softwarelebenszyklus – von der Entwicklung über den Einsatz bis hin zum laufenden Betrieb und der Nutzererfahrung. Da der IKT-Sektor laut der World Bank für 1,5 % bis 4 % der weltweiten CO₂-Emissionen verantwortlich ist, stehen SaaS-Anbieter vor der Herausforderung und Chance, eine führende Rolle bei der nachhaltigen digitalen Transformation einzunehmen.
Dieser Leitfaden zeigt praxisorientierte Strategien auf, mit denen SaaS-Unternehmen ihren CO₂-Fußabdruck reduzieren können, ohne dabei Leistung, Zuverlässigkeit und Nutzererlebnis nur zu erhalten – sondern diese sogar zu verbessern. Im Fokus nachhaltiger Softwareentwicklungspraktiken erläutern wir, wie die Optimierung von Code, Infrastruktur und Entwicklungsprozessen neben betrieblichen Effizienzsteigerungen auch erhebliche ökologische Vorteile mit sich bringen kann.
Emissionen in SaaS-Betriebsabläufen verstehen
Der CO₂-Fußabdruck von SaaS-Betrieben resultiert hauptsächlich aus dem Energieverbrauch der Rechenzentren sowie der Effizienz des Software-Codes. Diese Emissionen lassen sich in der Regel in drei Kategorien einteilen:
Für die meisten SaaS-Unternehmen stammen die größten Emissionsanteile aus Scope-3-Quellen, insbesondere aus eingekauften Cloud-Diensten. Einer Analyse von Klaaßen & Stoll (2021), veröffentlicht in Nature Communications, zufolge werden die Emissionen von IT-Softwareunternehmen häufig unterschätzt – bedingt durch uneinheitliche Messmethoden und unvollständige Abgrenzungen.
Wenn ein Unternehmen von einer On-Premise-Infrastruktur auf Cloud-Services umsteigt, verlagern sich Emissionen, die zuvor als Scope 1 oder 2 klassifiziert waren, in den Scope 3-Bereich, wie Mytton (2020) feststellt. Diese Bilanzierungssituation reduziert die Emissionen nicht, sondern verschiebt die Verantwortung – weshalb es umso wichtiger ist, die Umweltpraktiken des Cloud-Anbieters genau zu verstehen.
Infrastruktur zur Steigerung der Energieeffizienz optimieren
Die Optimierung Ihrer Infrastruktur gehört zu den wirkungsvollsten Maßnahmen, um Ihren CO₂-Fußabdruck zu reduzieren. Im Folgenden finden Sie zentrale Strategien zur effektiven Verwaltung von Cloud-Ressourcen:
Rechteckung und automatisches Skalieren umsetzen
Die Serveroptimierung beginnt mit einer passenden Dimensionierung und dynamischer Skalierung. Rightsizing sorgt dafür, dass Sie nicht mehr Rechenressourcen bereitstellen, als tatsächlich benötigt werden, während Autoscaling die Ressourcen automatisch der Nachfrage entsprechend anpasst.
Laut einer Studie von Wang et al. (2023) führte die vollständige Automatisierung der Skalierung in Rechenzentren während eines stark frequentierten Shopping-Festivals zu einer Reduktion von 947 Tonnen CO₂-Emissionen und einer Einsparung von über 1,5 Millionen kWh Strom. Für SaaS-Unternehmen bedeutet das:
- Überprüfen Sie regelmäßig Ihre virtuellen Maschinen und Container, um überdimensionierte Ressourcen zu erkennen.
- Autoscaling-Richtlinien anhand tatsächlicher Anwendungsmetriken konfigurieren statt zeitbasierter Regeln
- Erwägen Sie den Einsatz von „Spot Instances“ für nicht-kritische Arbeitslasten, die ungenutzte Cloud-Kapazitäten zu günstigeren Preisen nutzen.
Setzen Sie auf Containerisierung für mehr Effizienz
Containerisierung bietet deutlich höhere Effizienzvorteile gegenüber herkömmlicher Virtualisierung. Technologien wie Docker und Kubernetes ermöglichen eine bessere Ressourcenauslastung und einen geringeren Energieverbrauch:
- Container benötigen weniger Ressourcen als vollwertige virtuelle Maschinen, sodass auf derselben Hardware mehr Anwendungen ausgeführt werden können.
- Orchestrierungswerkzeuge optimieren die Containerplatzierung für eine maximale Serverauslastung
- Die geringe Ressourcenbelastung von Containern ermöglicht ein schnelleres Hoch- und Runterskalieren bei schwankender Nachfrage.
Ein praxisnahes Beispiel liefert Nordstrom, zitiert von Férdeline (2021). Der Einzelhändler wechselte von tausenden virtuellen Maschinen mit nur 4 % durchschnittlicher Auslastung auf den Einsatz von Kubernetes, wodurch die Auslastung auf 40 % gesteigert und der Infrastruktur-Fußabdruck um 90 % reduziert wurde – was zu erheblichen Einsparungen bei den CO₂-Emissionen führte.
