Marina Köhn, Umweltbundesamt, zur Energie-Effizienz und Nachhaltigkeit im Rechenzentrum „Jedes Unternehmen, das sich zügig auf den Weg macht, ist gut beraten“

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Die Europäische Union zieht die Zügel an, um die im Pariser Abkommen gesteckten Klimaziele zur Begrenzung der Erderwärmung auf maximal 1,5 Grad zu erreichen. Über sowohl freiwillige als auch gesetzlich einzufordernde Beiträge der Datacenter-Branche, über Gemeinsamkeiten und Unterschiede im Vergleich mit anderen Industrien sowie über den aktuellen Projektstand etwa von „PeerDC“ und der Aktualisierung des „Blauen Engel“, äußert sich Marina Köhn vom Umweltbundesamt.

Autor Harald Lutz interviewt Marina Köhn vom Umweltbundesamt zu laufenden Projekten, die zum Ziel haben, den Energieverbrauch von Rechenzentren für die Nutzer transparent zu machen und der Umwelt zuliebe zu senken.
Autor Harald Lutz interviewt Marina Köhn vom Umweltbundesamt zu laufenden Projekten, die zum Ziel haben, den Energieverbrauch von Rechenzentren für die Nutzer transparent zu machen und der Umwelt zuliebe zu senken.
(Bild: Weissblick - stock.adobe.com )

Warum beschäftigt sich das Umweltbundesamt, auch: UBA, überhaupt mit einem auf den ersten Blick so trockenen Thema wie Rechenzentren?

Marina Köhn: Als „trocken“ möchte ich unser Thema wirklich nicht bezeichnen. Rechenzentren sind ein zentraler Baustein für die Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft. Jeder von uns nutzt heute ein Rechenzentrum, viele wissen es nur noch nicht.

Wir beschäftigen uns im Rechenzentrumsumfeld mit sehr vielfältigen Dingen: Zum einen mit der engeren IT-Technik, zum Beispiel die Server und Datenspeicher. Weitere spannende Aspekte sind aber auch die Klimatisierungstechnik, die Energiebereitstellung, die Verfügbarkeit, die IT-Sicherheit und last, but not least auch die Green IT. Das bedeutet in diesem Zusammenhang nichts Geringeres, als dazu beizutragen, dass alle einzelnen Teilaspekte so Energie-effizient und ressourcenschonend wie möglich betrieben werden können. Und genau dafür setzen wir uns ein.

Marina Köhn ist Informatikerin und seit 1992 im Umweltbundesamt tätig. Ihre Arbeitsschwerpunkte bilden umweltbezogene Systemvergleiche, insbesondere im Aktionsfeld Informations- und Kommunikationstechnik (IKT).
Marina Köhn ist Informatikerin und seit 1992 im Umweltbundesamt tätig. Ihre Arbeitsschwerpunkte bilden umweltbezogene Systemvergleiche, insbesondere im Aktionsfeld Informations- und Kommunikationstechnik (IKT).
(Bild: J. F. Klam / Berlin )

Welchen Beitrag können die Datacenter überhaupt und konkret leisten, die deutschen und internationalen Klimaziele zu erreichen?

Marina Köhn: Um ein Rechenzentrum zu betreiben, benötigt man Energie. Das wird auch niemand ernsthaft infrage stellen. Wenn Deutschland mehr und mehr in die Digitalisierung einsteigt, benötigen wir auch immer mehr Rechenzentrumsleistung und damit Energie.

Die primäre Frage lautet daher: Wie Energie-effizient sind die heutigen Rechenzentren überhaupt? Dieser Frage, einschließlich vorhandene Einsparpotenziale aufzuspüren und entsprechende Defizite zeitnah zu beheben, muss sich die Datacenter-Branche ernsthaft stellen.

Deutschland ist internationale Verpflichtungen eingegangen: Bis 2050 soll Europa klimaneutral sein. Und mit dem 'Green Deal' hat die EU-Komission ganz klar formuliert, dass bis 2030 gegenüber 1990 – für alle Mitgliedsländer verbindlich – 55 Prozent Energie eingespart werden sollen. Um diese Vorgaben auch zu erreichen, sind alle Industrien gefragt, ihren Beitrag zu leisten – natürlich auch die Rechenzentren.

