Nachhaltigkeit by Design: 5 Aspekte der Entwicklung von Rechenzentren CO2-Sparen bei Baumaterial und Konstruktion - auch Datacenter sind Gebäude

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Nachhaltigkeit und Energie-Effizienz von Rechenzentren stehen zunehmend im Fokus, doch die Aufmerksamkeit gilt bisher vor allem dem Betrieb und der Technik. Entwicklung und Bauphase werden oftmals nicht beachtet. Dabei lassen sich Ressourcen durch eine detaillierte Planung gezielt bestimmen und Verschwendung vermeiden. Folgende fünf Punkte fassen zusammen, was Entwickler bereits bei der Konzeption eines Rechenzentrums berücksichtigen sollten.

Natürliche Ressourcen sind endlich, das lässt sich exemplarisch ablesen am so genannten „Overshoot Day“. Er gibt an, ab wann jene Menge Naturressourcen verbraucht ist, die der Planet pro Person im ganzen Jahr erneuern kann. In Deutschland fiel der Tag im Jahr 2022 auf den 4. Mai.

Gerade vor dem Hintergrund des Pariser Klimaabkommens und der Notwendigkeit, das Erdklima deutlich zu entlasten, sind Ressourceneffizienz und Reduktion von Treibhausgasen drängende Anliegen auch für Entwickler und Betreiber von Rechenzentren. Immerhin entfallen laut dem „ABC Global Status Report 2018“ der International Energy Agency (IEA) for the Global Alliance for Buildings and Construction (Global ABC)von den jährlichen globalen CO₂-Emissionen elf Prozent auf Baumaterialien und die Konstruktion.

Ein aussichtsreicher Ansatz besteht darin, das Wachstum der IT-Nachfrage von dem Energie- und Ressourcenbedarf zu entkoppeln. Das gilt vor allem, wenn die Digitalisierung ihr Potenzial möglichst umfassend entfalten soll, die Bauwirtschaft speziell im Segment Rechenzentren zu dekarbonisieren.

Bereits die Frage, wie nachhaltig neue Rechenzentren geplant und gebaut werden können, stellt die Weichen für die Umweltbilanz. Viele Rechenzentrumsbetreiber bekennen sich in Einklang mit der Europäischen Union zum Ziel des Climate Neutral Data Centre Pact (siehe Nachhaltiges Bewirtschaften der Rechenzentren; Klimapakt der europäischen Datacenter-Betreiber, ihre IT-Infrastruktur bis 2030 CO₂-neutral zu betreiben.

Auch bei der Realisierung von kohlenstoffneutralen Rechenzentren sollten die Auswirkungen des Gebäudes selbst und die Berücksichtigung des gebundenen Kohlenstoffs nicht vergessen werden. Für ein entsprechendes Design lassen sich fünf Aspekte als entscheidende Faktoren benennen.

1. Materialwahl der Baustoffe

Wer den CO₂-Fußabdruck von Gebäuden abseits des Betriebs betrachtet, erkennt schnell, dass ein Großteil des Kohlenstoffs im Baumaterial gebunden ist. Im privaten Hausbau ist Holz als Baustoff mit hoher Kohlenstoffbindung stark im Kommen und auch seine Eignung für den Bürobau ist eine Überprüfung wert. Dennoch handelt es sich dabei um eine natürliche Ressource, die nicht beliebig nachwächst und inzwischen knapp ist.

Beim Bau von Rechenzentren dominiert nach wie vor Beton. Und genau hier gilt es, klassische Baustoffe wie Stahl und Beton zu dekarbonisieren.

Eine Herausforderung speziell bei Beton besteht darin, dass neben der sehr energieintensiven Herstellung gerade beim Bestandteil Zement auch insgesamt ein hoher Ressourcenverbrauch zu verzeichnen ist. Zusätzlich beträgt allein der Anteil von Sand am Beton 25 Prozent. Sand ist mittlerweile ein knappe Ressource, gerade weil nicht jede Art von Sand als Baustoff nutzbar ist. Und alternative Baustoffkonzepte werden dringend benötigt, um perspektivisch massive Erosionen der Küstenlandschaften zu verhindern.