Nachhaltige Cloud-Regionen auswählen
Nicht alle Rechenzentren sind hinsichtlich ihrer CO₂-Intensität gleichwertig. Laut Climatiq kann die CO₂-Intensität von Cloud-Regionen je nach örtlichem Strommix um den Faktor 5 oder mehr variieren.
Beim Bereitstellen Ihrer SaaS-Anwendung:
- Verwenden Sie Tools wie den Cloud Region Picker von Google, um die CO₂-Intensität verschiedener Regionen zu beurteilen.
- Beziehen Sie CO₂-Aspekte mit den Latenzanforderungen Ihrer Nutzerbasis in Einklang.
- Berücksichtigen Sie Multi-Region-Deployments, die für nicht latenzkritische Workloads Regionen mit niedrigen CO₂-Emissionen bevorzugen.
Effizienten, nachhaltigen Code schreiben
Während die Optimierung der Infrastruktur entscheidend ist, beeinflusst die Effizienz Ihres eigentlichen Softwarecodes direkt den Ressourcenverbrauch und den Energieeinsatz. Nachhaltige Praktiken im Software-Engineering können Ihren CO₂-Fußabdruck erheblich reduzieren und gleichzeitig die Leistung steigern.
Optimieren Sie die Datenbankprozesse
Datenbankoperationen machen häufig einen erheblichen Anteil am Energieverbrauch von SaaS-Anwendungen aus:
- Setzen Sie eine geeignete Indexierung ein, um Abfragezeiten und Ressourcenverbrauch zu minimieren.
- Verwenden Sie Caching-Strategien, um wiederholte Datenbankabfragen zu minimieren.
- Erwägen Sie den Einsatz von NoSQL- oder spezialisierter Datenbanken für bestimmte Arbeitslasten, anstatt alles in eine traditionelle relationale Datenbank zu zwängen.
- Abfragemuster optimieren, um Datenübertragungsvolumen und Verarbeitungsressourcen zu minimieren
Nutzen Sie Code-Profiling und Refactoring
Die Identifikation und Beseitigung ineffizienten Codes ist entscheidend für die Nachhaltigkeit. Laut Shi et al. (2024) führte die Optimierung rechnerischer Prozesse in großen Sprachmodellen zu einer Reduktion des CO₂-Fußabdrucks um das bis zu 157-Fache.
Für Ihre SaaS-Anwendung:
- Nutzen Sie Profiling-Tools, um Engpässe in der Performance und ressourcenintensive Codeabschnitte zu identifizieren.
- Führen Sie performanceorientiertes Refactoring durch, um häufige Antipatterns zu beheben.
- Erwägen Sie den Einsatz von Just-In-Time-(JIT)-Kompilierung bei geeigneten Programmiersprachen, um den Energieverbrauch zu senken.
Untersuchungen von Arcelli et al. (2017) zeigen, wie Refactoring-Techniken wie „Move Operation to New Component and Node“ Performance-Anti-Patterns beheben können, die Engpässe in Softwareabläufen verursachen, und dadurch sowohl die Nutzererfahrung verbessern als auch den Energieverbrauch senken.
Wählen Sie geeignete Programmiersprachen aus
Die Wahl der Programmiersprache kann den Energieverbrauch maßgeblich beeinflussen. Eine Studie, die native und Webanwendungen verglich, zeigte, dass native Anwendungen durchgängig weniger Energie verbrauchen, wie Horn et al. belegen.
Berücksichtigen Sie diese Faktoren bei der Auswahl von Programmiersprachen:
- Kompilierte Programmiersprachen (Go, Rust, C/C++) erzeugen in der Regel energieeffizientere ausführbare Dateien als interpretierte Sprachen (Python, JavaScript).
- Bei interpretierten Sprachen sollten native Funktionen und Bibliotheken wann immer möglich genutzt werden.
- Setzen Sie Energieeffizienz in ein ausgewogenes Verhältnis zu Entwicklungs-geschwindigkeit und Wartungsanforderungen
Die energiebezogenen Auswirkungen der Sprachwahl werden mit wachsendem Umfang immer bedeutender. Bei SaaS-Betrieben mit hohem Transaktionsvolumen können bereits kleine Effizienzsteigerungen pro Vorgang zu erheblichen Einsparungen bei Energie und Kosten führen.
Nachhaltige CI/CD-Pipelines implementieren
Continuous Integration/Continuous Delivery (CI/CD)-Pipelines beanspruchen in vielen SaaS-Entwicklungsumgebungen einen erheblichen Teil der Rechenressourcen. Durch ihre Optimierung lassen sich sowohl die Emissionen während der Entwicklungszeit reduzieren als auch die Produktivität der Entwickler steigern.
Testdurchführung beschleunigen
Tests sind für die Qualitätssicherung unerlässlich, können jedoch erhebliche Ressourcen binden, wenn sie nicht optimiert sind:
- Führen Sie Tests parallel auf mehreren CPU-Kernen statt nacheinander durch
- Implementieren Sie eine Testsegmentierung, um nur die durch Codeänderungen betroffenen Tests auszuführen.
