Von der IT-Beschaffung bis zum Recycling, vom Effizienzgrad bis zur Lieferkette, vom Chip bis zum Gebäude Auch Rechenzentren können Scope-3-Emissionen effektiv reduzieren

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Scope-3-Emissionen sollten besser nicht stillschweigend hingenommen werden. Ein tiefergehender Blick von Grégory Lebourg, Global Environmental Director bei OVHcloud, fördert zutage, wie die Auswahl der Komponenten für Server und Rechenzentren dabei helfen können.

Der (deutsche) Rechenzentrumsmarkt erlebt ein beispielloses Wachstum. Bis 2030, so Bitkom , steigt die Anschlussleistung von heute 2.750 Megawatt (MW) auf 4.850 MW und stellt die gesamte Branche vor die Herausforderung, den steigenden Bedarf an digitaler Infrastruktur und Rechenleistung mit den Nachhaltigkeitszielen der Agenda 2030 in Einklang zu bringen.

Im Rechenzentrumsbetrieb gibt es dabei multiple Faktoren, mit denen die Energie-Effizienz verbessert werden kann. Parallel zu dieser Entwicklung konzentrieren sich viele Anbieter bezüglich der Reduzierung ihrer Emissionen ausschließlich auf den operativen Betrieb und optimieren Scope 1 und 2.

Dabei behandeln sie die indirekten Emissionen, beispielsweise die Herstellung der Hardware, den Transport und die Emissionen entlang der Lieferkette in Scope 3 eher stiefmütterlich. Dabei entstehen vor allem bei diesen indirekten Emissionen, im Upstream und Downstream, mit mehr als 50 Prozent, der Großteil der CO₂-Emissionen im Rechenzentrumsbetrieb.

Strategien zur Reduzierung von indirekten Emissionen in Scope 3

Dazu ist es wichtig, sich die indirekten Emissionen genau vor Augen zu führen: Es handelt sich dabei um indirekte Emissionen, die aus der Wertschöpfungskette eines Unternehmens entstehen, aber nicht direkt von diesem kontrolliert werden, wie etwa der Transport von Waren. Zusätzlich unterscheidet man in vorgelagerte (Upstream) und nachgelagerte (Downstream) Emissionen.

Das sind Emissionen, die zum Beispiel bei der Beschaffung oder Herstellung von Komponenten für das Rechenzentrum entstehen oder solche, die zum Beispiel bei der Entsorgung oder Nutzung der verkauften Produkte (in diesem Fall also die Nutzung der gehosteten Dienste) entstehen.

Geht es um Strategien zur Emissionsreduzierung in Rechenzentren lohnt sich ein ganzheitlicher, also holistischer Blick. Es gilt zunächst, die Schwerpunktquellen für die unternehmensspezifischen Scope-3-Emissionen zu identifizieren.

Nachhaltigkeit bis in die Lieferkette hinein

Was steckt hinter Scope 1, 2 und 3?

Hier liegt bereits die erste Herausforderung, denn in den meisten Fällen sind genau diese Daten schwer zu bekommen. Das kann daran liegen, dass Betreiber von Rechenzentren Server einkaufen, statt selbst herzustellen, wodurch eine enge Zusammenarbeit mit Lieferanten und anderen Partnern unabdingbar ist. Das gepaart mit der Komplexität der Wertschöpfungskette und einer sporadischen Berichtspflicht über Scope-3-Emissionen kann anstrengend bis frustrierend sein.

Die Datenermittler

Sind alle benötigten Daten verfügbar, gilt es, die Primärquellen für Scope-3-Emissionen zu ermitteln. Für gewöhnlich entfällt der Großteil davon auf die Herstellung der Hardware, die sehr ressourcenintensiv ist: der Abbau von Rohstoffen, die Herstellung, der Zusammenbau oder der Transport (Stichwort globale und komplexe Lieferketten) sind nur wenige Beispiele hierfür. Das Downstream-Pendant findet sich in der Entsorgung oder dem aufwendigen Recycling ausgemusterter Hardware.

