D-Datacenter - Status Quo, Zukunft, Selbstkritik und Handlungsbedarf Das BMWK-Gutachten zu Rechenzentren in Deutschland

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„Rechenzentren haben sich zu einer der am schnellsten wachsenden, Energie-intensiven Branchen in Deutschland entwickelt“, besagt das „Gutachten im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz, Stand und Entwicklung des Rechenzentrumsstandorts Deutschland“. Und weiter: „Mit mehr als 2.000 Rechenzentren und einer IT-Anschlussleistung von über 2.700 MW ist Deutschland bereits der größte Standort für digitale Infrastruktur in Europa.“ Was kommt noch?

Die für alle Willigen, die Rechenzentren in Deutschland planen, bauen und betrieben wollen, findet sich auch direkt in der Einleitung: „Diese Nachfrage [nach IT] lässt [nicht} sich allein durch Effizienzsteigerungen bei IKT-Equipment und Rechenzentren […] decken.“ Um die Nachfrage zu befriedigen, „können neue Rechenzentren gebaut, der Nutzungsgrad bestehender Rechenzentren erhöht, oder Rechenkapazität aus dem Ausland bezogen werden.“ Die zuletzt genannte Option dürfte angesichts der ersten Feststellung weder dem jetzigen BMWK egal sein noch dem Wunsch einer künftigen Regierung entsprechen.

Zwar sorgen zumeist die großen Co-Location-Betreiber und Hyperscaler durch Schlagzeilen un in der Regulierung auf, doch gibt es auch ein Wachstum bei den kleinen beziehungsweise Enterprise-Rechenzentren. Laut Ralph Hintemann von der Non-Profit-Organisation Borderstep Institut gibt es in diesem Land rund 50.000 kleinere IT-Installationen, die insbesondere von mittelständischen Unternehmen betrieben werden.

Unter Berufung auf seine Zahlen, des Branchenverbands Bitkom und der Lobbyisten-Vereinigung German Datacenter Association (GDA) haben sich seit 2010 die Kapazitäten von Rechenzentren und kleineren IT-Installationen in Deutschland auf über 2.730 MW im Jahr 2024 mehr als verdoppelt (siehe: Abbildung 1). Bis zum Jahr 2030 wird mit einem deutlichen weiteren Anstieg der IT-Kapazitäten auf 4.850 MW gerechnet. „Setzt sich dieses Wachstum auch danach weiter fort, so werden die Kapazitäten eine Größenordnung von mehr als 12.000 MW im Jahr 2045 erreichen.“

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Das Wachstum ist allerdings ungleich verteilt. Wie auch in der Vergangenheit wachsen die Kapazitäten bei den Rechenzentren mit mehr als 100 Kilowatt (kW) Anschlussleistung., vor allem bei den Großrechenzentren mit mehr als 5 MW deutlich. In diesem Segment finden sich hierzulande rund 100 Rechenzentren. Deren Kapazität ist zwischen 2010 und 2024 fast um den Faktor fünf von 270 MW auf 1.300 MW erhöht. Kein Wunder, werden sie doch immer noch größer geplant, mit angekündigten Investitionen von über 100 MW bis zu mehreren 100 MW Leistung an einem Standort.

Während dagegen die Kapazitäten der kleinen IT-Installationen mit unter 100 kW Leistung seit Jahren weitgehend konstant bleiben, verzeichnen auch die Rechenzentren mit einer IT-Anschlussleistung von 100 kW bis 5 MW ein hohes Wachstum. Zwischen 2010 und 2020 lag dieses beim Faktor drei: von 210 MW auf 670 MW.

Damit lässt der Bericht den Schluss zu: „Deutschland ist weiterhin größter Rechenzentrumsstandort in Europa“ – nicht ohne Hinweis auf die Entwicklung im Vereinigten Königreich: „Insbesondere im Vergleich zu Großbritannien konnte diese Position in den letzten Jahren etwas verbessert werden.“

Knicks im Wachstum

Aber China und USA beschleunigen ebenfalls den Ausbau von digitalen Infrastruktur im eigenen Land (siehe: Abbildung 2). Dazu heißt es: Bereits in der Vergangenheit hat der Anteil Deutschlands an den weltweiten IT-Kapazitäten abgenommen.“ Zwischen 2015 und 2024 sei hierzulande der Prozentsatz der in den Rechenzentren installierten Server im Weltmarkt von 3,5 Prozent auf knapp 2,5 Prozent gesunken. So hatte es der Bitkom im vergangenen Jahr veröffentlicht.

Der Hauptgrund: Deutschland sei hinsichtlich der Nutzung von Cloud-Diensten ein Importland. Und unter Berufung auf jüngste Entwicklungen, heißt es: „Mit dem Trend zu immer mehr Anwendungen im Bereich der Künstlichen Intelligenz (KI) scheint sich das Wachstum der Rechenzentrumskapazitäten insbesondere in den USA und in China noch einmal deutlich zu beschleunigen.“

Auch auf den umstrittenen Kennwert Power Usage Effectiveness (PUE) geht der Bericht ein. In den vergangenen Jahren liege dieser bei 1,55 bis 1,59 – seit 2018 nahezu unverändert. Für 1 kW Rechenleistung müssen demnach rund 0,55 bis 0,59 kW für die Kühl- und Stromversorgung und weitere Gebäudetechnik aufgewendet werden.

