Studien-Update 2023 des Branchenverbands Bitkom Schlaglichter auf den Data­center-Markt in Deutschland

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Netzwerk energieeffiziente Rechenzentren - NeRZ, Borderstep Institut

Bitkom e.V.

Schneider Electric GmbH

Data Center Group – Büro Köln

ConSysTech GmbH

Wow! Zwischen 2010 und 2022 sind die Kapazitäten der Rechenzentren in Deutschland gemessen in IT-Anschlussleistung um über 90 Prozent gewachsen. Und wie geht es weiter? Der Branchenverband Bitkom e. V. hat dazu die Studie „Rechenzentren in Deutschland – Aktuelle Marktentwicklungen“ herausgegeben; jetzt folgt ein Update der Untersuchungen aus den Jahren 2022, 2017 und 2014.

Rechenzentren sind gefragt, weltweit und hierzulande. Das steht außer Frage. Aber: Wie gefragt. Insbesondere in Deutschland ist das Bild uneinheitlich. Die Meinungen der Marktforschungsinstitute gehen auseinander, stellt die Birkom-Untersuchung fest. Während die Branche selbst optimistisch in die Zukunft blicke, werde an anderer Stelle eine Stagnation des Marktes erwartet, zumindest teilweise. Grund für diese Skepsis seien vermutlich die Turbulenzen auf den Energiemärkten und die unklaren regulatorischen und ökonomischen Rahmenbedingungen, so die Marktforscher mit dem Hinweis auf das kommende Energie-Effizienzgesetz.

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Zugleich verweisen sie darauf, dass trotz der enormen Bedeutung von Rechenzentren für die Digitalisierung das Wissen um die Strukturen und die Entwicklungen im nationalen und internationalen Rechenzentrumsmarkt immer noch verhältnismäßig gering seien. So gehören folgende Fragestellungen zu der vorliegenden 'Kurzstudie', die ein Update der gleichlautenden ausführlichen Untersuchung aus dem Jahr 2022 (siehe: „Bitkom-Studie zu Rechenzentren und ihre aktuelle Entwicklung Datacenter in Deutschland: Mehr Daten – mehr Strom?“ sein soll:

• Wie entwickelt sich die IT-Anschlussleistung der Rechenzentren und kleineren IT-Installationen in Deutschland?

• Wie entwickeln sich aktuell Energiebedarf und Treibhausgasemissionen der Rechenzentren in Deutschland?

• Wie viel Abwärme entsteht durch den Rechenzentrumsbetrieb in Deutschland? Wie viel dieser Abwärme ist praktikabel nutzbar?

• Wie entwickeln sich die Stromkosten beziehungsweise die Strompreise für Rechenzentrumsbetreiber in Deutschland?

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Dazu hat das Borderstep Institut unter anderem im Zeitraum von 21.3.2023 bis 13.4.2023 im Auftrag des Bitkom eine Befragung von Expertinnen und Experten (online) vorgenommen. An der Befragung haben 54 Personen teilgenommen – davon 35 Rechenzentrumsbetreiber.

Zunächst einmal lässt sich festhalten, dass die Zahl der in den weltweiten Rechenzentren installierten Server weiterhin deutlich zugenommen hat – zwischen 2015 und 2022 stieg sie um 45 Prozent von 59 Millionen auf 86 Millionen Stück. Zugleich aber sank der Anteil Deutschlands an den weltweiten Rechenzentrumskapazitäten: Waren im Jahr 2015 noch etwa 3,5 Prozent der Server in Rechenzentren in Deutschland, so sank dieser Anteil bis 2022 auf knapp 3 Prozent (siehe: Abbildung 1).

Dabei werden Rechenzentren als solche definiert, wenn mindestens eines dieser Kriterien erfüllt ist:

• Zehn oder mehr Racks

• die IT-Anschlussleistung beträgt mehr als 40 Kilowatt.