Um sicherzustellen, dass Scope 1, 2 und 3-Emissionen gleichermaßen berücksichtigt und somit in die Strategien zur Reduzierung eingebunden sind, verfolgen einige Cloud-Anbieter einen zirkulären Ansatz. Hier hilft ein Blick auf Best Practice-Beispiele wie zum Beispiel die Lebensdauerverlängerung und die Wiederaufbereitung der Server.

Da Server klassischerweise nach einigen Jahren des Gebrauchs an Leistungsfähigkeit einbüßen, ist es sinnvoll, sie diesbezüglich in festgelegten Intervallen zu überprüfen, um festzustellen, ob sich die Leistungsfähigkeit durch Austausch von Komponenten wieder herstellen lässt, oder ein Kompletttausch notwendig ist.

Gemeinsam mit verschiedenen Fachpartnern lässt sich ein Netzwerk aufbauen, das den Einstieg in die Kreislaufwirtschaft erleichtert. Lokale Kooperationen mit Zulieferern und Materiallieferanten können die Transportwege von und zu den Werken so gering wie möglich halten, so dass Anbieter die Kontrolle über die Produktion behalten. Das hat auch positive Auswirkungen auf die Nachhaltigkeitsziele und kann die Lebensdauer von Hardware verlängern.

Das Gebäude

Die Wahl des Gebäudes trägt ebenfalls zur Nachhaltigkeit eines Rechenzentrums bei. Anstatt neue Gebäude zu errichten, bietet die Revitalisierung bestehender Industriegebäude (Brownfield-Ansatz) große Chancen.

Studien zeigen, dass der Bauprozess einen signifikanten Anteil der Scope-3-Emissionen eines Gebäudes ausmacht. Durch die Nutzung bereits vorhandener Bausubstanz können Betreiber den CO₂-Fußabdruck ihrer Rechenzentrums-Infrastruktur deutlich reduzieren und gleichzeitig von den bestehenden Infrastrukturen und der oft strategisch günstigen Lage profitieren. Grundsätzlich ist die Reduzierung der Bodenversiegelung ein wichtiger Schritt zur Erhaltung der biologischen Vielfalt.

Wasser und Wärme gehen Hand in Hand bei der Emissionsreduktion

Ein vielversprechender Ansatz ist der Einsatz der Wasserkühlung, die darauf basiert, die Wärme direkt am Entstehungsort (CPU, GPU) abzuführen. Solche Systeme können den Stromverbrauch der gesamten Kühlungsinfrastruktur signifikant, teilweise sogar um über 20 Prozent, senken und die Effizienz des Wasserverbrauchs (WUE) in geeigneten Klimazonen auf nahezu Null reduzieren. Durch den Wegfall energieintensiver Kühlungskomponenten wie Pumpen und Lüfter lassen sich Betriebskosten senken und die CO₂-Bilanz von Rechenzentren deutlich verbessern.

Neben dieser „direct liquid to chip“-Strategie (also die direkte Wasserkühlung des Chips) gibt es weitere Möglichkeiten der Wasserkühlung, etwa das Rear-Door-Cooling oder Tauchkühlung.

'Mal unter uns: Wasserkühlung einfach erklärt

Die Unterschiede zwischen Direct-to-Chip, einphasiger und zweiphasiger Kühlung

Abwärmenutzung ist ein Weg, den bereits einige Rechenzentrumsbetreiber gehen, um die Emissionen zu senken und wird ab dem 1. Juli 2026 verpflichtend für neue Rechenzentren. Eine aktuelle Umfrage zeigt allerdings, dass die Regelungen zur Abwärmenutzung von einem Großteil der Befragten (73 Prozent), insbesondere von Rechenzentrumsbetreibern (78 Prozent), als problematisch eingestuft werden.

Fehlende Abnehmer für die Wärme und unzureichende Wärmenetze stellen dabei die größten Hemmnisse dar. Außerdem werden, bzw. wurden, Rechenzentren immer dort gebaut, wo sie am meisten benötigt wurden – und das ist meist in Industrieumgebungen und nicht etwa in Wohngebieten, die die Abwärme zum Heizen ideal nutzen könnten.

