Im Jahr 2020 benötigten deutsche Rechenzentren allein insgesamt 16 Milliarden kWh Strom. Laut Aussage des Forschers Dr. Ralph Hintemann des Borderstep Instituts (für Innovation und Nachhaltigkeit) ist der Energieverbrauch im Vergleich zum Jahr 2019 um 1 Milliarde kWh gestiegen1. Aus diesem Verbrauch resultiert ein CO2-Ausstoß von 6,5 Millionen Tonnen (Strommix Deutschland 2020). Angesichts dieser Zahlen und der zunehmenden Digitalisierung stellt sich die Frage: Wie vereinbaren Rechenzentren Nachhaltigkeit und Klimaschutz?
Es ist wichtig, dort anzusetzen, wo andere nicht weiterdenken und maßgeschneiderte Lösungen anzubieten. Wichtigen Faktoren wie Strategie, Sicherheit und Effizienz wird bei der DC-Datacenter-Group GmbH (DCG) unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit oberste Priorität eingeräumt. Anbieter von Infrastrukturen, wie beispielsweise Rechenzentren, müssen einerseits das Ziel haben, Kundendaten zu schützen, gleichzeitig aber auch nachhaltige Prozesse gestalten und IT-Infrastrukturen optimal auf künftige Herausforderungen vorbereiten.
Digitalisierung, Datenhunger und Energiemanagement
Nachhaltigkeit ist das Stichwort, das den zukunftsweisenden Rechenzentrumsbau wie kein zweites beeinflusst. Bereits 2020 lag der jährliche Energieverbrauch der IKT in Deutschland bei insgesamt 58,4 Terrawattstunden wie das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit über den Energieverbrauch und CO2-Emissionen in Deutschland und weltweit berichtete.
Der zuvor genannte, enorme Energieverbrauch von über 16 Milliarden kWh macht deutlich, wie wichtig der Zugang zu erneuerbaren Energien ist, die z. B. aus Wind-, Wasser-, Solar, Biomasse- und Erdwärmekraftwerken stammen. In den Rechenzentren ihrer Kunden reguliert die DC-Datacenter-Group GmbH deshalb nicht nur die Anlagen, sondern gewährleistet auch ein sauberes Monitoring und kümmert sich um das Energiemanagement. Dies betrifft im Bereich der Kühlung die vorausschauende Anpassung an den jahreszeitenbedingten Temperaturwechsel.
Green IT ist ein entscheidender Wettbewerbsvorteil
Der PUE-Wert verdeutlicht die Energieeffizienz zwischen dem gesamten Energieverbrauch eines Rechenzentrums und dem Energieverbrauch der kompletten IT-Infrastruktur. Rechenzentren arbeiten energieeffizient und nachhaltig, wenn der PUE-Wert möglichst niedrig ist. Der Durchschnittswert für deutsche Rechenzentren liegt momentan bei 1,632.
Vergleichsweise niedrig ist der PUE-Wert des jüngsten DCG-Großprojektes, der MAIN DC Offenbach. Das hochverfügbare Rechenzentrum weist einen PUE-Wert von 1,2 auf und verfügt damit über eine hervorragende Umweltbilanz.
Geprüft und ausgezeichnet: Nachhaltige Rechenzentren „Made in Germany“
Seit 2019 legt das Umweltzeichen „Blauer Engel für den Rechenzentrumsbetrieb“ einen Minimalwert von acht für die Jahresarbeitszahl und maximal 1,3 für den PUE fest. Um mit dem „Blauen Engel“ für Rechenzentren ausgezeichnet zu werden, dürfen zudem ausschließlich halogenfreie Kältemittel zum Einsatz kommen.
„Der Blaue Engel, den es mittlerweile auch für Colocator-Rechenzentren gibt, ist deshalb so wichtig, da er die einzige Zertifizierungsmöglichkeit ist, die neben Nachhaltigkeitsanforderungen verbindliche Kriterien für die Energieperformance eines Rechenzentrums, sowohl für die Infrastruktur als auch die IT, festlegt“, sagt Dr. Dieter Thiel, Senior Consultant Energiekonzepte der DC-Datacenter-Group GmbH. Normen und Richtlinien, wie z. B. die DIN EN 50600 zur Zertifizierung von Rechenzentren, regeln die Vorgehensweise auch beim nachhaltigen Rechenzentrumsbau.
Abwärmenutzung in Rechenzentren: So werden Energiesparpotenziale effektiv genutzt
„Addiert man das Abwärmepotential der mittleren und großen Rechenzentren in Deutschland, bieten sie in Summe eine Energiemenge, die für die Beheizung von 1,2 Millionen Wohnungen mittlerer Größe ausreicht“, betont Dr. Dieter Thiel. Eine Nutzung der Rechenzentrumsabwärme in volkswirtschaftlich relevanter Größenordnung erfordert Lösungen für Abwärmetemperaturniveaus von 25 °C, wie sie bei luftgekühlten Rechenzentren auftreten. Auf absehbare Zeit besitzen sie einen Marktanteil von 90 %. Aktuell markieren singuläre Lösungen und Leuchtturmprojekte, die u. a. auf den Einsatz von künstlicher Intelligenz zurückgreifen, zwar das technisch Mögliche, bisher allerdings ohne nennenswerte Multiplikationschancen. Eine Abwärmenutzung für die Raumbeheizung in größerem Umfang existiert in Deutschland bisher so gut wie nicht.
Innovative Nachhaltigkeitskonzepte, die bereits heute effektive Methoden zur Nachwärmenutzung berücksichtigen, nehmen die unterschiedlichsten Formen an: Algenfarmen, Hydroponik, Gemüseanbau oder die Fischmast in Industrieanlagen und Modulen sind nur ein paar Beispiele dafür.
Nachhaltige Rechenzentrumskonzepte sind der einzig logische Schritt in Richtung Zukunft
Dass allein „grüne“ Rechenzentren zukunftsfähig sind, steht fest. Neben konkreten Zahlen, die die Energieeffizienz bemessen, spielen weitere Faktoren eine entscheidende Rolle, wie z. B. Consulting, nachhaltige Bauplanung und -realisierung, energieeffiziente Lösungen, energieschonende Ressourcennutzung und Smart Monitoring. Bei der DCG geht es im Fokus darum, die Projekte in ihrer Individualität zu betrachten und dementsprechend auszuarbeiten. Bei der Umsetzung von Rechenzentrumsprojekten ist es unerlässlich, stets eine gute Mischung aus internen Spezialisten und externen Partnern zur Hand zu haben.
1 Dr. Ralph Hintemann: Cloud Computing profitiert von der Krise. Energiebedarf der Rechenzentren steigt trotz Corona weiter an; Borderstep Institute for Innovation and Sustainability
2 Ebd.
Anmerkung der Redaktion: Diese Pressemitteilung ist zunächst als Fachbeitrag unter dem Titel ‘The “Green“ Factor: Sustainable Data Centers in the Era of Digitalization‘ im dotmagazine 09/2021 erschienen.