Datacenter zwischen Energie-Effizienz und Standortkampf

Wie geht es dem deutschen Rechenzentrumsmarkt?

| Autor / Redakteur: Harald Lutz / Ulrike Ostler

Dr. Ralph Hintemann, Senior Reseracher beim Borderstep Institut, untersucht die Energie-Effizienz von deutschen Rechenzentren und die Frage, ob sie weltweit führend sind oder längst abgehängt.
Dr. Ralph Hintemann, Senior Reseracher beim Borderstep Institut, untersucht die Energie-Effizienz von deutschen Rechenzentren und die Frage, ob sie weltweit führend sind oder längst abgehängt. (Bild: Borderstep Institut)

Trotz deutlicher Effizienzfortschritte in den vergangenen Jahren - vor allem in der Kühltechnik und bei Servern - steigt der Energiebedarf in den Rechenzentren stetig weiter an. Das ist in Deutschland nicht anders, so ein Ergebnis der aktuellen Borderstep-Studie „Energie-Effizienz und Rechenzentren in Deutschland. Weltweit führend oder längst abgehängt?“. Also: Wie steht es um die Datacenter hierzulande?

Die heimischen Datacenter brauchen aktuell 12,4 Milliarden Kilowatt pro Jahr. Das entspricht immerhin einem Anteil von 2,3 Prozent am gesamten Stromverbrauch. Daher lautet eine der zentralen Thesen in der Studie: „Technologische Innovationen mit dem Fokus auf eine höhere Energie-Effizienz sind weiterhin zwingend geboten“, sagt Senior Researcher Ralph Hintermann, der den deutschen Rechenzentrumsmarkt zwischen März und Juni 2017 in Augenschein genommen hat.

Auftraggeber für die Untersuchung (siehe: Kasten) ist das Netzwerk energieeffiziente Rechenzentren (NeRZ). Am vergangenen Freitag stellte Hintemann in Frankfurt am Main die neu gewonnenen Erkenntnisse der Fachöffentlichkeit vor.

Effizienzinnovationen für Rechenzentren made in Germany

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Zentrale Ergebnisse

„Der Rechenzentrumsmarkt in Deutschland wächst weiterhin dynamisch. Im Jahr 2016 stiegen die Investitionen für den Neubau und die Modernisierung der Rechenzentrumsinfrastruktur im Vergleich zum Vorjahr um 10 Prozent auf insgesamt 970 Millionen Euro an“, erläutert Hintemann. Für das Jahr 2017 prognostiziert der Senior Researcher das Einreißen der Eine-Milliarde-Euro-Marke.

So verwundert auch nicht, dass die langfristige Prognose ein durchschnittliches Rechenzentrum im Jahr 2025 „mit aller Wahrscheinlichkeit“ noch größer, mit mehr Racks und Servern bestückt und vor allem weit höherem Energiebedarf sieht.

Positiv zu vermerken sei, dass das Thema Energie-Effizienz mittlerweile auch in der Rechenzentrumsbranche angekommen ist. „Das zeigt sich nicht zuletzt daran, dass fast 50 Prozent der befragten Rechenzentren-Betreiber in naher Zukunft ein Energiemanagementsystem einführen wollen oder es bereits getan haben“, sagt der Senior Researcher.

Rechenzentren in Deutschland. Weltweit führend oder abgehängt?

In drei Jahren 10.000 Arbeitsplätze mehr

Summa summarum schafft der Datacenter-Markt damit auch neue Arbeitsplätze: mehr als 10.000 in den vergangenen drei Jahren. Derzeit arbeiten rund 130.000 Menschen in Deutschland direkt in Rechenzentren, 80.000 Beschäftigte können indirekt zum Markt gezählt werden, über Systemhäuser bis hin zum Handwerk (vgl. Studie S.11). der Nachteil: Es fehlen Fachkräfte.

Trotz des momentanen Booms sei aber längst nicht alles Gold, was (noch) glänzt. Aufgrund standortspezifischer Defizite - ein sehr hoher Strompreis und langwierige Genehmigungsverfahren zum Beispiel - stelle sich trotz hoher Ingenieurskunst und innovativer Technologien in deutschen Landen für Hintemann und die Frage, „ob uns nicht andere europäische Länder wie die Skandinavier allmählich den Rang ablaufen“. So wächst der Markt in Deutschland zwar, sowohl bezogen auf die Fläche als auch auf die Anzahl der Server, doch andernorts schneller und stärker.