Bei dieser Eingrenzung gibt es in Deutschland etwa 3.000 Rechenzentren. Würde die untere Leistungsgrenze bei 200 Kilowatt (kW) oder 500 kW gewählt, reduzierte sich die Anzahl deutlich. Aber: „Leider gibt es keine aktuellen Erhebungen zur Zahl der Rechenzentren mit Anschlussleistungen über 200 kW oder über 500 kW in Deutschland“, heißt es nach wie vor im Studien-Update, lediglich eine Schätzung aus dem Jahr 2027 - mit entsprechend hoher Bandbreite: Demnach wären es 300 bis 500 Rechenzentren in dieser Größenordnung (siehe auch: Abbildung 5).

Insgesamt werden in Deutschland, wie die Vorgängerstudie ermittelte, rund 50.000 Rechenzentren und kleinere IT-Installationen betrieben. Im Jahr 2022 befanden sich zwei Drittel der Rechenzentrumskapazitäten in solchen mit mehr als 40 kW IT-Anschlussleistung, mehr als 45 Prozent in jenen mit mehr als 5 MW und berücksichtige man die Größenverteilung der Rechenzentren, sei davon auszugehen, dass sich ca. 60 Prozent der Kapazität in Rechenzentren mit mehr als 100 kW IT-Anschlussleistung befänden, heißt es in der Studie.

Die Verteilung der Datacenter-Kapazität

Die Verteilung auf Cloud-, Co-Location- und Enterprise-Rechenzentren stellt sich wie folgt dar: Im Jahr 2022 machten Cloud-Rechenzentren 38 Prozent der gesamten Rechenzentrumskapazitäten aus und 44 Prozent der deutschen IT-Kapazitäten befanden sich 2022 in Co-Location-Rechenzentren.

Insgesamt jedoch werten die Studienmacher vom Borderstep Institut die Entwicklung des Rechenzentrumsmarkts in Deutschland immer noch als kräftig wachsend ein: Wörtlich heißt es: Der „Boom bei Rechenzentren scheint keine 'Blase' zu sein“ immerhin geben 56 Prozent Deutschland als „interessanten Standort“ ein, die Betreiber von Rechenzentren gehen zu 42 Prozent davon aus.

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Ein Indiz ist die Bereitschaft zu investieren. Auch danach haben die Studienmacher gefragt. 66 Prozent der befragten Betreiber möchten in den kommenden zwei Jahren ihre Kapazitäten erweitern. 40 Prozent gehen sogar davon aus, dass sie sehr umfangreiche Erweiterungs-Investitionen durchführen werden (siehe: Abbildung 4).

Rechenzentren und die Nachhaltigkeit

Der European Green Deal sieht vor, dass die Rechenzentren klimaneutral werden. Deutschland bekommt ein Energie-Effizienzgesetz, das insbesondere die Rechenzentren zwingen soll, Grünstrom zu verwenden, Energie-effizient zu wirtschaften und Abwärme abzugeben. Um die Werte, aktuell etwa liegt der vorgesehene PUE-Wert bei 1,2, wird noch gerungen - wie es scheint; jedenfalls ist die Abstimmung zum Gesetz vorerst verschoben, da die erste am 7. Juli 2023 aus Mangel an Abgeordneten geplatzt war und ob die aktuelle Vorlage bleibt wie sie ist, ist ungewiss.

Dass das Feilschen um Prozente und Fristen die Datacenter-Betreiber bewegt, zeigt auch das Stimmungsbild der Bitkom-Studie; denn rund 90 Prozent stimmten der Aussage zu, dass die Nachhaltigkeit von Rechenzentren in Zukunft eine enorme Bedeutung bekommt, 87 Prozent sehen diese in der Versorgung mit klimaneutral erzeugtem Strom. Überraschend mag daher sein, dass eine Mehrheit von 67 Prozent Zustimmung für gesetzliche Regelungen für einen klimafreundlichen und nachhaltigen Betrieb signalisiert. Allerdings sieht auch eine knappe Mehrheit der Befragten (52 Prozent) die Gefahr, dass eine zu starke Regulierung dazu führen könnte, dass weniger Rechenzentren in Deutschland gebaut werden (siehe: Abbildung 8).

