Referentenentwurf zum Energie-Effizienzgesetz: Bis zur Unkenntlichkeit entschärft Umweltinstitut: Die EnEFG-Vorgaben für Datacenter sind eine Farce

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Die im Gesetz vorgesehenen Regelungen für Rechenzentren sind inzwischen nur noch als Farce zu bezeichnen”, so Leonard Burtscher vom Umweltinstitut München. Im Podcast „DataCenter Diaries“ unterhält er sich mit DataCenter-Insider-Chefredakteurin Ulrike Ostler über die Hauptkritikpunkte am vorliegenden Referentenentwurf. Im Artikel sind sie noch einmal zusammengefasst.

Starker Tobak - das ist die Kritik von Leonard Burtscher schon: „Angesichts des stark wachsenden, enorm energiehungrigen IT-Sektors sind wirkungsvolle Effizienzvorgaben für Rechenzentren von großer Bedeutung für die Ziele zur Energie-Einsparung“, leitet der Referent für Energie- und Klimapolitik beim Münchner Umweltinstitut ein.

Im April 1986 ereignete sich die Atomkatastrophe in Tschernobyl, eine radioaktive Wolke zieht bis nach Deutschland. Doch Aufklärung findet nur unzureichend statt und deswegen beginnt eine Gruppe engagierter Bürger:innen und Wissenschaftler:innen damit, selbst Messungen der radioaktiven Belastung durchzuführen. Im Juli 1986 gründen sie das Umweltinstitut München.

Burtscher war nicht dabei, er ist Jahrgang 1982. Nach seinem Studium der Physik in Würzburg und Edinburgh; Promotion in Astronomie am Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg über „Mid-infrared interferometry of AGN cores“ (2011) und nach seinem Postdoc-Engagement am Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik / Infrarot-Gruppe in Garching bei München war er 2017 bis 2022 Forscher (staff scientist) an der Universitätssternwarte Leiden, Niederlande, ist Mitgründer von „Astronomers for Planet Earth“ (2019) und seit September 2022 Referent für Umwelt- und Energiepolitik am Umweltinstitut München e.V.

Der Angriff

Nun sagt er zur den geplanten EnEFG-Vorgaben im Hinblick auf IT und Rechenzentren: „An dieser Stelle wurde das Gesetz bis zur Unkenntlichkeit entschärft, zum Beispiel gilt die im Gesetzentwurf genannte Grenze für die Definition von Rechenzentren eine Nennanschlussleistung ab 200 Kilowatt (kW), betrifft also weniger als ein Prozent der tatsächlich in Deutschland ansässigen Rechenzentren.“

Und er setzt hinzu: „Die Vorgaben zur Energieverbrauchseffektivität (PUE) sind so lasch, dass moderne, große Rechenzentren sie ohnehin schon erfüllen. Signifikante Effizienzgewinne sind demnach hier nicht zu erwarten.”

Aufgedröselt

Er verweist, dass es nach Angaben einer Bitkom-Studie in Deutschland etwa 50.000 Rechenzentren gibt, von denen etwa 3.000 eine Anschlussleistung über 40 kW besitzen und nur 90 mehr als 5 MW elektrische Leistung beziehen können. Die Anzahl der Rechenzentren mit mehr als 200 kW Nennanschlussleistung dürfte bei 500 liegen. Damit aber wären weniger als 1 Prozent aller Rechenzentren in Deutschland überhaupt von dieser Regulierung betroffen. „Bereits bei Rechenzentren mit lediglich 40 kW Nennanschlussleistung ist aber etwa die Abwärme umweltschonend einsetzbar und verhindert CO₂-Emissionen von etwa 20 Tonnen bei einem Vergleich zu einer herkömmlichen, fossil betriebenen Heizung“, halt Burtscher fest.