Ergänzendes zum Thema
 
Über die Studie

Boom durch wachsendes Datenschutz-Bewusstsein

Als eigentlichen Treiber des derzeitigen Booms im deutschen Rechenzentrumsmarkt machen die Berliner Wissenschaftler neben der Digitalisierung vor allem die verstärkte Präsenz großer amerikanischer und internationaler Cloud Computing-Provider in Deutschland aus. „Fast alle bauen massiv Kapazitäten in Deutschland auf und befeuern damit das Wachstum“, erläutert Hintemann.

Hintergrund dafür ist die aktuelle Datenschutzdiskussion: Deutsche Kunden internationaler Cloud-Computing-Provider bestünden aufgrund strengerer EU-Richtlinien darauf, ihre Daten nur in deutsche oder zumindest EU-Rechenzentren auszulagern. Hintemann: „Um auch die eingeforderten EU-Standards bieten zu können, die höher als in den USA oder in Südostasien sind, sehen sich die ‚Global Player‘ wie Amazon, Microsoft, Google und Saleforce.com dazu gezwungen, bei uns Rechenzentrumskapazitäten aufzubauen.“ Auswirkungen des Brexit und die Vereinheitlichung des Datenschutzes in Europa wurden in der Studie nicht erfasst.

Rechenzentren in Deutschland. Weltweit führend oder abgehängt?

Cloud Computing- und Edge-Rechenzentren

Alles ist möglich: Der Aufbau sehr großer Cloud-Computing- und Co-Location-Rechenzentren geht, so ein weiteres wichtiges Resultat der aktuellen Borderstep-Studie, einher mit dem parallelen Trend zum Eigenbetrieb der Rechenzentren, insbesondere im Mittelstand bis hin zum Aufbau trendiger so genannter Edge-Rechenzentren.

So prognostiziert die Studie dem deutschen Co-Location-Markt – in dem die IT-Hardware nicht vom Anbieter, sondern vom Kunden selbst gestellt wird – für das Jahr 2020 einen Zuwachs auf 40 Prozent. Auf der anderen Seite werden in Deutschland derzeit noch rund 48.000 Rechenzentren von den Firmen selbst betrieben, die eine Fläche kleiner als 100 Quadratmeter ausweisen.

Das Problem mit dem derzeitigen Hype um die Edge-Rechenzentren sei, dass jeder darunter etwas anderes verstehe. „Kleine und kleinste Datacenter vor Ort, nahe an der eigenen Anwendung, zum Beispiel in der Produktionshalle, die die Daten sammeln, verarbeiten und zum Teil bereits auswerten“, so lautet jedenfalls die Borderstep-Version.

Energie-Effizienz in deutschen Rechenzentren

Deutliche Effizienzverbesserungen bei neu gebauten Rechenzentren, aber weitgehende Stagnation bei den Bestandsrechenzentren schreibt die Studie den Rechenzentrumsbetreibern ins Klassenbuch. Hintemann sagt: „Insbesondere aufgrund des steigenden Energiebedarfs für die IT, also Server, Storage und Netzwerklösungen, wird der absolute Energieverbrauch durch Rechenzentren in den nächsten zehn Jahren weltweit um 60 Prozent und in Deutschland um 30 ansteigen.“

Der Löwenanteil bei den Energie-Einsparungen konnte in den vergangenen Jahren in den Bereichen Kühlung / Klimatisierung / Lüftung und bei den Servern erzielt werden. Nachholbedarf gibt es beim Storage, aber auch beim Betrieb der Datennetze. Schon jetzt sei klar, dass die zunehmende Vernetzung durch IoT, aber auch der Rechenzentren selbst und durch Interconnects der Stromverbrauch steigen wird.

Dr. Ralph Hintemann: „Rechenzentren können sogar zu einem Treiber der Energiewende werden. Mit Hilfe von neuen Technologien, zum Beispiel bei der Klimatisierung und durch die Nutzung der Abwärme von Rechenzentren sind erhebliche Energie-Einsparungen möglich.“
Dr. Ralph Hintemann: „Rechenzentren können sogar zu einem Treiber der Energiewende werden. Mit Hilfe von neuen Technologien, zum Beispiel bei der Klimatisierung und durch die Nutzung der Abwärme von Rechenzentren sind erhebliche Energie-Einsparungen möglich.“ (Bild: Borderstep Institut)

Einen sehr erfreulichen Trend allerdings macht Hintemann auch aus. Die Bereitschaft Innovationen auszuprobieren. So habe sich die konservative Branche lange Jahre innovationsresistent gezeigt: Gesetz Nummer eins habe „Verfügbarkeit“ geheißen. Vorgabe Nummer 2: „Verfügbarkeit“ und nach kurzer „Energie-Effizienz ist schön und gut-Überlegung“ die Regel Nummer drei aber doch: „Ausfallsicherheit“.