Was unterscheidet die Rechenzentrumsbranche primär von anderen Industrien?

Marina Köhn: Die Datacenter-Branche unterscheidet sich in puncto Energie-Effizienz von anderen Industrien insbesondere dahin gehend, dass bislang nie so genau hingeschaut wurde. In der Stahlindustrie beispielsweise gibt es schon seit vielen Jahren ein regelmäßiges Monitoring, damit man genau weiß, wie viel Energie konkret benötigt wird.

Für die Rechenzentren wurde bislang kein aussagefähiges Datenmaterial erhoben. Das ist die eigentliche Herausforderung: auf der einen Seite wirklich mehr über den tatsächlichen Verbrauch in Erfahrung zu bringen und auf der anderen Seite auch zu erforschen, welche Potenziale für eine höhere Energie-Effizienz in den Rechenzentren überhaupt bestehen und genutzt werden können.

CO2 in der Cloud

Inwieweit können aktuelle Initiativen und Projekte wie grünes Cloud Computing auch der Datacenter-Branche Anregungen bieten?

Marina Köhn: Neben der Energie-Effizienz sehen wir auch mit dem Messen des CO2-Fußabdrucks einen wichtigen Hebel, um im Verhalten sowohl der privaten Nutzer als auch der Unternehmen etwas zum Positiven zu verändern. Im Rahmen unseres Forschungsprojekts 'Green Cloud Computing' ist es uns gelungen, eine Methode zu entwickeln, um in der „Wolke“ zu einer höheren Transparenz zu kommen.

Wer heute eine Cloud-Dienstleistung nutzt, erfährt in der Regel nicht, wie groß der CO2-Fußabdruck dabei wirklich ist. Das UBA hat bewiesen, dass auch die entsprechenden Cloud-Dienste gemessen werden können.

Eines Ihrer Vorzeigeprojekte ist nach wie vor das Umweltlabel „Blauer Engel“. Datacenter-Insider hat darüber bereits mehrfach ausführlich berichtet. Gestatten Sie mir dennoch die Nach¬frage: Warum tun sich im Gegensatz zu den Betreibern von klassischen Firmenrechen¬zentren ausgerechnet die großen, meist international aufgestellten Co-Location-Betreiber so schwer damit?

Marina Köhn: Was wir auf jeden Fall wissen und auch beweisen können, ist, dass die Mindestanforderungen des Umweltzeichens Blauer Engel erheblich zu Energie-Einsparungen beitragen. Das führt letztendlich auch zu erheblichen Kosteneinsparungen.

Ein Unternehmen wie die Akquinet AG in Hamburg, das die Mindestanforderungen des Blauen Engels umsetzt, ist heute nachweislich kosteneffizienter als vorher. Ihre Frage, warum sich vor allem die großen internationalen Co-Location-Betreiber nicht beteiligen, können letztendlich nur diese selbst beantworten.

Meine Gegenfrage dazu wäre: Wer bezahlt bei einer ineffektiven Infrastruktur und einem schlechten PUE-Wert schlussendlich den höheren Energieverbrauch und damit auch den höheren Preis?

Unsere Einschätzung lautet: im Regelfall die Kunden des Co-Location-Betreibers.

Hier schließt sich unmittelbar die Frage an, wie transparent diese Informationen für die Nutzer derzeit sind. Ist überhaupt erkennbar, ob das Rechenzentrum, in dem die Server konkret betrieben werden, mehr oder weniger Energie-effizient arbeitet?

Ist das UBA-Label für die Praxis einfach zu komplex?

Marina Köhn: Der Blaue Engel ist kein Industriestandard, sondern ein Standard für umweltverträgliche Produkte und Dienstleistungen. Das bedeutet, dass nur die Rechenzentren mit dem Blauen Engel ausgezeichnet werden, die wesentlich Energie-effizienter und ressourcenschonender sind als es der Durchschnitt ist.