Viele Änderungen im geplanten EnEFG

Das Energie-Effizienzgesetz und die Rechenzentren, der Referentenentwurf

Außerdem sei zwar derzeit bei den großen Co-Location- und -Cloud-Rechenzentren das größte Wachstum nachzuweisen, so dass sie gemeinsam für etwa die Hälfte der Anschlussleistung der Datacenter in Deutschland stehen. Doch zahlreiche Prognosen gehen davon aus, dass das Edge-Computing in naher Zukunft das größte Wachstum generieren wird, mit kleinen Rechenzentren nahe an der Produktion. Laut Gartner wird der Anteil des Edge-Computing bis 2025 auf 75 Prozent steigen.

Ignorieren des Bestands

Außerdem seien Bestandsrechenzentren fast gar nicht berücksichtigt, wenn es um Effizienzsteigerungen und die Abwärmenutzung gehe. Lediglich bei der Einführung von Energie- und Umwelt-Management-Systemen (EMS/UMS) sind sie berücksichtigt. Burtscher fordert, dass auch bestehende Rechenzentren, mindestens nach der Installation einer neuen Servergeneration (also nach typischerweise 3 bis 5 Jahren) 'top runner'-Anforderungen (siehe unten) erfüllen müssen.

Zudem spricht er sich für einen Einsatz der umfassenderen Umwelt-Management-Systeme anstelle von Energie-Management-Systemen aus, um Emissionen der oft in Kühlmitteln verwendeten und hoch klimawirksamen F-Gase zu erfassen und zu unterbinden.

Was aber sind die Kennzeichen der 'top-runners'? Einer der typischen Kennzahlen ist der PUE-Wert (PUE = Power Usage Effectiveness). Optimal wäre ein PUE-Wert von 1. Durch zusätzlichen Stromverbrauch, insbesondere für die Kühlung, ist die reale PUE aller deutschen Rechenzentren derzeit im Schnitt bei 1,638. Neuere Rechenzentren erreichen aber bereits heute regelmäßig Werte zwischen 1,2 und 1,4, und die effizientesten Rechenzentren der Welt, die top runners”, erreichen Werte nur knapp über 1,0.

Der PUE

Der Branchenverband Bitkom gehört zu den schärfsten Kritikern des Referentenentwurfs. So heißt es in der Stellungnahme: „Unausgewogen und inkonsequent: Der Entwurf verkennt die Potenziale der Digitalisierung zur Erreichung der Klimaziele, in dem die dafür notwendigen Rechenzentren als infrastrukturelle Basis mit nicht erfüllbaren Vorgaben belastet werden.[…] Durch Verhinderung des Ausbaus von Rechenzentrumsstandorten verstärkt sich dieses Problem und das Erreichen der Digitalisierungs- und Klimaziele Deutschlands wird massiv erschwert.“

Bezüglich der Kennzahlen heißt es: „Rechenzentren, die ab dem 1. Januar 2025 den Betrieb aufnehmen, müssen in den ersten zwei Jahren ab Betriebsaufnahme geplante Effektivität des Stromverbrauchs (Power Usage Effectiveness, PUE) von kleiner oder gleich 1,3 einhalten“, ist aus Sicht des Bitkom ambitioniert, aber in vielen Fällen mit dem Einsatz von Technologien neuester Generation erreichbar. Da die PUE allerdings maßgeblich von einer gewissen Mindestauslastung eines Rechenzentrums abhängt, bestehen hierbei für Co-Location-Anbieter besondere Herausforderungen. Sie können diese Auslastung der installierten IT-Komponenten ihrer Kundinnen und Kunden nämlich nicht kontrollieren.“

Festschreiben des Status Quo

Laut Burtscher kann jedoch keine Rede davon sein, dass ein Wert von 1.3 ambitioniert sei. er weist darauf hin, dass bereits vor über zehn Jahren der Bitkom in einem Leitfaden zur PUE-Messung geschrieben hat: „Ein heute gut geplantes, neu gebautes und gut betriebenes Rechenzentrum sollte bei mindestens 1,4 oder besser liegen, unter günstigen Umständen sind auch Werte um 1,25 erreichbar.” Auch in dem Referentenentwurf selbst steht im Anhang, dass ein PUE von 1,3 für neue Rechenzentren bereits erreicht wird und “keine zusätzlichen Kosten durch die Regelung anfallen”.