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Den jetzigen im Vergleich zu noch früheren Jahren niedrigen PUE-Wert waren vor allem Einhausung des Kalt- oder Warmganges, eine Anhebung der Raumtemperatur und zum Beispiel Einsatz von Verdunstungskühlung verantwortlich. Jetzt aber brauche es weitere Maßnahmen, wie Flüssigkeitskühlung, um den Wert weiter senken zu können.

Man geht beim BMWK davon aus, dass das seit November geltende Energie-Effizienzgesetz (EnEfG), das für Datacenter, die ab Juli 2026 in Betrieb gehen, ein PUE von 1,2 als Grenzwert festgelegt, zu einer deutlichen Absenkung der durchschnittlichen PUE-Werte führen wird - unter der Annahme, dass weiterhin neue Rechenzentren in Betrieb gehen, die gleichzeitig über eine hohe Leistungskapazität verfügen. Tatsächlich lassen Neubauten und Neubauplanungen erkennen, dass ein solcher Wert erreichbar ist. Schwierig wird es beim Bestand. Übrigens gelten ähnliche Werte auch für China. Hier wurde „für neue Rechenzentren ein PUE von 1,3 in gemäßigten und 1.25 in kühleren Regionen als gesetzliche Vorgabe ab dem Jahr 2025 eingeführt (Xie et al., 2024)“.

Doch Rechenzentren bestehen nicht nur aus den Gewerken der Gebäudetechnik, sondern der Rechnentechnik: Compute, Storage, Netze. Und die wird alles in allem energiehungriger, wenn auch die einzelnen Komponenten von Grafikprozessor bis Storage-Device immer effizienter und kleiner werden, doch auch immer leistungsfähiger auf weniger Platz. Zudem steigt die Zahl der Nutzer, der Anwendungen, der Daten.

Strom, Strom und noch mehr Strom

Nach BMWK-Angaben haben Rechenzentren und kleinere IT-Installationen in Deutschland 2024 einen Strombedarf von 20 TWh ghbat, was etwa 4 Prozent des Bruttostromverbrauchs von 517 TWh (2023) entspricht. Im Jahr 2030 können es 31 TWh Strom für die in Deutschland betriebenen Rechenzentren sein. „Ohne die Einführung des EnEfG wäre der Stromverbrauch im Jahr 2030 noch um 2,5 TWh höher“, so das BMWK.

„Bis zum Jahr 2045 kann der Stromverbrauch – geht man von einem gleichbleibenden Wachstum aus – auf knapp 80 TWh ansteigen und damit ca. 6 % des voraussichtlichen Bruttostromverbrauchs (gemäß Langfristszenario O45-Strom) ausmachen.“ Das wäre gegenüber dem Jahr 2024 ein Anstieg um fast 400 Prozent.

Stromproduktion bedeutet Umweltbelastung. Doch hier schaut die Entwicklung bislang positiv aus: „Die stromverbrauchsbedingten CO2-Emissionen betrugen im Jahr 2024 etwa 6,5 Millionen Tonnen und werden auf etwa 4,5 Millionen Tonnen im Jahr 2030 sinken, bedingt durch die Änderung des Strommixes in Deutschland.“

Neue Lieblingsregionen

Zur Dekarbonisierung beitragen könnte die Nutzung der Abwärme aus den Rechenzentren für Wärmenetze. Der Report rechnet vor: Geht man davon aus, dass die neuen gesetzlichen Vorgaben des EnEfG von den neu errichteten Rechenzentren eingehalten werden, so könnte im Jahr 2030 etwa 1 TWh Wärme aus Rechenzentren beim Endverbraucher genutzt werden. Im Jahr 2035 ständen bereits mehr als 3 TWh Wärme aus Rechenzentren zur Verfügung. Bis zum Jahr 2045 würde sich die nutzbare Abwärmemenge auf etwa 10 TWh pro Jahr erhöhen.

Beides, der hohe Bedarf an (grünem) Strom und die Vorgabe Wärme abzugeben, führt dazu, dass die Standortwahl für neue Rechenzentren überdacht werden müsse. Frankfurt am Main bleibe jedoch Hotspot, aber Berlin/Brandenburg und das Rheinische Revier würden wichtiger und nördlichere Bundesländer seien zunehmend interessant für Investoren und Betreiber. „Diese Entwicklung ist aus der Perspektive des Stromnetzes zu begrüßen“, kommentiert der BMWK-Report.

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Lägen Stromerzeugungskapazitäten und Stromsenken näher beieinander, lasse sich das umliegende Übertragungsnetz entlasten. „Aktuell stellt vor allem der Überschuss an Windstrom in Norddeutschland und der Energieverbrauchsschwerpunkt im Großraum Frankfurt am Main eine deutliche Belastung des Stromnetzes dar.“

Doch das Gutachten hat auch im Blick, was Rechenzentrumsbetreiber selbst in der Hand haben, zum Beispiel durch die Verwendung von Notstromaggregaten, Batterie-Systemen und anderen Pufferspeichern, könnten Rechenzentren auch für den Strommarkt interessant werden. Die Einschränkung folgt: „Hierzu müssen aber gleichzeitig die rechtlichen Voraussetzungen erfüllt sein.“ (s. u.)

