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Die Ökologie des Musikstreamings

Die Corona-Pandemie hat dem Musikstreaming einen zusätzlichen Schub gegeben, was nicht nur an den Umsatzzuwächsen der Streamingdienste, sondern auch an vielen neuen Streaming-Lösungen für Live-Musikevents ablesbar ist. Damit hat sich nicht nur das Streaming-Angebot vergrößert, sondern der Datenkonsum und damit zusammenhängend auch der Energieverbrauch haben sich erhöht. In den Medien sind bereits vor der Corona-Krise Berichte aufgetaucht, in denen Streaming als klimaschädlich und in Anlehnung an die Flug-Scham der Begriff der Streaming-Scham die Runde machte.[1] Dieser Blogbeitrag geht nun der Frage nach, welchen CO2-Fußabdruck das Musikstreaming hinterlässt und wie ökologisch nachhaltig die Musikstreaming-Ökonomie ist?

Die Ökologie des Musikstreamings

Bevor die Frage nach dem CO2-Fußabdruck von Musikstreaming beantwortet werden kann, muss zuerst die technische Infrastruktur, die das Streamen überhaupt erst ermöglicht, beleuchtet werden. Was passiert, wenn wir über eine Musikstreaming-App auf unserem Smartphone einen Song aufrufen und abspielen? Woher kommt die Musik und wie gelangt sie auf unser Endgerät?

Die technische Infrastruktur des Musikstreamings

Eine Musikstreaming-App wird im Fachjargon als Client, d.h. Computerprogramm bezeichnet, der in einem Netzwerk eine Anfrage stellt. Allerdings wendet sich unser Client nicht direkt an den Server eines Streamingsdienstes – beispielsweise Spotify –, sondern die Anfrage wird an ein Content Delivery Network (CDN) gerichtet. Ein CDN ist ein regionales Netzwerk verbundener Server bzw. Rechner, das auf die Auslieferung großer Mediendateien spezialisiert ist. Ein CDN besteht aus einem Zentral- oder Ursprungsserver, auf dem die Musikfiles hinterlegt sind, und aus zahlreichen Replica-Servern, auf denen Kopien der Musikfiles zwischengespeichert werden, um einen raschen und gleichzeitigen Zugriff von Endgeräten zu ermöglichen.[2] Ziel ist es dabei, die Latenzzeit, also jene Zeit, die zwischen Anfrage und Antwort vergeht, möglichst gering zu halten, um Laufzeitverzögerungen und somit ein Unterbrechen des Streams zu vermeiden.

Damit das Musikfile ausgeliefert werden kann, muss das CDN eine Anfrage an ein Domain Name System (DNS) richten, um die IP-Adresse des Internetanschlusses zu identifizieren. Erst wenn der DNS-Server diese Information bereitstellt, kann das CDN Daten an das Endgerät schicken.[3]

Wie kommt nun das Musikfile auf den Ursprungsserver des Content Delivery Networks? Dafür sind Cloud-Anbieter wie Amazon Web Services, die Google Cloud, Microsoft Azure oder die Apple Cloud verantwortlich. Musikstreamingdienste wie Spotify, Tidal oder Deezer bedienen sich dieser Cloud-Speicherdienste, um die Musikfiles in den verschiedenen digitalen Formaten auf Servern zu hinterlegen. Die Musikaufnahmen selbst stammen wiederum von den phonografischen Unternehmen, die die Leistungsschutzrechte an den Aufnahmen an die Streamingdienste lizenzieren.

Die Cloud-Serviceanbieter verfügen entweder selbst über eine Server-Infrastruktur oder mieten sich bei Rechenzentren ein, die meist ein ganzes Netzwerk an Serverfarmen betreiben. So nutzen die Amazon Web Services (AWS) die Infrastruktur des Rechnungszentren-Betreibers Equinix, ein US-börsennotiertes Unternehmen, das weltweit hunderte Rechenzentren betreibt, allein sieben in Deutschland. Der US-Streamingdienst Tidal, der seine Wurzeln im norwegischen Streamingdienst WiMP hat, ist Kunde von AWS und nutzt somit auch die Server-Infrastruktur von Equinix (Devine 2019: 193). Spotify hingegen ist seit 2016 Kunde von der Google Cloud Plattform, nachdem das Unternehmen selbst versucht hatte, direkt die benötigten Speicher- und Rechnerkapazitäten zu mieten (ibid.).