2. Einfluss der Lieferkette

Von noch größerer Bedeutung gerade im Hinblick auf den Bau von Rechenzentren sind die Effekte der Lieferkette. Etwa 70 Prozent der Wertschöpfung von Rechenzentren werden allein durch elektromechanische Anlagen erzielt. Hier gilt es viel genauere Bewertungen durchzuführen, wie stark diese Anlagen zur Emission von Treibhausgasen beitragen.

Die gängigen Datenbanken der bekannten Programme zur Zertifizierung nachhaltiger Gebäude, zum Beispiel: DGNB und LEED, sind viel zu unspezifisch und tragen sehr wenig dazu bei, Einsparpotenzial zu identifizieren. Der gesamte CO₂-Ausstoß setzt sich aus den direkten Emissionen der Hersteller (Scope 1), den indirekten Emissionen der Energielieferanten und der gesamten Lieferkette (Scope 3) zusammen. Das umfasst die Gewinnung, Herstellung, Lieferung sowie Verarbeitung des Baumaterials und etwaige Optionen zur Wiederverwendung oder Entsorgung.

3. Planungsmethodik

Neben der Auswahl von Materialien und Produkten ist es speziell in der Bauindustrie wichtig, modernere und effizientere Planungsmethoden zu nutzen. Bisher fällt auf zahlreichen Baustellen noch immer zu viel Ausschuss an – das korrespondiert mit teils erheblichen Bauzeitverzögerungen bei vielen laufenden Projekten. Treiber dafür sind neben klassischen Planungsfehlern vielfach Schwächen in der Planungsmethodik.

Derweil machen agile Ansätze wie etwa die Taktplanung nachweislich Bauzeitreduktionen von bis zu 50 Prozent möglich. Mit dem Zuwachs an Effizienz sinkt der erforderliche Ressourcenverbrauch.

4. Logistik

Ein spürbarer Wandel hat zudem in der Bauteilelogistik eingesetzt. Sukzessive erhöht sich der Anteil vorproduzierter Bauteile auf Baustellen etwa durch Fertigteilbau. Immer öfter setzt sich als Standard durch, dass vorkommissionierte Bauteile angeliefert und zusammengesteckt werden, anstatt auf Vor-Ort-Installationen mit beträchtlichem Ressourcenverbrauch und hohen Ausschussraten sowie erschwerter Qualitätskontrolle zu setzen.

5. Bau-Management

Alle vorangehenden Punkte lassen sich nur dann effizient umsetzen, wenn das Bau-Management entsprechend smart ist. Obwohl Building Information Modeling (BIM) schon seit vielen Jahren bekannt ist, wird es immer noch zu selten sinnvoll eingesetzt.

Anstatt die Lösung lediglich als 3D-Planungstool für Gebäude zu nutzen, könnten viele Projektverantwortliche davon profitieren, mit der verfügbaren Genauigkeit Koordinationsmängel zu reduzieren, Schnittstellen klar zu definieren und die Vorproduktion von Teilen zu begünstigen. Das koordinierte Zusammenwirken aller Instanzen und Gewerke schafft eine belastbare Grundlage für den Projekterfolg – gerade unter dem Gesichtspunkt, die IT-Infrastruktur so ressourcenschonend einzurichten, wie es die Erfordernisse eines lebenswerten und -fähigen Planten Erde von verantwortlichen Planern verlangen.

*Über den Autor

Herbert Radlinger verfügt über mehr als 25 Jahre Erfahrung in der Rechenzentrumsbranche sowie in den Bereichen Technologie, Bau und Lieferketten-Management. Er ist als Vice President für Projekte & Lösungen sowie als technischer Leiter bei NDC-Garbe tätig. Zuvor war er Managing Director bei der M+W Group (Exyte) in den Vereinigten Arabischen Emiraten.

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