5G im Klimacheck: So effektiv arbeitet das neue Mobilfunknetz

Der Klimawandel ist tagtäglich Thema in den Medien. Kein Wunder, dass dort mittlerweile auch die ungewöhnlichsten Dinge auf den Prüfstand bezüglich der CO2-Belastung kommen. So steht der Stromverbrauch von Rechenzentren, die „Klimasünde“ Videostreaming und auch die mobile Datennutzung im Klimacheck. Da klingt es fast zu gut um wahr zu sein: 5G spart Strom und das nach Rechnung von Vodafone sogar gewaltig. Die neuste Mobilfunk-Generation überträgt die gleiche Datenmenge mit fast 80 Prozent weniger Energie als ein Vorgänger 4G und sogar 98 Prozent weniger als UMTS. Doch wie kann das sein? Studien besagen doch schließlich, dass 5G deutlich mehr Strom benötigt als beispielsweise LTE?

Daten verbrauchen Strom

Die Erkenntnis ist nicht neu: Je mehr Daten wir verbrauchen, umso mehr Strom verbrauchen wir. Da müssen riesige Datenzentren gebaut und aufwendig gekühlt werden, Server brauchen massig Strom und auch die Übertragung zum Kunden verbraucht Strom – beispielsweise die Mobilfunkmasten, denn immer mehr wird auch mit dem Smartphone gesurft und gestreamt. Da klingt es erst einmal logisch, dass der Umstieg auf die neue Mobilfunkgeneration 5G mit deutlich schnelleren Datenraten doch auch dem Verhältnis entsprechend mehr Strom verbrauchen muss, oder? Nein, sagt Vodafone und verweist auf die Effizienz des neuen Mobilfunkstandards.

Evolution wie Glühlampe zu Energiesparlampe

Studien sagen zwar, 5G braucht drei Mal mehr Strom als LTE und tatsächlich ist der Stromverbrauch einer 5G-Station auch höher als der einer LTE-Station. Aber: Eine 5G-Station transportiert dafür auch deutlich größere Datenmengen als eine LTE-Station. Die neuste Mobilfunk-Generation überträgt die gleiche Datenmenge mit fast 80% weniger Energie als sein Vorgänger 4G. Und sogar mit 98% weniger als das alte 3G. Damit spart der Wechsel auf 5G im Verhältnis – zumindest rechnerisch – mehr Energie als die Umstellung von der Glühbirne zur Energiesparlampe. Denn die kommt auf maximal 80% Energie-Ersparnis. Dazu ein kleines Rechenbeispiel: 5G benötigt für die Übertragung von einem Gigabyte Daten (zum Beispiel eine Stunde lang Streamen mit Netflix) etwa eine Wattstunde (Wh) Energie. LTE benötigt dafür schon 3,5 Wattstunden und 3G bzw. UMTS sogar 40 Wattstunden. Letzteres reicht aus, um eine herkömmliche Glühlampe mit 40 Watt eine Stunde leuchten zu lassen. Eine LED-Lampe (mit angenommen 8 Watt Verbrauch) hingegen würde mit einer Wattstunde von 5G immerhin etwa 7 Minuten lang brennen – mit den 40 Watt von UMTS sogar satte 5 Stunden.

Quelle: © Vodafone

5G ein intelligentes Mobilfunknetz

Der Stromspareffekt kommt nicht nur vom höheren Datendurchsatz bei 5G. Das Netz kann auch intelligent agieren. Die dahinterstehende Technik nennt sich Beamforming. Vereinfacht erklärt: 5G funkt Nutzer-orientiert. Das Netz und seine Leistungsfähigkeit passen sich an den tatsächlichen Bedarf an. Bewegen wir uns mit dem Smartphone in der Nähe einer 5G-Station, bewegt sich das Netz mit uns und stellt, genau dort wo wir uns bewegen, zielgerichtet die höchste Leistung bereit. Das bedeutet auch: Wo sich kein Nutzer bewegt, gehen kaum Netzkapazitäten ungenutzt verloren. Und: Hier wird dann auch kaum Strom verbraucht. LTE hingegen funkt Standort-orientiert. Die Mobilfunk-Technik rund um einen Standort stellt immer gleichbleibend und unabhängig von den Nutzern, die sich hier bewegen, Netzkapazitäten zur Verfügung und überträgt wie verarbeitet permanent Basisinformationen. Auch dann, wenn diese gar nicht gebraucht werden, weil sich über Stunden kein Nutzer im Radius des Standortes aufhält. Es liegt auf der Hand: Dabei gehen Netzkapazitäten verloren.

Vodafone setzt auf grünen Strom

Bis 2024 will Vodafone seinen Stromverbrauch auf „Grün“ umgestellt haben. Nehmen wir an, dass sich das jährliche Mobilfunk-Datenvolumen auch in Deutschland verfünffacht – auf dann mehr als 10 Milliarden Gigabyte Daten. Eine unvorstellbare Größenordnung, aber durchaus realistisch. Dann könnten 5G-Antennen diese Datenmassen mit dem Einsatz von etwa 10 Millionen Kilowattstunden (kWh) Energie transportieren. Würden wir auf 5G verzichten und stattdessen das LTE-Netz ausbauen, bräuchten wir deutlich mehr LTE-Antennen und etwa 35 Millionen kWh Strom für die Datenübertragung. Würden die Datenmassen ausschließlich mit 3G übertragen, bräuchte das sogar rund 400 Millionen Kilowattstunden Strom. Auch wenn also der Datenhunger steigt – und das wird er – durch effizientere Technologien wie 5G wird der hierfür erforderliche Stromverbrauch zumindest nicht proportional steigen.