- Caching-Mechanismen nutzen, um wiederholte Auf- und Abbauvorgänge zu vermeiden
- Erwägen Sie containerisierte Testumgebungen, die schnell gestartet und wieder heruntergefahren werden können.
Ereignisgesteuerte Architektur implementieren
Eine ereignisgesteuerte Architektur kann unnötige Rechenlasten deutlich reduzieren:
- Polling-Mechanismen durch Push-Benachrichtigungen und Ereignis-Auslöser ersetzen
- Implementieren Sie asynchrone Verarbeitung für ressourcenintensive Vorgänge
- Mikroservices so gestalten, dass sie nur bei Bedarf reagieren, statt ständig nach Updates zu prüfen.
Laut Plan A’s Forschung zur IT-Dekarbonisierung vermeiden ereignisgesteuerte Architekturen unnötige Status-Update-Anfragen zwischen Services und reduzieren so sowohl den Netzwerkverkehr als auch die Rechenlast.
Nutzer schulen und die Lebensdauer von Software verlängern
Die Wirkung Ihrer SaaS-Anwendung reicht bis in die Art und Weise, wie Ihre Nutzer mit ihr interagieren. Schulung und Designentscheidungen können den Energieverbrauch auf Nutzerseite erheblich beeinflussen.
Energieeffiziente Nutzungsweisen fördern
Richtlinien zur Unterstützung der Nutzer bei der Minimierung ihres Energieverbrauchs:
- Aktivieren und fördern Sie den „Dark Mode“ für OLED-/AMOLED-Displays, um den Energieverbrauch zu senken.
- Gestalten Sie Ihre Anwendung so, dass sie durch responsives Design auf mobilen Geräten weniger Ressourcen verbraucht.
- Implementieren Sie automatische Sitzungszeitüberschreitungen und Abmeldungen bei Inaktivität, um die Hintergrundverarbeitung zu minimieren.
Design für eine lange Lebensdauer von Software
Software, die häufig ersetzt oder aktualisiert werden muss, führt zu höheren Gesamtemissionen:
- Modulare Architekturen entwickeln, bei denen einzelne Komponenten aktualisiert werden können, anstatt komplette Austauschlösungen zu erfordern.
- Implementieren Sie Abwärtskompatibilität, um die Lebensdauer Ihrer Software zu verlängern
- Berücksichtigen Sie die Umweltauswirkungen über den gesamten Lebenszyklus bei der Planung großer Softwareänderungen oder Migrationen.
Fortschritte messen und verfolgen
Um Ihren CO₂-Fußabdruck wirkungsvoll zu reduzieren, müssen Sie Ihre aktuellen Emissionen messen und Fortschritte kontinuierlich verfolgen.Die CO₂-Management-Plattform von Plan A stellt spezialisierte Tools für Softwareunternehmen bereit, mit denen Emissionen erfasst, berichtet und gesenkt werden können.
Wichtige Kennzahlen, die verfolgt werden sollten, sind:
- Energieverbrauch pro Nutzer oder Transaktion
- Server-Auslastungsraten
- Energieeffizienz Ihres Codes im Zeitverlauf
- CO₂-Intensität Ihrer Cloud-Anbieter und Regionen
Die Dekarbonisierung Ihrer SaaS-Betriebe erfordert einen vielschichtigen Ansatz, der Infrastrukturoptimierung, effizienten Code, Entwicklungspraktiken und Nutzeraufklärung umfasst. Durch die Umsetzung der in diesem Leitfaden beschriebenen Strategien können Sie Ihren CO₂-Fußabdruck erheblich reduzieren – häufig verbunden mit verbesserter Leistung und geringeren Betriebskosten.
Die Entwicklung hin zu nachhaltiger Software ist nicht nur ein Umweltgebot, sondern wird zunehmend zu einer unternehmerischen Notwendigkeit, da Kunden, Investoren und Regulierungsbehörden Umweltleistung immer stärker priorisieren. Unternehmen, die in diesem Bereich eine Vorreiterrolle übernehmen, sichern sich Wettbewerbsvorteile durch effiziente Betriebsprozesse, Einhaltung gesetzlicher Vorgaben und klare Marktpositionierung.
Für eine vertiefte technische Auseinandersetzung mit nachhaltigen Prinzipien des Software Engineerings lesen Sie Plan A’s ausführliche Ressource zur Dekarbonisierung der IT. Um den umfassenderen Einfluss von Green IT auf die Unternehmensemissionen zu verstehen, entdecken Sie, wie Green IT zur Reduktion Ihrer Unternehmensemissionen beitragen kann.
Bereit für den Einstieg in Ihre SaaS-Dekarbonisierungsreise? Kontaktieren Sie die Experten von Plan A, um zu erfahren, wie unsere Plattform Ihnen dabei helfen kann, Ihren CO₂-Fußabdruck mit wissenschaftlich fundierten Methoden zu messen, zu berichten und zu reduzieren – speziell zugeschnitten auf Softwareunternehmen.
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