Musikstreaming wird also über ein Netzwerk an Rechenzentren und Datennetzwerken ermöglicht (Abb. 1), die allesamt Energie benötigen und somit einen Beitrag zum CO2-Ausstoß leisten.

Abbildung 1: Die technische Infrastruktur des Musikstreamings

Quelle: Eigene Darstellung

Der Energiebedarf des Musikstreamings

Im Grunde genommen wird beim Musikstreamen auf drei Ebenen Energie verbraucht: (1) bei den Endgeräten, um die Musik abzuspielen; (2) in den Datennetzen, um die Musikfiles zu übertragen und (3) bei den Rechenzentren, um die Musikfiles zu speichern und verfügbar zu halten.

Die deutsche Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien (BITKOM) hat im Juni 2020 in einer ExpertInnen-Studie zur „Nachhaltigkeit von Streaming & Co.“ versucht, den Energiebedarf für das Streamen – also nicht nur für das Musikstreamen – auf diesen drei Ebenen zu eruieren. Dabei wird der Energieverbrauch von Rechenzentren, Datennetzen und Endgeräten für 2019 auf 1.100 bis 1.250 TWh geschätzt, was in etwa 5 Prozent des gesamten Elektrizitätsverbrauchs bzw. knapp 1 Prozent des weltweiten Primärenergieverbrauchs[4] entspricht (Coroamă 2020: 16).

Die Datennetze benötigen mit 400 bis 500 TWh die meiste Energie, gefolgt von den Rechenzentren mit 350 bis 400 TWh und den Endgeräten mit rund 350 TWh (ibid: 16). Natürlich wird die gesamte Infrastruktur nicht nur fürs Streamen verwendet, das aber mittlerweile einen großen Anteil ausmacht. Es ist aber schwierig, die Nutzungsarten bezüglich ihres Energieverbrauchs voneinander zu trennen. Hintemann und Hinterholzer (2020) erläutern, dass es sehr stark davon abhängt, mit welchem Endgerät und ob über Festnetz oder über ein Mobilfunknetz gestreamt wird. Am wenigsten Energie wird beim Streamen über ein Smartphone verbraucht. Tablets und Notebooks weisen dabei schon höhere Werte aus. Da sich die Autoren nur mit Videostreaming befassen, liegen keine Daten für Audiostreaming vor. Werden aber YouTube-Musikvideos in SD-Qualität übers Smartphone einen Stunde lang konsumiert, werden dafür lediglich 65 Wh benötigt. Bei einem Tablet sind es bereits 75 Wh und wird über ein TV-Gerät mit einen 65-Zoll-Bildschirm mit 8K-Qualität gestreamt, dann steigt der Energiebedarf auf 1.360 Wh, wobei nur 12 Prozent der Energie vom Gerät selbst verbraucht wird, aber 88 Prozent in den Datennetzen und Rechenzentren anfallen. Bei den Smartphones und Tablets ist der Anteil des Energieverbrauchs der Geräte mit 2 Prozent bzw. 6. Prozent noch wesentlich niedriger (ibid.: 3). Wird über ein Mobilfunknetz gestreamt, dann fällt der Energieverbrauch deutlich höher aus, wobei die neue 5G-Frequenz effizienter ist als 4G oder ältere Frequenzbänder. Allerdings verzichten die Autoren aufgrund methodischer Schwierigkeiten auf eine Berechnung (ibid.).

Auch wenn für Audiostreaming keine Daten verfügbar sind, kann dennoch angenommen werden, dass der Energieverbrauch dafür ein Bruchteil des Videostreamings ist, weil keine stromfressenden Bildschirme benötigt werden und die zu übermittelnde Datenmenge wesentlich kleiner ist. Im Greenpeace-Bericht „Clicking Green. Who is Winning the Race to Build a Green Internet?“ (2017) wird der Anteil von Musik am mobilen Datenverkehr pro Monat mit unter 1 Prozent angegeben, klar hinter Social Media-Nutzung, Software-Downloads und Web-Browsing, und weit hinter Videostreaming, das rund 80 Prozent des gesamten weltweiten mobilen Datenverkehrs ausmacht (Greenpeace 2017: 19).