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Die Abwärme von Rechenzentren ist ein brennendes Problem. Um der Energieverschwendung Einhalt zu gebieten, fordert der Gesetzgeber Maßnahmen und nimmt die Datacenter-Betreiber in die Pflicht. Doch wie können diese die Herausforderungen meistern?



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Auch leiden einige auf der Abwärmenutzung basierenden Ansätze am schlechten Wirkungsgrad, da die Temperatur, bei der die Wärme vom Rechenzentrum in das öffentliche Wärmenetz übertragen werden kann, sehr niedrig ist. Die Anhebung des Temperaturniveaus ist der Schlüssel zur Erleichterung dieser Verbundprojekte.

Einmal Datacenter mit allem, bitte!

Das 4. Conapto-Rechen­zentrum kann nachhaltig und ist AI-ready

Strategische Komponentenwahl zahlt auf Emissionsreduktion ein

Neben den Strategien zur Reduktion der Scope-3-Emissionen spielt auch die strategische Auswahl benötigter Komponenten für die Nachhaltigkeit eines Rechenzentrums eine große Rolle. Es bedarf hier, wie in allen Aspekten der Nachhaltigkeit, eine ganzheitliche Betrachtung, die über den reinen Kaufpreis hinausgeht. Die Analyse des gesamten Lebenszyklus – von der Herstellung und den Transport über den jahrelangen Betrieb bis hin zur umweltgerechten Entsorgung – sorgt für eine fundierte Entscheidungsfindung und für eine ressourcenschonende Infrastruktur.

Daher sollte bei der Komponentenauswahl auf folgende Aspekte geachtet werden:

• Energie-Effizienz: Je geringer der Energieverbrauch der einzelnen Komponenten, desto weniger CO₂ werden logischerweise insgesamt verbraucht. Bei der Auswahl kämen etwa Server mit Energie-effizienten Prozessoren und Netzteilen infrage, bzw. optimierte Netzteile generell. Vor allem CPUs (Central Processing Units) haben Auswirkungen auf die Energie-Effizienz: Für einen gewöhnlichen Workload und eine breite Palette sequenzieller Aufgaben sind CPUs ideal geeignet und bieten parallel den Vorteil, dass sie effizient sind und ihren Energieverbrauch bei geringer Auslastung reduzieren.
  Etwas anders verhält es sich bei GPUs (Graphic Processing Unit): Diese sind zwar darauf ausgelegt, hohe Leistung bei rechenintensiven zu bringen, weisen jedoch einen recht hohen Energieverbrauch im Leerlauf auf.

• Langlebigkeit und Wartbarkeit: Diese längere Lebensdauer führt dazu, dass Komponenten weniger häufig ausgetauscht werden müssen, was die mit Herstellung und Recycling verbundenen Emissionen reduziert. Wartbarkeit ermöglicht Reparaturen anstelle des Austausches.

• Recyclingfähigkeit: Bei der Auswahl der Komponenten sollte darauf geachtet werden, dass diese leicht zu demontieren und zu recyclen sind. Verbundwerkstoffe sollten hier vermieden werden, da diese schwer zu trennen sind. Auch auf Recyclingstandards und -zertifizierungen wie zum Beispiel dem Global Recycling Standard (GRS) kann geachtet werden.

Positiv in die Zukunft: Rechenzentren auf dem Weg zu weniger CO₂

Der durch die aktuelle KI-Entwicklung getriebene hohe Bedarf an Rechenzentren hat die Diskussion um deren Nachhaltigkeit befeuert. Bei genauer Analyse lassen sich allerdings schon heute einige Stellschrauben finden, mit denen sich sowohl deren CO₂-Fußabdruck als auch deren Nachhaltigkeit positiv beeinflussen lassen. Für die Zukunft ist in diesem Umfeld Platz für mutige Innovationen.

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