Allerdings hat der Gesetzgeber gute Gründe, sich mit dem Energiebedarf von Rechenzentren zu beschäftigen (siehe: Abbildung 9). Denn der „Energiebedarf der Rechenzentren steigt weiter an – trotz massiv verbesserter Effizienz“ - Gemessen an den Workloads pro verbrauchter Kilowattstunde Strom seit 2010 um mehr als 500 Prozent. Insgesamt aber stieg der Strombedarf - zwischen 2010 und 2022 um 70 Prozent auf 17,9 Milliarden Kilowattstunden pro Jahr (kWh/a).

Die Effizienz hat sich erhöht

Während der Energiebedarf der IT-Komponenten in Rechenzentren sich in diesem Zeitraum mehr als verdoppelte, fiel der Anstieg des Energiebedarfs bei den Rechenzentren­infra­struk­turen mit 30 Prozent geringer aus. Laut Studie hat sich damit der Wert der Power Usage Effectiveness (PUE) der Rechenzentren mit mehr als 40 KW IT-Anschlussleistung zwischen 2010 und 2022 von 1,98 auf 1,55 verbessert.

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Das hat Auswirkungen auf die Treibhausgasemissionen, die auf Rechenzentren zurückzuführen sind; denn bis 90 Prozent davon sind auf den Strombedarf zum Betrieb der Rechenzentren zurückzuführen. Aktuell liegt der Stromverbrauch der Rechenzentren in Deutschland etwa 20 Prozent höher als im Jahr 2020. Aus diesem Grund ergibt auch die Nutzung von Grünstrom Sinn.

Zugleich ist davon auszugehen, dass der Energiebedarf weiter steigt (siehe: Abbildung 11). Da sich jedoch die Analysten uneins sind, was das Wachstum des Datacenter-Markts anbelangt, ist auch die Spannweite des entsprechend prognostizierten Energiebedarfs hoch: „Im Trendfall wird sich der Energiebedarf der Rechenzentren bis 2030 auf etwa 27 Milliarden kWh/a erhöhen. Im Falle eines sich noch verstärkenden Rechenzentrumsbooms kann sich der Energiebedarf der Rechenzentren und kleineren IT-Installationen in Deutschland bis 2030 im Vergleich zu 2022 auf 34 Mrd. kWh/a fast verdoppeln", heißt es in der Bitkom-Studie.

Steigender Strombedarf bedeutet steigende Treibhausgasemissionen. Doch nicht vergessen: Das Ziel ist Net Zero - null Emissionen, klimaneutraler Betrieb. Und das passt überhaupt nicht zusammen. In der Studie heißt es: Im 'Trend-Fall' „wurde zum einen ein Szenario angenommen, bei dem sich der Strommix in Deutschland nur verhältnismäßig gering verändert. Hierzu wurde eine EU-Prognose für den deutschen Strommix 2030 aus dem 2019 (European Commission, 2019) zugrunde gelegt“. Für das zweite Szenario geht von der Erreichung des Ziels der Bundesregierung aus, bis 2030 rund 80 Prozent des Stroms aus erneuerbaren Quellen zu erzeugen. Hierzu wurde eine Berechnung des Internationalen Institut für Nachhaltigkeitsanalysen und -strategien (IINAS) verwendet (Fritsche &Greß, 2022). Das Ergebnis: In den „betrachteten Szenarien ist denkbar, dass sich bis 2030 die jährlichen Emissionen halbieren oder auf dem Stand von 2022 bleiben.“

Die Abwärmenutzung

Zankapfel im geplanten Energie-Effizienzgesetz ist insbesondere der Grad der Abwärmenutzung und der zeitliche Rahmen, in dem die Vorgaben umgesetzt werden sollen. Nach den Ergebnissen der Befragung waren zwei Drittel (67 Prozent) der Ansicht, dass die Rechenzentren in Zukunft Abwärme zur Weiternutzung anbieten müssen. Und 70 Prozent der Befragten stimmten der Aussage zu, dass die Möglichkeit zur Abwärmenutzung künftig ein wichtiges Kriterium bei der Standortwahl von Rechenzentren werden sollte (siehe: Abbildung 13). Hier stimmten übrigens auch mit 55 Prozent mehr als die Hälfte der Datacenter-Betreiber zu.

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