Green DevOps: Warum CO2-Messung in die CI/CD-Pipeline gehört

Ein typisches Softwareteam führt täglich Hunderte von CI/CD-Jobs aus. Jeder davon beansprucht Rechenleistung und verbraucht Energie. Der damit verbundene CO2-Ausstoß taucht in keinem Pipeline-Log auf.

Genau diese Unsichtbarkeit ist das Problem.

Ungemessen bleibt unreduziert

Drittanbieter-Integrationen zur CO2-Messung wie Eco CI und Carmen lassen sich in bereits in GitLab laufende Pipelines einbinden. Beide Tools sind quelloffen und ergänzen jede Pipeline um eine CO2-Perspektive. Im Folgenden geht es darum, warum sich das lohnt und wie der Einstieg in Green DevOps gelingt.

Warum das wichtig ist

Der Rechenaufwand moderner Pipelines wächst. KI-gestützte Tests, Code-Reviews und Pipeline-Automatisierung bringen Jobs mit sich, die es vor wenigen Jahren noch nicht gab. Jeder dieser Jobs verursacht Energiekosten, die weder in den Pipeline-Metriken noch im Architekturdiagramm sichtbar werden.

Green DevOps ist die Praxis, das zu ändern. Der Ansatz misst Emissionen pro Pipeline-Lauf, pro Service und pro Pod und nutzt diese Daten für fundiertere technische Entscheidungen.

Wo im Stack Emissionen entstehen

Für Entwicklungsteams sind zwei Ebenen besonders greifbar:

Pipeline-Ebene

Eco CI misst Energieverbrauch und CO2-Emissionen der CI/CD-Jobs. Das Tool läuft als schlanke Bash-Skripte, ohne separate Server oder Datenbanken. Es liefert Emissionsdaten pro Job, macht die ressourcenintensivsten Jobs sichtbar, verfolgt Trends über die Zeit und zeigt ein CO2-Badge im README an.

Für die meisten Teams ist das ein guter Ausgangspunkt. Da die Pipeline bereits instrumentiert ist, ergänzt Eco CI sie lediglich um eine CO2-Perspektive.

Infrastruktur- und Anwendungsebene

Carmen (Carbon Measurement Engine) geht tiefer. Aufbauend auf dem Green Software Foundation Impact Framework misst das Tool Emissionen von virtuellen Maschinen, Pods und einzelnen Anwendungs-Workloads in Kubernetes. Als Ergebnis entsteht ein CSV-Report pro Komponente, aufgeschlüsselt nach operativem CO2 (Energieverbrauch) und gebundenem CO2 (Herstellung und Entsorgung der Hardware). Dieser Report lässt sich in Grafana, FinOps-Dashboards oder eigene Werkzeuge einspeisen. Zu den Ausgabefeldern gehören EnergykWh und TotalCarbonGramsCO2eq pro Komponente, sodass sich die Daten ohne Umwandlung in bestehende Dashboards einfügen.

Besonders aufschlussreich ist Carmen bei Fragen wie diesen:

• Welcher Service im Stack verursacht die meisten Emissionen?
• Wie schneidet das API-Gateway im Vergleich zur Datenverarbeitungsschicht ab?

Einstieg in der eigenen Pipeline

Beide Tools lassen sich direkt in .gitlab-ci.yml einbinden. Ein Carmen-Job sieht so aus:

      carbon-report:
  image: python:3.12
  before_script:
    # Carmen und die IF-Toolchain installieren
    - apt-get update && apt-get install -y nodejs npm git lsb-release
    - git clone https://github.com/Green-Software-Foundation/if-carmen.git
    - npm install -g "@grnsft/if@1.0.0" "@grnsft/if-plugins@0.3.2" "@grnsft/if-unofficial-plugins@0.3.1"
    - pip install --upgrade pip && pip install -e $CI_PROJECT_DIR/if-carmen
  script:
    - cd $CI_PROJECT_DIR/if-carmen/example-data && carbon-daemon
  artifacts:
    paths:
      - if-carmen/example-data/output/
    expire_in: 1 week

    

Den Job ausführen, das Artefakt herunterladen, und der erste CO2-Report liegt vor.