Trotzdem macht es einen Unterschied, ob Musik heruntergeladen oder gestreamt wird, auch wenn die technische Infrastruktur im Hintergrund die gleich ist. So erfolgt beim Musik-Download ein einmaliger Datenfluss auf das Endgerät und dann ist der Energieverbrauch nur mehr lokal am Gerät. Beim Streaming muss hingegen ein ständiger Datenfluss aus dem oben beschriebenen Netzwerk aufrechterhalten werden. Sobald die ersten Daten auf das Gerät übermittelt werden, kann die Musik angehört werden, während gleichzeitig im Hintergrund die Daten heruntergeladen und zwischengespeichert werden. Es braucht dazu eine stabile und schnelle Internetverbindung, was wiederum Energie verbraucht. Noch mehr Energie muss beim Musikvideostreaming z.B. über YouTube aufgewendet werden, wie bereits ausgeführt wurde. Zusammengefasst kann an dieser Stelle also gesagt werden, dass der Musikdownload energiesparender als das Audiostreaming und das Audiostreaming energiesparender als das Musikvideostreaming ist.

Der CO2-Fußabdruck des Musikstreamings

2019 ging die Meldung durch die Medien, dass YouTube mindestens zehn Millionen Tonnen CO2 jährlich und damit so viel wie z.B. Frankfurt am Main verursacht.[5] Allerdings handelt es sich dabei um grobe Schätzungen. In der Borderstep-Studie von Hintemann und Hinterholzer (2020) wurde nun der Versuch unternommen, die CO2-Emissionen für das Videostreaming zu errechnen. Die Autoren zeigen, dass eine Stunde Streamen mit dem Smartphone oder Tablet über das Festnetz 30 bis 35 Gramm CO2 verursacht. Werden hingegen eine Stunde lang YouTube-Musikvideos in bester HD-Qualität auf einem 65-Zoll-Fernseher konsumiert, steigt der CO2-Ausstoß auf 880 Gramm. Im Vergleich dazu stößt ein Benzin-PKW mit einem Durchschnittsverbrauch von 10 Liter pro 100 Kilometer bereits 238 Gramm pro Kilometer CO2 aus. Bei einem Diesel-Fahrzeug mit gleichem Durchschnittsverbrauch sind es sogar 265 Gramm pro Kilometer.[6] Hintemann und Hinterholzer (2020: 4) schlussfolgern daher: Die Größenordnung der CO2-Emissionen durch Videostreaming liegt z.B. für eine Stunde in HD-Auflösung im Festnetz zwischen 100 und 175 Gramm und ist vergleichbar mit einem Kilometer Fahrt in einem Kleinwagen mit Verbrennungsmotor.“ Bedenkt man, dass das Audiostreaming nur einen Bruchteil der Energie von Videostreaming benötigt, so ist der CO2-Fußabdruck von Audio-Musikstreaming nicht wirklich besorgniserregend.

Die ökologische Nachhaltigkeit von Musikstreaming

Dennoch stellt sich die Frage, ob Musikstreaming ökologisch nachhaltiger im Vergleich zu anderen Musikformaten ist? Wie bereits gezeigt wurde, weist der Musikdownload eine wesentlich bessere Energiebilanz als Musikstreaming auf. Wie steht es aber mit CDs und den derzeit boomenden Vinyl-Schallplatten? Für diese physischen Produkte, zu der auch noch die Musikkassette zu zählen ist, muss sehr viel Kunststoff verarbeitet werden, was natürlich auch CO2-Emissionen nach sich zieht. Wurden 1977 am Höhepunkt der Vinyl-Verkäufe in den USA noch 57.884 Tonnen Kunststoff für Schallplatten verarbeitet, waren es 2000, bevor der CD-Boom zu Ende ging, bereits 61.096 Tonnen. Mit dem Siegeszug digitaler Musikformate und vor allem mit dem Musikstreaming ist der Kunststoffverbrauch der phonografischen Industrie in den USA 2016 drastisch auf 7.845 Tonnen zurückgegangen (Devine 2020: 198). Das bedeutet aber noch nicht, dass die CO2-Bilanz physischer Musikformate schlechter ausfällt als jene von Musikstreaming. Es muss dazu ein Vergleich zum Energieverbrauch für das Speichern und Verbreiten von digitalen Musikfiles gezogen werden. Und dabei schneidet das Musikstreaming schlecht ab. Während der CO2-Ausstoß für die physischen Formate (Vinyl-Schallplatte, Musikkassette und CD) von 1977 bis 2000 zwischen 140.000 Tonnen und 157.000 Tonnen schwankte, stiegen 2016 die CO2-Emissionen der phonografischen Industrie in den USA auf mindestens 205.000 Tonnen an. Pessimistischere Schätzungen gehen sogar von 350.000 Tonnen aus (Devine 2019: 198-199). Da der Musikstreaming-Markt seitdem weiter stark gewachsen ist, muss von einem noch viel höheren Wert ausgegangen werden.

