Energieverbrauch

Bei der Betrachtung, wie viel Energie die Nutzung von Mobilfunk verbraucht, gilt es, sowohl die Endgeräte (also vor allem Smartphones) als auch das Mobilfunknetz beziehungsweise seine Komponenten zu betrachten.

Smartphones: Energieverbrauch bei Nutzung, aber auch bei Herstellung und Entsorgung

Während der Nutzung verbraucht ein Smartphone Energie aus seinem Akku, die beim späteren Aufladen dann wieder zugeführt wird. Der Energieverbrauch im Betrieb verteilt sich auf die verschiedenen Bauteile im Smartphone. Den größten Anteil daran hat in der Regel das Display. Deshalb schalten die meisten Mobiltelefone dieses nach wenigen Minuten ohne Nutzung wieder aus. Nutzer können den Verbrauch von Akkustrom noch ein Stück weiter verringern, indem sie wenn möglich die Helligkeit des Bildschirms absenken.

Relevant zum Verbrauch des Akkustroms in einem Smartphone tragen zudem die Funktechnik und der Prozessor bei. Deshalb sendet ein Smartphone immer nur mit der Leistung, die gerade noch nötig ist, um von der Basisstation störungsfrei empfangen zu werden. Das bedeutet im Übrigen auch, dass ein gut ausgebautes Mobilfunknetz den Stromverbrauch auf Endgeräteseite senkt – dies erhöht in jedem Fall den Komfort auf Kundenseite, weil der Akku seltener nachgeladen werden muss.

Smartphone-Betriebssysteme und Apps sind zudem darauf ausgelegt, den Energieverbrauch möglichst gering zu halten – beispielsweise indem sie Hintergrundaufgaben auf das Nötigste reduzieren und nur von Zeit zu Zeit ausführen. Moderne Smartphone-Prozessoren sind zudem so konstruiert, dass sie mehrere Rechenkerne besitzen, von denen einige als Hochleistungs- und andere als Effizienzkerne ausgelegt sind. Die Hochleistungskerne stellen für kurze Zeit sehr hohe Rechenleistung zur Verfügung, um komplexe Berechnungen wie zum Beispiel Retuschen an Fotos durchführen zu können. Die Effizienz-Kerne sind hingegen dafür optimiert, weniger rechenintensive Hintergrundaufgaben mit möglichst geringem Energieverbrauch ausführen.

Soll die komplette Energiemenge betrachtet werden, die ein Smartphone in seinem gesamte Lebenszyklus von der Erzeugung bis zur Entsorgung verbraucht, kommen zum Betrieb inklusive Telefonieren und Datenübertragung sowie dem Aufladen des Akkus weitere Aspekte hinzu: So muss hier etwa auch die Herstellung des Geräts inklusive Gewinnung der erforderlichen Rohstoffe betrachtet werden. Hinzu kommen alle Transportwege und am Lebensende des Geräts der Energieeinsatz, der zur Rückgewinnung enthaltener Rohstoffe benötigt wird. Einen Überblick darüber finden Sie hier.

Energiesparmaßnahmen beim Betrieb der Netze

Auf Seite des Mobilfunknetzes muss der Energieverbrauch der gesamten Mobilfunk-Infrastruktur betrachtet werden. Dies umfasst Herstellung, Betrieb und am Lebensende wieder die Entsorgung aller Netzkomponenten. Zu diesen zählen zum Beispiel die Server und Speichereinheiten in den Rechenzentren sowie die Technik in Basisstationen inklusive der Mobilfunkantennen.

Auch der laufende Betrieb eines Mobilfunknetzes verbraucht Energie. Es liegt im Interesse der Netzbetreiber, diesen Verbrauch so stark zu reduzieren wie möglich: Zunehmendes ökologisches Bewusstsein inklusive Nachhaltigkeitsvorgaben im Unternehmen und durch seine Investoren, gesetzliche Vorgaben zur Einsparung von Treibhausgasemissionen sowie die in den letzten Jahren stark gestiegenen Strompreise.

Zu den erwünschten Einsparungen tragen moderne Rechnerarchitekturen bei, die im laufenden Betrieb deutlich effizienter arbeiten als frühere Generationen. Auch begleitende Komponenten wie etwa Gleichrichter oder Kühlsysteme arbeiten heute erheblich stromsparsamer als ihre Vorgänger.

Zudem werden die genutzten Mobilfunkstandards mit jeder Generation energieeffizienter – so verursacht der aktuelle 5G-Standard im Vergleich zum älteren, mittlerweile abgeschalteten, Standard 3G nur noch etwa ein Achtzehntel an Treibhausgasemissionen, um dieselbe Datenmenge zu transportieren.

Grüner Strom für den Netzbetrieb, idealerweise selbst erzeugt

Aber auch mit modernen Mobilfunkstandards wie 4G und 5G verfolgen die Anbieter das Ziel, den Stromverbrauch beim eigentlichen Betrieb ihrer Netze so weit wie möglich zu reduzieren. So gilt es zum Beispiel, die von den Basisstationen ausgesendeten Signale an den jeweils tatsächlichen Bedarf anzupassen. Werden etwa in der Nacht kaum oder gar keine Daten abgerufen, können einige Komponenten einer Basisstation in einen Standby-Modus gehen, um Energie zu sparen. Steigt die von den Nutzern abgerufene Kapazität dann doch wieder an, lassen sich die vorher in den Schlafmodus geschalteten Elemente in kurzer Zeit wieder hochfahren. In modernen Netzen hilft bisweilen sogar künstliche Intelligenz, um je nach Bedarf den optimalen Arbeitspunkt zwischen Stromsparen und hoher Leistung zu treffen.

Vergleichbare Maßnahmen sind zudem an Orten sinnvoll, bei denen sich die Nutzung auf bestimmte Zeiten konzentriert – etwa Sportstadien, Messehallen oder Einkaufszentren. Weitere Maßnahmen, wie die Netzbetreiber den Energieverbrauch ihrer Mobilfunknetze senken, lesen Sie hier.

Ein weiterer wichtiger Baustein für nachhaltigen Betrieb der Mobilfunknetze ist zudem, alle Komponenten im Netz vollständig mit grünem Strom zu betreiben. Dies erfüllen heute alle deutschen Mobilfunkanbieter. Zudem wollen die Netzbetreiber zunehmend grünen Strom selbst produzieren – etwa mit Photovoltaik-Anlagen auf den Dachstandorten, an denen auch die Antennen der Mobilfunknetze installiert sind. Auch die Nutzung kleinerer Windräder kommt hierfür in Frage.