Rechenzentren als Arbeitgeber und Steuerzahler

Generell ist die Anzahl von Beschäftigten, die für, in einem Rechenzentrum arbeiten, vergleichweise gering. Doch Datacenter habe quasi eine Sogwirkung: Ein großer Teil der Wertschöpfung, entsteht im Markt durch aus der Rechenkapazität entstehenden Dienstleistungen, etwa IT-Beratungen, Managed Services und Cloud-Dienste. So stehen einem Arbeitsplatz für Wartung und Betrieb eines 1 MW Rechenzentrums 20 Arbeitsplätze bei einem Managed Service Provider (MSP) gegenüber.

Das Beispiel Hattersheim zeigt deutlich, dass ein Rechenzentrumsunternehmen jede Menge Gewerbesteuer zahlen kann, wenn sich der Betriebssitz vor Ort befindet. Das ist aber in nur wenigen Fällen das Glück einer Kommune. Deshalb müssten in Gemeinden mit Datacenter zugleich „Ökosysteme in der Region geschaffen werden, die aus IT-Bildungseinrichtungen, IT-Dienstleistern und Digitalunternehmen bestehen. Ohne die Produktion von digitalen Produkten und IT-Dienstleistungen auch in die Region zu verlagern, wird lediglich Fläche und Strom in Rechenkapazität veredelt, was nur beschränkt Arbeitsplätze , circa 6, pro MW Datacenter-Leistung schafft und meist geringe Steuereinnahmen bringt.

Der rechtliche Rahmen - Selbstkritik

Insbesondere der PUE-Wert und die Maßgabe zur Weitergabe von Rechnerwärme hat vor und nach dem Inkrafttreten des EnEfG für erhebliche Proteste seitens der Datacenter-Betreiber geführt. In dem jetzigen Gutachten heißt es:

Die Aussage setzt voraus, dass

• eine weitere Ansiedlung von Rechenzentren in Deutschland geboten ist, weil

• die Wettbewerbsfähigkeit des Standorts Deutschland damit einhergeht, aber

• die derzeit bestehende Regulatorik für Rechenzentren, die unter anderem Abwärme abgeben müssen, insbesondere wegen langer und wenig strukturierter Genehmigungsprozesse eine eher hemmende Wirkung hat.

Dies gelte auch im Rahmen der Bauleitplanung, aufgrund einer nur unverbindlich vorgegebenen strukturierten und integralen Planung von geeigneten Flächen, welche zugleich die notwendige Anbindung insbesondere an Wärme- und Stromnetze umfasst.

Die Aussagen dürften die Rechenzentrumsplaner, - bauer und -betreiber zum Jubeln bringen. Allerdings ist hiermit der Staffelstab bereits an die künftige Regierung weitergereicht.

Weitere Kritikpunkte

Auch andere Mängel im EnEfG kommen zur Sprache:

Planungssicherheit: Sie sollte auf einen verbindlichen Einführung einer integralen Planung und Ausweisung von geeigneten Flächen für die Ansiedlung von regionalen Rechenzentren umfassen, mitsamt dem Vorhandensein oder dem Ausbau von Wärme- und Stromnetzen.

Kommunikation: Das Gutachten empfiehlt die verbindliche Vorgabe von Kommunikationsformaten zur Beschleunigung von Genehmigungsprozessen.

Berichtswesen: Reduktion des Aufwands in Bezug auf Meldepflichten von Energie-Effizienzkennzahlen unterschiedlichen Umfangs und auf Basis unterschiedlicher Rechtsgrundlagen. Förderlich wären eine Straffung, Vereinheitlichung und Bündelung von Meldepflichten mit Nachhaltigkeitsbezug.

Zuständigkeiten: Die Verantwortlichkeiten zwischen Rechenzentrums- und Wärmenetzbetreibern nach dem EnEfG könnten besser voneinander abgegrenzt werden, ebenso die Verantwortlichkeiten und die Aufnahme von Legaldefinitionen und Regelbeispielen im Zusammenhang mit der Abwärmenutzung durch Rechenzentren.

Die positive Rückmeldung aus der Datacenter-Branche folgt prompt: So sieht die GDA im Papier eine „solide Basis für [den] Zukunftsdialog". Anna Klaft, Vorstandsvorsitzende der GDA, formuliert: „Unser Ziel ist es, gemeinsam mit Politik und Wirtschaft zukunftsfähige Lösungen zu entwickeln. Nur durch bessere Rahmenbedingungen kann Deutschland ein führender Standort für nachhaltige Rechenzentren bleiben.“ Beim „Politischen Jahresauftakt“ der GDA hatte Christina Decker, Abteilungsleiterin für Digital- und Innovationspolitik des BMWK, erste Ergebnisse des Gutachtens präsentiert.

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