Wie das in der Praxis aussieht

Angenommen, ein Team führt täglich Hunderte von Pipeline-Jobs aus und ergänzt Eco CI mit wenigen Zeilen in .gitlab-ci.yml sowie einem README-Badge. Der erste Wochenreport bringt eine unerwartete Erkenntnis: Die Integrationstest-Suite verursacht einen überproportionalen Anteil der gesamten Pipeline-Emissionen, mehr als jeder andere Job-Typ.

Die Ursache liegt nicht bei den Tests, sondern beim Setup. Jeder Lauf installiert den vollständigen Satz an Abhängigkeiten neu. Wird die Abhängigkeitsschicht zwischengespeichert, sinken sowohl die Laufzeit des Test-Jobs als auch dessen Emissionen. Das erfordert weder neue Infrastruktur noch architektonische Entscheidungen, sondern eine einzige Zeile Cache-Konfiguration.

Sechs Wochen später läuft Carmen gegen den Staging-Cluster und bringt ein Problem anderer Art zutage: Ein Datenverarbeitungs-Service, der aus einer eingestellten Funktion übrig geblieben ist, läuft weiterhin im Leerlauf. Er verbraucht gebundenes wie operatives CO2 für Arbeit, die längst nicht mehr anfällt. Daraufhin wird ein Ticket angelegt und der Service abgeschaltet.

Keiner der beiden Fixes erforderte eine Nachhaltigkeitsinitiative, sondern lediglich Sichtbarkeit. Die meiste CO2-Verschwendung ist nicht beabsichtigt, sondern schlicht unsichtbar. Genau dafür sind Eco CI und Carmen gebaut.

Wenig Aufwand für echten Nutzen

Diese Green-DevOps-Strategie erfordert wenig Aufwand, weil sie sich in bereits laufende Pipelines einfügt. Und sie bringt konkreten Nutzen, weil die Daten sich summieren, sei es als Compliance-Basis oder als niedrigere CI-Rechnung.

Auch kleine Werte schaffen eine Basis
Auf Ebene eines einzelnen Unternehmens sind die Emissionen der eigenen Pipeline gegenüber globalen Summen vermutlich ein Rundungsfehler. Bei der Messung geht es jedoch nicht in erster Linie um den eigenen Anteil am Gesamtwert. Es geht darum, die Daten, Werkzeuge und Kultur aufzubauen, die nötig werden, wenn die Anforderungen an die Emissionsberichterstattung steigen. Teams, die heute damit beginnen, verfügen bereits über Basiswerte und eingespielte Abläufe, statt unter Druck bei null zu starten.

Es fügt sich in bestehende Pipelines ein
Eco CI besteht aus einer Handvoll Zeilen und einem Bash-Skript. Es startet keine zusätzliche Infrastruktur und fügt keine nennenswerte Latenz hinzu. Carmen läuft als separater, nicht blockierender Job. Damit liegt keines der beiden Tools im kritischen Pfad. Was eine Pipeline für einen Linting-Check leistet, leistet sie auch für eine CO2-Messung.

Der Nutzen zeigt sich auch in den FinOps-Zahlen
CO2-effizienter Code ist oft auch schnellerer und günstigerer Code. Aufgeblähte Pipelines kosten Entwicklungszeit und Cloud-Budget, bevor sie CO2 kosten. Derselbe Cache, der Emissionen senkt, kann auch die CI-Rechnung senken. Passend dimensionierte Runner sind ein Gewinn für FinOps ebenso wie für die Nachhaltigkeit, und niemand muss das als Umweltinitiative deklarieren, um davon zu profitieren.

Der größere Zusammenhang

CO2-bewusstes Engineering wird zur beruflichen Erwartung, nicht zum Nice-to-have. Regelwerke wie die Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD) der EU verpflichten große Unternehmen dazu, Emissionen entlang der gesamten Wertschöpfungskette offenzulegen, einschließlich der Cloud-Nutzung. Und Enterprise-Kund(inn)en fragen in Beschaffungsprozessen zunehmend nach den Nachhaltigkeitspraktiken ihrer Anbieter.

Für den Einstieg braucht es kein Mandat. Eco CI lässt sich zu einer einzelnen Pipeline hinzufügen und Carmen später für die Infrastrukturebene ergänzen.

Weiterführende Informationen

• CI/CD-Nachhaltigkeit im Überblick
• Integration von Eco CI
• Integration von Carmen