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Das generelle Konzept des Blauen Engels war und ist, dass alle Teilaspekte eines Rechenzentrums unter die Lupe genommen werden und auf der Grundlage dieser Informationen entsprechende Mindestanforderungen formuliert werden. Damit wollen wir erreichen, dass Rechenzentren in Gänze Energie-effizient und ressourcenschonend betrieben werden können. Alle Kriterien dazu werden, wie aktuell auch wieder, in einem regelmäßig abgestimmten Turnus überprüft und neu angepasst.

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Der PUE-Wert in einem Dutzend Rechenzentren

Gegenüberstellung Auslastung CPU und PUE in verschiedenen Rechenzentren
Gegenüberstellung Auslastung CPU und PUE in verschiedenen Rechenzentren
(Bild: UBA )

Das Umweltbundesamt (UBA) zeigt auf, dass nur eine ganzheitliche Betrachtung eines Rechenzentrums der einzig richtige Weg ist, um ein Rechenzentrum „in Gänze Energie-effizient und ressourcenschonend“ zu betreiben:

Zu einer fatalen Fehleinschätzung über die Energie-Effizienz könnte man kommen, wenn man sich nur an die Kennzahl Power Usage Effectiveness (PUE) orientieren würde. Die PUE bewegt sich in den zwölf untersuchten Rechenzentren im Jahresdurchschnitt zwischen 1,19 und 1,75. Die mittlere CPU Auslastungen aller Server in den jeweiligen Rechenzentren liegen im Jahresdurchschnitt zwischen 4 Prozent und 80 Prozent.

Eine Korrelation zwischen niedrigem PUE-Wert und hoher CPU Auslastung ist nicht erkennbar. Beispielsweise ist die Infrastrukturleistung in einem Rechenzentrum (PUE von 1,27) sehr Energie-effizient, wogegen die CPU-Auslastung aller Server im Jahresdurchschnitt mit nur 5 Prozent als sehr schlecht beurteilt werden muss. (siehe Abbildung

Fazit: Energie und Ressourcen werden in diesem Rechenzentrum vergeudet. Das will das UBA nicht mehr hinnehmen. Diese Erkenntnis gewinnt man allerdings nur bei der Berücksichtigung aller relevanten Rechenzentrumskomponenten.

Nicht die angebliche Komplexität ist das Problem; so komplex ist das Label wirklich nicht. Es gibt aber sehr wohl einige Anforderungen, die insbesondere von internationalen Konzernen sehr distanziert betrachtet werden, zum Beispiel der geforderte Verzicht auf klimaschädliche Kältemittel.

Insbesondere diese großen internationalen Betreiber errichten ihre Datacenter überall auf der Welt meist nach dem gleichen Prinzip, mit der gleichen Klimatisierungstechnik bespielsweise. Somit sind sie in der Regel auch nicht bereit, von ihren überholten Konzepten lokal auch nur einen Deut abzuweichen. Und genau das müsste geschehen, wenn in Deutschland flächendeckend eine nachhaltige Klimatisierung eingeführt werden soll.

Inwieweit kann auch der freiwillige 'Data Center Pact' der Betreiber zur Einhaltung der „Governance“ im Rahmen des europäischen Green Deal zielführend sein?

Marina Köhn: Wir begrüßen jede freiwillige Initiative zur Senkung des Energieverbrauchs und des CO2-Fußabdrucks. Die Hürden dafür dürfen dann aber auch nicht so niedrig angesetzt sein, dass alle problemlos darüber springen können.

Ohne Gesetze geht es nicht

Eines ist aber auch ganz klar:

Um mit großen Schritten voranzugehen, und in der uns noch zur Verfügung stehenden, sehr knappen Zeit Mindeststandards hinsichtlich der Nachhaltigkeit und Energie-Effizienz im Markt zu etablieren, wird es nicht ohne ein entsprechendes Gesetz gehen.

Um mit großen Schritten voranzugehen, und in der uns noch zur Verfügung stehenden, sehr knappen Zeit Mindeststandards hinsichtlich der Nachhaltigkeit und Energie-Effizienz im Markt zu etablieren, wird es nicht ohne ein entsprechendes Gesetz gehen.

