Datacenter und ihre Nachhaltigkeit sind in den letzten Jahren mehr und mehr in den Fokus von Öffentlichkeit und Politik gerückt. Das ist nicht zuletzt durch den hohen Energiebedarf von neuen großen Rechenzentren mit Leistungsaufnahmen bis in den dreistelligen Megawatt-Bereich begründet. Setzt sich dieser Trend fort?

Wie entwickelt sich die Rechenzentrumsbranche in Deutschland in den kommenden Jahren? Welche Investitionen in Rechenzentrumsinfrastrukturen sind von Unternehmen, einheimischen IT-Dienstleistern und von internationalen Hyperscalern zu erwarten? Wie entwickelt sich der Energie- und Ressourcenbedarf der Branche? Und wie viel Abwärme kann zukünftig aus Rechenzentren genutzt werden?

Die Kapazitäten der Rechenzentren in Deutschland wachsen weiter stark an – allein zwischen 2016 und 2021 um 30 %. Doch wie sind diese Kapazitäten innerhalb Deutschlands verteilt? Einen Überblick dazu gibt eine neue Untersuchung des Borderstep Instituts zur Verteilung der IT-Anschlussleistung von Rechenzentren in einem Bundesland bezogen auf die Bevölkerungszahl. Dabei zeigt sich deutlich: Der Raum Frankfurt/Rhein-Main und damit das Bundesland Hessen sind der Hotspot für Rechenzentren in Deutschland.

Im Forschungsprojekt „Abwärmenutzung aus Kompakt-Rechenzentren (HotFlAd)“ wird ein innovatives, weitgehend klimaneutrales Kühlkonzept demonstriert, das auf der Nutzung von Abwärme aus IT-Komponenten basiert. Die Lösung kombiniert eine Hot-Fluid-Serverkühlung mit einer Adsorptionskältemaschine und wird zur Zeit an der TU Berlin in einer Modellinstallation auf Herz und Niere geprüft.

Im neuen Projekt DC-HEAT (Data Centre Heat Exchange with AI-Technologies) wird untersucht, wie mittels künstlicher Intelligenz (KI) die Abwärme aus Rechenzentren künftig effizient genutzt werden kann. Am Beispiel des Rechenzentrumshotspots Frankfurt (Main) geht das Netzwerk energieeffiziente Rechenzentren (NeRZ) gemeinsam mit dem Borderstep Institut, dem Energiereferat der Stadt Frankfurt (Main), dem SICP – Software Innovation Campus Paderborn der Universität Paderborn sowie den Unternehmen WestfalenWIND IT und Cloud&Heat neue Wege.

Die Anforderungen an Rechenzentren nehmen kontinuierlich zu. Virtualisierung und neue Anwendungen z.B. im Bereich der künstlichen Intelligenz erfordern immer leistungsfähigere Server. Dies hat in den letzten zehn Jahren dazu geführt, dass die elektrische Leistungsaufnahme eines durchschnittlichen Servers sehr deutlich angestiegen. Dies zeigt eine Analyse des Netzwerks energieeffiziente Rechenzentren (NeRZ).

Im Forschungsprojekt „TEMPRO - Ganzheitliches Energiemanagement in professionellen Rechenzentren“ wurde das prototypische Softwaretool Erbet entwickelt. Erbet unterstützt Betreibende von Rechenzentren bei einer ersten Bewertung der Energieeffizienz ihres Rechenzentrums. Das Tool ist frei verfügbar und kann beliebig getestet werden.

Die Corona-Krise führt zu deutlichen Änderungen und häufig auch Einschränkungen beim persönlichen Austausch in der Rechenzentrumsbranche. Messen fallen aus, Konferenzen und Workshops werden abgesagt oder online durchgeführt. Dabei ist gerade in der Krise mit deutlichen Änderungen in der Nutzung von IT-Diensten und einer zumindest teilweise Beschleunigung der Anstrengungen zur Digitalisierung ein Austausch besonders wichtig.

Der Aufbau und Betrieb von Serverräumen und Rechenzentren steht vor vielfältigen neuen Herausforderungen. Neue gesetzliche Rahmenbedingungen, die zunehmende Nutzung von Cloud Services und nicht zuletzt die Herausforderungen, die sich durch den zunehmenden Energiehunger der gesamten Internetbranche ergeben, erfordern ein Überdenken und Anpassen von bisherigen Betriebskonzepten und -strategien.

Der Netzwerk- und Kommunikationsdienstleister BT (British Telecom) setzt in seinen Rechenzentren in Hamburg und Berlin zur Kühlung von High Density Racks auf die eChiller-Technologie. Der eChiller ist die einzige serienmäßig verfügbare Kältemaschine, die Wasser (R718) als Kältemittel einsetzt. Das System ist damit unbedenklich für Klima und Gesundheit und die Betreiber unterliegen nicht den Auflagen der DIN EN378 sowie der F- Gas Verordnung. Die Technologie basiert auf der Direktverdampfung, der Verdichtung, der Kondensation und der Entspannung von Wasser bzw. Wasserdampf in einem geschlossenen Kreislauf. Dieser Prozess findet anforderungsbezogen in einem Vakuum bei niedrigen Drücken zwischen 18 und 136 mbar und damit in einem Temperaturbereich von ca. 16 – 22°C Kaltwasseraustritt statt.

Die Rechenzentren in Deutschland benötigen immer mehr Energie. Der Boom der vergangenen Jahre beim Bau neuer Rechenzentren hat trotz aller Effizienzsteigerungen dazu geführt, dass der Energiebedarf der Rechenzentren in Deutschland auch im Jahr 2018 weiter angestiegen ist. Dies ist ein Ergebnis des im Oktober 2019 abgeschlossenen Forschungsprojektes „Total Energy Management for professional data centers – TEMPRO“, das vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert wurde.

Am 5. November fand in Berlin ein Innovationsworkshop zu energieeffizienten Kompakt-Rechenzentren im Rahmen des aus NeRZ initiierten Projekts HotFlAd statt. Experten aus Industrie und Forschung diskutierten über die künftige Marktentwicklung von Kompaktrechenzentren und die Entwicklung der Anforderungen an solche Rechenzentren.