Abbildung 2: Die CO2-Bilanz der phonografischen Industrie in den USA 1977, 2000 und 2016

Quelle: Eigene Darstellung nach Devine (2019: 198-199)

Das Musikstreamen ist in dieser Betrachtung also weniger ökologisch nachhaltig als die vermeintlich „schmutzige“ Schallplatten- und CD-Herstellung. Aber auch zwischen den Musikstreamingdiensten gibt es Unterschiede, wenn man den Anteil erneuerbarer Energie bei der Bereitstellung von Musik durch Spotify & Co. vergleicht. Im „Clicking Green“-Report von Greenpeace (2017) werden die IT- und Internetunternehmen bezüglich der Nutzung erneuerbarer Energien (Wind, Wasser, Sonne und Erdwärme) mit nicht-erneuerbaren Energieformen (fossile Energieträger wie Kohle und Erdgas sowie Atomkraft) verglichen.

Dabei schneidet iTunes von Apple mit einem Anteil erneuerbarer Energie von 83 Prozent vergleichsweise am besten ab, gefolgt von Spotify und YouTube mit 56 Prozent und dem Musikvideo-Dienst Vevo mit 27 Prozent. Das Schlusslicht bilden Amazon Music und der deutsche Musikstreaming-Anbieter SoundCloud mit 17 Prozent sowie das US-amerikanische Internetradio Pandora mit 13 Prozent (Greenpeace 2017: 10). Dabei korrelieren diese Anteile sehr stark mit den Cloud-Service- und Rechenzentren-Betreibern, die die Infrastruktur für das Musikstreaming bereitstellen. So nutzen SoundCloud und Amazon Music die Amazon Web Services, die einen Anteil erneuerbarer Energie von 17 Prozent aufweisen und die wiederum die Serverfarmen von Equinix nutzen, die mit 20 Prozent erneuerbarer Energie auch eher im unteren Drittel der Unternehmen zu finden ist. Google hingegen setzt schon seit Jahren auf erneuerbare Energie und verfolgt das ambitionierte Ziel bis 2025 die Menge an erneuerbarer Energie zu verdreifachen, die zum Zeitpunkt der Berichtslegung bei 56 Prozent am gesamten Energieverbrauch lag (ibid.: 51). Damit versucht Google auf Apple aufzuschließen, das mit einem Anteil von 83 Prozent erneuerbarer Energie der Vorreiter ist, der bereits angekündigt hat, in absehbarer Zeit komplett auf erneuerbare Energie zurückgreifen (ibid. 49).

Zusammenfassung

Musikstreaming ist weniger klimaschädlich wie in so manchen Medienberichten behauptet wird. Allerdings weist das Musikvideostreaming, vor allem wenn über HD-Fernseher konsumiert wird, eine wesentlich schlechtere CO2-Bilanz auf als das Audiostreaming. Das Audiostreaming verbraucht aber mehr Energie als das Musikdownloading und verursacht sogar mehr CO2-Emissionen als die Herstellung von CDs, Vinyl-Schallplatten und Musikkassetten zusammengenommen. Die CO2-Bilanz von Musikstreaming wird sich aber verschlechtern, wenn aufgrund der Corona-Pandemie Musikevents per Videostream nach Hause geliefert werden.

Die Streamingdienste können dem aber entgegenwirken, wenn sie verstärkt auf eine Infrastruktur setzen, die einen hohen Anteil an erneuerbaren Energien nutzt und mit entsprechenden Infrastruktur-Partnern zusammenarbeiten. Auf diese Art und Weise könnten sich die Streamingdienste auch von der Konkurrenz abheben. Ein Gütesiegel für CO2-Neutralität für das Musikstreamen würde es dann auch den Musikfans ermöglichen, ihren Musikkonsum ökologisch nachhaltig zu gestalten.

