Net-Zero für Rechenzentren im Jahr 2030

In den nächsten Jahren dürfte jedoch mehr Emissionstransparenz in die Cloud kommen, da die EU-Kommission für europäische Rechenzentren das Ziel Net-Zero für das Jahr 2030 festgelegt hat. Das Ziel ist recht ehrgeizig, wie eine im Dezember vorgestellte Kurzstudie des Borderstep Institute zum Energieverbrauch europäischer Rechenzentren zeigt.

Demnach hat sich in den Jahren 2010 bis 2020 der Energiebedarf der Digitalisierung in Europa von 57 auf 88 Terrawattstunden pro Jahr (TWh/a) erhöht. Weitere Steigerungen seien zu erwarten, sagt Studienautor Ralph Hintemann. Denn im vergangenen Jahrzehnt hat sich zwar der Energiebedarf in Bezug auf Rechen- und Speicherleistung um den Faktor 6 bis 12 verringert. Die Zahl der Workloads in den Rechenzentren hat sich jedoch im gleichen Zeitraum um den Faktor 10 erhöht.

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Der Energieverbrauch in europäischen Rechenzentren (Quelle: Borderstep Institute)

Der Standort der Rechenzentren spielt laut Hintemann bei der Bewertung ihres CO2-Fußabdrucks eine Rolle, da hier der nationale Strommix maßgeblich ist. So ist etwa in skandinavischen Rechenzentren der CO2-Fußabdruck aufgrund eines hohen Anteils erneuerbarer Energien sehr viel geringer als in Polen und Estland. Deutschland liegt mit 420 g CO2/kWh in der Mitte und damit relativ hoch. Hintemann erwartet für die deutschen Rechenzentren eine nur "moderate" Absenkung der Kohlendioxid-Emissionen, da der Ausstieg aus der Kohleverstromung im Jahr 2038 in Deutschland relativ spät erfolge.

Effizienzschübe erwartet

Effizienzschübe erwartet Hintemann durch cloudbasierte Lösungen. Rechenzentren-Technologien wie Kühlung und Klimatisierung versprechen weitere Einsparpotenziale, etwa mit Kältemitteln ohne Treibhauspotenzial. 30 Prozent des Einsparpotenzials seien mit optimierter Software und Algorithmen erreichbar.

Beispielsweise nutzt das Eurotheum in Frankfurt am Main mit einem wasserbasierten Direktkühlsystem rund 70 Prozent seiner eigenen Abwärme, um Büro- und Konferenzräume sowie die Hotels und Gastronomie vor Ort zu beheizen. Hintemann verweist darauf, dass die Abwärme der Rechenzentren im Raum Frankfurt am Main ausreichen würde, um alle gewerblichen Immobilien der Stadt zu versorgen.

Der GreenIT Cube für den Supercomputer am GSI-Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt spart jährlich etwa 15.000 Tonnen Kohlendioxid-Emissionen ein. Eine Kaltwasserkühlung in den Türen der Rechnerschränke ersetzt die Raumluftkühlung und erreicht eine sehr hohe Effizienz von weniger als 1,07 PUE. Die Kennzahl PUE drückt die Power Usage Effectiveness aus, indem sie die insgesamt in einem Rechenzentrum verbrauchte Energie ins Verhältnis zu der Energieaufnahme der IT-Infrastruktur setzt. In diesem Fall werden weniger als 7 Prozent der elektrischen Energie für die Kühlung benötigt.

Diese Best-Practice-Beispiele sind Ausnahmen. Der GreenIT Cube gehört zu den drei Anlagen in Deutschland, die mit dem Blauen Engel für besonders energieeffiziente Rechenzentren ausgezeichnet wurden. Nur eines von 177 Rechenzentren des Bundes hat den Blauen Engel.

In der Praxis lässt sich an anderer Stelle mehr in Sachen Energieeffizienz erreichen. Beispielsweise sind laut einer Messung des Umweltbundesamts die Server in Rechenzentren nur zwischen 10 und 15 Prozent ausgelastet. Wie schnell Rechenzentren klimaneutral werden, hängt auch davon ab, wie schnell sich Effizienztechniken im Markt etablieren. Derzeit stehen in den Rechenzentren die Server aber sechs Jahre und länger, womit sich der Gerätepark nur allmählich modernisiert.