Es wurde überall dort auf Stromfresser-Technologie gesetzt, wo man zu 100 Prozent sicher war, dass damit alles auch gut funktionieren würde. Dieses verfestigte Bewusstsein ändert sich der Studie zufolge allmählich. „Die Innovationsbereitschaft bei den Betreibern wird größer. Immer mehr sagen ‚wir versuchen es mal‘. Immer noch viel zu wenig, aber immerhin ein Anfang“, so der Senior Researcher bei der Präsentation in Frankfurt am Main.

Rechenzentren in Deutschland. Weltweit führend oder abgehängt?

Zukunftsthemen und Herausforderungen

Zündende Themen beim Rechenzentrum der Zukunft sind in Deutschland: Strom aus erneuerbaren Energien, Abwärmenutzung – die Bereitschaft dafür liegt bei über 20 Prozent und 50 Prozent der Befragten sehen das Potenzial zu mittlerer bis sehr hoher Einsparungen -, Flüssigkeitskühlung, Kraft-Wärme-Kältekopplung sowie eine kombinierte Strom-Kälte-Erzeugung.

„Auch das Netzwerk energieeffiziente Rechenzentren arbeitet daran, etwa beim Hot-Fluid-Computing derThomas Krenn AG oder durch die Nutzung von Invensor-Adsorptionskältesystemen“, erläutert der Berliner Forscher. So lässt sich mit einem relativ hohen Temperaturniveau von über 50 Grad Celsius über eine angeschlossene Adsorptionskältemaschine erneut Kälte erzeugen, um damit umgebende Büroräume zu klimatisieren oder die Bereiche im Rechenzentrum zu kühlen, die noch Luft benötigen.

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Erfreulich sei, dass mehr als die Hälfte der befragten Unternehmen bereits die im Rechenzentrum anfallende Abwärme nutze; aber nur ein sehr kleiner Teil mehr als 50 Prozent davon. Gründe dafür benennen die befragten Studienteilnehmer vor allem in der noch fehlenden Wirtschaftlichkeit und den mangelnden Zahl an Abnehmern. Hintemann: „Darin sehen wir ein klares Signal an die Politik.“

Folgerungen aus der Studie

Fazit der Präsentation in Frankfurt am Main: Der deutsche Rechenzentrums-Markt könne trotz des aktuellen Booms leicht den internationalen Anschluss verlieren. „Es lohnt also, aktiv tätig zu werden“, fordert Hintemann; denn: „Alles ist schön, könnte aber deutlich besser sein.“

Zum einen sei die Branche selbst gefragt, die die Bedeutung der Datacenter für Wirtschaft und Gesellschaft noch besser kommunizieren müsse. „So konnten auch wir bei der Durchführung der Studie selbst beobachten, dass viele immer noch nicht gerne öffentlich über ihr Rechenzentrum sprechen oder sprechen dürfen“, plaudert der Senior Researcher aus dem Nähkästchen. Darüber hinaus gelte es vor allem, durch technische Innovation die Energie-Effizienz der Datacenter weiter zu erhöhen.

Schlussendlich seien aber auch Politik und Behörden gefragt, um zum Beispiel die Genehmigungsprozesse für den Rechenzentrumsbau zu verkürzen. Hintemann: „Auch die Branche selbst arbeitet an neuen standardisierten Lösungen, damit der Rechenzentrumsbau schneller vonstatten geht. Aber natürlich muss man zunächst einmal eine Baugenehmigung dafür bekommen.“

Hinweis: Die vollständige Borderstep-Studie „Energieeffizienz und Rechenzentren in Deutschland. Weltweit führend oder längst abgehängt?“ kann auf der Website des Netzwerkes energieeffiziente Rechenzentren (NeRZ) kostenfrei heruntergeladen werden:

* Harald Lutz ist freier Autor und lebt in Frankfurt.

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