Peter Tschmuck

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Peter Tschmuck ist Professor am Institut für Kulturmanagement und Gender Studies der Wiener Universität für Musik und darstellende Kunst.

Der Artikel ist auf der Seite der Musikwirtschaftsforschung erschienen.

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Quellenangaben

Coroamă, Vlad Constantin, 2020, „Ist Streaming wirklich das neue Fliegen? Eine kritische Auseinandersetzung mit gängigen Berechnungen und Prognosen“, in: BITKOM (Hg.), Nachhaltigkeit von Streaming & Co. Energiebedarf und CO2-Ausstoß der Videonutzung im Netz, S. 13-18. Berlin: BITKOM.

Der Tagesspiegel, „Flugscham? Streamingscham! Wie sehr die Digitalbranche das Klima belastet“, 19. Oktober 2019, https://www.tagesspiegel.de/kultur/flugscham-streamingscham-wie-sehr-die-digitalbranche-das-klima-belastet/25128192.html (letzter Zugriff: 19.02.2021)

Deutschlandfunk, „CO2 Ausstoß durch YouTube. ‚Datenvolumen in den Netzen verringern’“, 1. Juni 2019, https://www.deutschlandfunk.de/co2-ausstoss-durch-youtube-datenvolumen-in-den-netzen.684.de.html?dram:article_id=450253 (letzter Zugriff: 19.02.2021)

Devine, Kyle, 2019, Decomposed. The Political Ecology of Music. Cambridge Mass.: MIT Press.

Greenpeace, 2017, Clicking Green. Who is Winning the Race to Build a Green Internet. Washington D.C.: Greenpeace.

Hinteman Ralph und Simon Hinterholzer, 2020, Videostreaming: Energiebedarf und CO2-Emissionen, Hintergrundpapier. Berlin: Borderstep Institut für Innovation und Nachhaltigkeit.

Spritrechner.biz, https://spritrechner.biz/co2-rechner-fuer-autos.html (letzter Zugriff: 19.02.2021)

Wikipedia, „Content Delivery Network“, o.D., https://de.wikipedia.org/wiki/Content_Delivery_Network (letzter Zugriff: 19.02.2021)

Wikipedia, „Domain Name System (DNS)“, o.D., https://de.wikipedia.org/wiki/Domain_Name_System (letzter Zugriff: 19.02.2021)

Wikipedia, „Energieverbrauch“, o.D., https://de.wikipedia.org/wiki/Energieverbrauch (letzter Zugriff: 19.02.2021)

Endnoten

[1] Siehe dazu z.B. Der Tagesspiegel, „Flugscham? Streamingscham! Wie sehr die Digitalbranche das Klima belastet“, 19. Oktober 2019, https://www.tagesspiegel.de/kultur/flugscham-streamingscham-wie-sehr-die-digitalbranche-das-klima-belastet/25128192.html (letzter Zugriff: 19.02.2021).

[2] Wikipedia, „Content Delivery Network“, o.D., https://de.wikipedia.org/wiki/Content_Delivery_Network (letzter Zugriff: 19.02.2021).

[3] Wikipedia, „Domain Name System (DNS)“, o.D., https://de.wikipedia.org/wiki/Domain_Name_System (letzter Zugriff: 19.02.2021).

[4] Der Primärenergieverbrauch ist die gesamte Menge an Energie, die einer Volkswirtschaft zur Verfügung gestellt wird und ergibt sich aus dem Endenergieverbrauch und den Verlusten, die die bei der Energieerzeugung auftreten. Der Elektrizitätsverbrauch entspricht jenem Anteil am Endenergieverbrauch, der über die Nutzung von elektrischem Strom entsteht. Siehe dazu Wikipedia, „Energieverbrauch“, o.D., https://de.wikipedia.org/wiki/Energieverbrauch (letzter Zugriff: 19.02.2021).

[5] Siehe dazu Deutschlandfunk, „CO2 Ausstoß durch YouTube. ‚Datenvolumen in den Netzen verringern’“, 1. Juni 2019, https://www.deutschlandfunk.de/co2-ausstoss-durch-youtube-datenvolumen-in-den-netzen.684.de.html?dram:article_id=450253 (letzter Zugriff: 19.02.2021).

[6] Errechnet mit dem Spritrechner.biz, https://spritrechner.biz/co2-rechner-fuer-autos.html (letzter Zugriff: 19.02.2021).