Leben: Der Weg entsteht durch den der ihn geht

CO2 Freifunk(en)

Beim Freifunk-Netzwerk stellen Freiwillige in Eigenregie ihre Internetverbindung per WLAN zur Verfügung und bilden so eine globale Bewegung für freie Infrastrukturen und Zugang zu Kommunikation/Internet. Um eine gute Netzabdeckung zu erhalten, bedarf es vieler, die mitmachen und damit einige Router/WLAN Geräte, diese verbrauchen natürlich Strom. Wird Strom verbraucht, so wird zwangsläufig auch CO2 freigesetzt, eine Tatsache die Freifunker bereits diskutieren und nach Lösungen suchen.

Die STROMDAO will die Freifunk-Region Rhein-Neckar CO2 neutral machen.

Das Vorhaben soll ein Zeichen für Klimaschutz sein, aber vor allem auch eine reale Problemstellung, bei dem das Corrently-Ökosystem aus Software, Services und Verfahren gute Dienste bringen kann. Es sollen exemplarisch die konkreten Anforderungen ermittelt, sowie problematische Punkte identifiziert und reale Lösungen implementiert werden.

Motivation: Dezentrale Infrastruktur trifft Green-IT

Das Freifunk Netzwerk in der Rhein-Neckar-Region besteht aus etwa 700 aktiven Knoten (Router), die von ihren individuellen Eigentümern in Eigenregie betrieben werden. Mit diesen Knoten sind je nach Tageszeit über 1100 Benutzer verbunden.

Eigenregie ist hier das relevante Stichwort, denn es bedeutet, dass man die Nutzung (und damit den Stromverbrauch) nicht steuern kann oder an einem Punkt einfach ein Messgerät ablesen kann. Die nächste Herausforderung besteht darin, dass man keine zentralen Informationen über den gewählten Stromtarif (Ökostrom oder nicht) besitzt und daher Transparenz mit plausiblen Annahmen untermauern muss.

Wir gehen daher von folgenden Annahmen aus:

  • Je Router (Node) werden 5 Watt „Grundlast“ benötigt
  • Je Benutzer werden zusätzlich 1 Watt „Variablelast“ benötigt

Der Stromverbrauch der Freifunker im Rhein-Neckar-Delta liegt aktuell somit zwischen 4.000 Watt und 6.000 Watt. Dies entspricht einer Strommenge im Jahr, mit der über 15 Familien gut auskommen.

Einen Fehler, den man bei GreenIT nie machen sollte, ist durch den Wunsch noch genauer zu werden den Rechenaufwand (und damit die Serverkapazitäten) so zu erhöhen, dass der Stromverbrauch allein dadurch steigt.

// Einschub: Die Infrastruktur der STROMDAO, die hier zum Einsatz kommt wird bei einem der führenden Green-Hoster von Deutschland betrieben. //

Nachdem die Berechnungsgrundlage für den Stromverbrauch klar ist, bedarf es jemandem unabhängigen, der diese Berechnung durchführt. Dies ist in diesem Falle die STROMDAO, die einen JSON Service als Basis nutzt, welcher die benötigten Informationen (Zahl der aktiven Router und Benutzer) beinhaltet.

Umgangssprachlich könnte man sagen: Die STROMDAO begutachtet regelmäßig die Statusinformation des Freifunk-Netzwerkes und protokolliert das Ergebnis in Form eines ermittelten Stromverbrauchs in der EnergyChain (Blockchain) – manipulationssicher, da unveränderbar und mit Zeitstempel signiert.

CO2 Fußabdruck – Kompensationsbedarf ermitteln

Den Stromverbrauch lückenlos zu dokumentieren, ist nur die Hälfte der Miete, da in der „Begutachtung“ auch die spezifische CO2-Emission ermittelt werden muss. Wie aus dem Beitrag „Darum ist Ökostrom klimafreundlicher aber nicht klimaneutral“ entnehmbar ist, ist der Zeitpunkt und der Ort des Strombezuges zu beachten, um die CO2-Emission je Kilo-Watt-Stunde zu ermitteln.

Für Freifunk Rhein-Neckar machen wir hier eine Vereinfachung und haben den Ort Mauer (bei Heidelberg) als „Mitte“ genommen und berechnen mit dem GrünstromIndex die CO2-Emission so, als ob der Strom zeitgleich für alle Knoten/Benutzer in Mauer bezogen worden wäre. Diese Vereinfachung sollte sich nach bestem Wissen und Gewissen über das Jahr ausgleichen für die Zielregion.

Da die Ermittlung des Stromverbrauchs und der zeitgleichen spezifischen CO2-Emission in einer Transaktion (im Sinne von aufeinanderfolgende Berechnungen, die nur gültig sind, wenn jede Rechenoperation gültig abgeschlossen werden kann) erfolgen muss, wurden diese beiden Prozessschritte in einem Script zusammengefasst.

Das Script, welches die STROMDAO zur Ermittlung der Kennzahlen nutzt, wurde Open-Source bereitgestellt unter dem Namen „freifunk-co2-compensator“ (NPMJS/Github).

Wird das Script ausgeführt, so wird im Hintergrund automatisch ein neuer virtueller Stromzähler in der EnergyBlockchain angelegt und die aktuelle Leistungsaufnahme (Watt) in Arbeit (Kilo-Watt-Stunde) überführt.

Konsolenausgabe des Freifunk-Co2-Kompensator Skripts

Wie bei der Blockchain-Technolgie auch sonst üblich, werden auch bei diesem Script Schlüssel benötigt, damit die ermittelten Werte digital unterschrieben einem Absender zugeordnet werden können. Diese Schlüssel werden automatisch beim ersten Ausführen des Skripts neu angelegt und in einem Unterverzeichnis gespeichert.

Da jeder Nutzer ein eigenes Schlüsselpaar generiert, ist nun natürlich die Frage wie man erkennen kann, welche Werte bei der Ausführung durch die STROMDAO festgehalten wurden. In der Ausgabe wird dies durch die beiden „immutable URLs“ angezeigt.

Freifunk Rhein Neckar - STROMDAO 0xc2a89743D309ea22497DD5976D900A117857123f

Die Antwort auf die Frage, wie viel CO2 wurde durch das Freifunk Rhein-Neckar Netzwerk emittiert und durch die STROMDAO ermittelt findet sich unter dem Datenentpunkt:
https://api.corrently.io/core/emission?account=0xc2a89743D309ea22497DD5976D900A117857123f

(oder direkt in der EnergyChain).

Spoiler: Kompensation und die Nachweisführung

Das Zertifikat für die CO2 Kompensation des Freifunk Netzwerks Rhein-Neckar

In einem folgenden Beitrag wird es um die eigentliche CO2-Kompensation gehen und wie hier die Nachweisführung mittels Blockchain erfolgt. Als „Dienst“ hat die STROMDAO eine Partnerschaft mit Plant-For-The-Planet und pflanzt für die CO2 Emission des Freifunk Rhein-Neckar Netzwerkes Bäume.

Was zunächst sehr einfach klingt – wurden die Daten als Basis in diesem Beitrag ohnehin schon ermittelt – zeigt sich in der Praxis sauber umzusetzen als etwas schwieriger. Die Herausforderungen, die gelöst werden mussten, sind die Transparenz jedem Nutzer ersichtlich zu machen, ohne sich in technische Details zu verlieren. Die Blockchain-Technologie mit ihrer Eigenschaft „digitales Eigentum“ abzubilden ist hier der Weg zum Erfolg.

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