Das Umweltinstitut möchte ein Nachschärfen auf 1,2. Und nachdem neben dem reinen Zahlenwert auch die Messstelle (USV-Ausgang oder IT-Eingang?) und das Messintervall des Strombedarfs von Bedeutung ist, sollte für den PUE-Wert zusätzlich die so genannte Maturity definiert werden und der jeweils neueste Standard (derzeit L3) nach einer kurzen Übergangsfrist für alle neuen Rechenzentren verpflichtend werden.

Folge #9 des Podcast „DataCenter Diaries“ ist auch auf Amazon, Spotify, Deezer und Apple zu hören.

Außerdem kann sich Burtscher weitere Kennzahlen vorstellen, etwa anwendungsspezifische: MBit/s)/kWh für Streaming-Dienste, GByte/Jahr für Cloud-Storage-Anbieter oder Flops/kWh für Supercomputer oder auch eine Cooling Efficiency Ratio (CER).

Der Bitkom hingegen schreibt: „Die Gesetzesinitiative sollte sich auf einen technisch erreichbaren Gesamtindikator wie den PUE-Wert beschränken und die effiziente, standortangepasste Umsetzung nicht durch konterkarierende Detailvorgaben verhindern.“

Ausstieg aus der Luftkühlung

Zwar sieht der Referentenentwurf Temperaturen von 24 bis 27 Grad für den Lufteinlass vor. Doch das ist für Burtscher nicht die Zukunft. Er möchte einen schrittweisen Ausstieg aus der Luftkühlung und diesen gesetzlich verankert sehen. Denn die größte Effizienz wird in wassergekühlten Rechenzentren erreicht.

Luftgekühlte IT könne zwar, wie im Entwurf vorgegeben, mit einer Raumtemperatur von 24 bis 27 Grad betrieben werden, dieser Betriebsmodus sei aber nicht Energie-effizient, da die internen Lüfterbatterien mit sehr hoher Drehzahl arbeiten würden, und die elektrische Leistungsaufnahme der Lüfter proportional zur dritten Potenz der Lüfterdrehzahl ist.

Im Nebeneffekt wird auch die Abwärmenutzung bei wassergekühlten System deutlich vereinfacht.

Die Abwärmenutzung

Am schärfsten fällt die Kritik an den geplanten Vorgaben für Rechenzentren in Bezug auf den Energy Reuse Factor (ERF). Er misst, welcher Teil der zwangsläufig entstehenden Abwärme genutzt wird.

„Der vorliegende Entwurf des EnEfG will hier nur noch 20 Prozent der Abwärme nutzen – mit zahlreichen Ausnahmen und unscharfen Formulierungen wie 'möglich' und zumutbar', die Tür und Tor für weiteres Abwarten öffnen. So kann sich ein Rechenzentrum von der Abwärmenutzungspflicht für zehn Jahre entbinden, wenn eine naheliegende Kommune lediglich eine 'konkrete Absicht' erklärt, in der Zukunft ein Wärmenetz bauen zu wollen", so die Kritik des Umweltinstituts.

Burtscher erläutert, dass mit ausreichenden Übergangszeiten ein Pfad definiert werden, der sicherstellt, dass die gesamte technisch nutzbare Abwärme von Rechenzentren einer sinnvollen Verwendung zugeführt wird. Das bedeute nicht, dass in jedem Fall ein Wärmenetz in der Nähe sein oder zeitnah gebaut werden müsse. Auch die Nutzung innerhalb desselben Gebäudes oder eines Gebäudekomplexes wie beim Projekt Westville/Franky in Frankfurt am Main. sei denkbar, so wie auch die Abwärmenutzung für landwirtschaftliche Zwecke.

Aus Sicht des Umweltinstituts ist daher bis 2030 mindestens ein ERF von 40 Prozent zu verlangen, mit einer Perspektive zu 50 Prozent bis 2035. Die DENEFF, die Deutsche Unternehmensinitiative Energie-Effizienz e.V., sieht gar keinen Grund, warum sich nicht alle Rechenzentren auf eine 100prozentige Abgabe vorbereiten sollten.

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