Es gilt zeitnah ganz klare Regeln aufzustellen, wie bei uns in Deutschland Rechenzentren betrieben werden müssen. Im Rahmen des „EU Fit for 55“-Prozesses werden auf europäischer Ebene derzeit insgesamt zwölf Richtlinien, insbesondere auch die zentrale Energie-Effizienzrichtlinie, überarbeitet, die anschließend jeweils in nationales Recht der einzelnen Mitgliedsstaaten umgesetzt werden müssen.

Jedes Datacenter-Unternehmen, das sich jetzt zügig auf den Weg macht, ist daher gut beraten. Es gilt, die Arbeit nachhaltig so umzugestalten, dass auch der nachfolgenden Generation ein Planet Erde zur Verfügung steht, auf dem jeder Mensch gut leben kann.

Ein weiteres Ihrer Leuchtturmprojekte ist das vom UBA geförderte Forschungsvorhaben zum Aufbau eines Registers für Rechenzentren in Deutschland und zur Entwicklung eines Bewertungssystems für Energie-Effizienz, PeerDC. Über die allgemeine Zielsetzung hat der Projektleiter Peter Radgen bereits ausführlich berichtet. Gibt es gut und gerne ein halbes Jahr nach dem Start mittlerweile erste Ergebnisse zu verkünden?

Marina Köhn: Das zweite Begleittreffen hat kürzlich als hybride Veranstaltung im Bundes Wirtschaftsministerium (BMWK) stattgefunden. Der Vertreter des BMWK hat die Neuerungen der europäischen Energie-Effizienz-Richtlinie (Energy Efficiency Directive, kurz EED) vorgestellt und erläutert welche Auswirkungen die Neuerungen auf die Rechenzentren in Europa hat und wie sie sich auf die Gesetzgebung in Deutschland auswirken.

Anschließend haben wir einen Vorschlag zur Klassifizierung der Rechenzentren diskutiert. Das ist vor allem für einen späteren Vergleich und die Bewertung der Energie-Effizienz relevant. Darüber hinaus haben wir die Datenstruktur vorgestellt und gemeinsam diskutiert, welche Informationen in welcher Form über das Register veröffentlicht werden sollen.

Einige Rechenzentrumsbetreiber haben uns bereits zugesagt Daten für das Register zur Verfügung zu stellen. Die Atmosphäre des Begleitkreistreffens war ausgesprochen angenehm, die Diskussionen wurden sehr fachkundig geführt. Alles Weitere ist – wie bei anderen Forschungsprojekten auch – derzeit noch in der Phase der Erkenntnisgewinnung.

Last, but not least fordern grüne und nachhaltige Initiativen und Projekte in der Datacenter-Branche auch sehr leicht den Widerspruch der „Ewiggestrigen“ heraus, die die Zeichen der Zeit einfach noch nicht verstanden haben – siehe beispielsweise zuletzt die Diskussion um die Beschlüsse der Stadt Frankfurt am Main, dem unkontrollierten Ausbau-Wildwuchs einige Regeln zu geben. Wie geht das UBA mit diesem Gegenwind um?

Marina Köhn: Gegenwind gab es schon immer. Als wir zum ersten Mal mit der Idee eines Umweltzeichens für Rechenzentren an die Öffentlichkeit getreten sind, verkündete insbesondere einer der größten Verbände: „Mit uns wird es den Blauen Engel für Rechenzentren niemals geben.“ Wir halten uns daher heute nicht weiter an diesen Ewiggestrigen mit ihrem Motto „Das haben wir schon immer so gemacht“ auf.

Wir wenden uns mit unseren Ideen vor allem an diejenigen Unternehmen in der Branche, die das anders sehen. Und davon gibt es mittlerweile eine ganze Reihe. Darüber hinaus stellen wir in der Kommunikation mit uns auch immer öfter neben der offiziellen Version der Verbände eine davon abweichende, inoffizielle fest.

Alles in allem finden immer mehr Betreiber von Rechenzentren gut, was wir am UBA machen. Das sieht man unter anderem auch an der aktuellen Überarbeitung des Blauen Engel mit vielen aus der Branche sehr gut besuchten Workshops. Es beginnt sich also durchaus im Bewusstsein der Datacenter-Protagonisten etwas zu verändern, und das macht mir Mut.

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