„Grüner“ geht immer! Viele Facetten bis hin zum Kabel Was ist Green IT?

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Mehr als 18 Milliarden Einträge liefert die Online-Suchanfrage nach Green IT – Tendenz steigend. Das verwundert wenig: Schließlich liegt die Bestrebung, Informations- und Kommunikationstechnik über den gesamten Lebenszyklus hinweg umwelt- und ressourcenschonend zu gestalten, nicht erst in Zeiten explodierender Produktions- und Energiekosten im Trend. Was genau steckt hinter Green IT?

Seit ihrem Aufkommen in den 1990er Jahren ist Green IT in wechselnden Facetten ein Ansatz, den Lebenszyklus von Informations- und Kommunikationstechnik (ITK) von der Herstellung über den Betrieb bis zur Entsorgung der Geräte ressourcenoptimierter zu gestalten und zugleich eine nachhaltigere ITK-Infrastruktur aufzubauen. Soweit so gut. Das klärt noch nicht die Frage, was genau hinter dem Begriff Green It steckt.

Garantiert in jedem Büro zu finden: Das Energy Star Label. Es ziert zahlreiche PCs, Bildschirmmonitore, Drucker oder Scanner und steht für energiesparende Geräte – aber auch Baustoffe, öffentliche und gewerbliche Gebäude oder Wohnbauten. 1992 brachte es die amerikanische Umweltbehörde EPA (Environmental Protection Agency) auf und begründete die Idee der Green IT. 2003 fand das Label Eingang in eine EU-Verordnung.

Bis heute ist das Siegel zwar weit verbreitet, seine Wirkung aufgrund der freiwilligen Kennzeichnung jedoch überschaubar: Einerseits sind die zu erfüllenden Kriterien schwach – eingeschaltete Geräte oder Komponenten müssen sich nach einer gewissen Zeit zurückschalten und es gibt Vorgaben für den maximal zulässigen Energieverbrauch über eine bestimmte Zeitdauer – , andererseits gibt es keine (unabhängige) Überprüfung, ob Hersteller ihre Geräte und Komponenten selbst korrekt messen und deklarieren. Damit ist der „Energy Star“ heute eher ein weißer Zwerg am Green-IT-Himmel.

Umweltschutz

Initiativen für mehr Umweltschutz in der IT gab es bereits Ende der 1980er und Beginn der 1990er-Jahre auch seitens einzelner Unternehmen: So eröffnete Fujitsu ein Zentrum für Produktrecycling und brachte einen mit dem 'Blauen Engel' zertifizierten, so genannten „Green PC“ auf den Markt, der so umweltfreundlich wie möglich produziert wurde. Den Anstoß, weltweit über die Themen Nachhaltigkeit und nachhaltige Entwicklung nachzudenken, bildete der „Brundtland-Bericht“ von 1987.

Mit dem Aufkommen zunächst des World Wide Web, dann des Internet of Things, der Entwicklung der Digitalisierung und der damit einhergehenden Nutzung mobiler Endgeräte und Cloud-Technologien stieg der Energie- und Ressourcenverbrauch in der ITK-Branche. Heute ist die IKT-Branche mit 730 Millionen Tonnen CO₂ weltweit für 1,4 Prozent der globalen Treibhausgasemissionen verantwortlich und benötigt rund 3,6 Prozent des weltweiten Stromverbrauchs. Auch ressourcenintensive sogenannte Dark Data – redundante, veraltete, fehlerhafte oder einfach vergessene Daten – auf Servern, Rechenzentren und in der Cloud verbrauchen durch ihre Nicht-Löschung 5,8 Tonnen CO₂.

Mit dem wachsenden Bewusstsein für den Umwelt- und Klimaschutz und für ein nachhaltigeres Wirtschaften trat auch das Thema Green IT stärker in den Vordergrund. Green IT umfasst viele unterschiedlichen Facetten, bei denen es um mehr geht als nur um Energie-effiziente Hardware.

In und mit

Grundsätzlich lässt sich Green IT in zwei Bereiche unterteilen: Zum einen umfasst sie Technologien und Methoden, den Ressourcen- und Energieverbrauch in ITK-Lösungen, Rechenzentren und der Infrastruktur zu reduzieren (Green in der IT). „Green“ kann aber auch der Einsatz von ITK selbst sein, indem sich etwa durch Videokonferenzen oder dank digitaler Prozesse in Industrie und Büro Transportwege und Dienstreisen vermeiden und so CO₂-Emissionen einsparen lassen (Green durch IT).

Damit hat die ITK-Branche hohes Potenzial, die CO₂-Emissionen durch die Digitalisierung entscheidend zu verringern. Im Weiteren geht der Beitrag auf den Aspekt „Green in der IT“ ein, wobei klar ist, dass sich auch der Bereich „Green durch IT“ nachhaltig verändert, je grüner die IT selbst ist.

Green in der IT

Die kostensparende und effiziente Nutzung von Energie ist nicht erst seit steigenden Kosten und drohender Knappheit relevant – es ist das wichtigste Thema des 21. Jahrhunderts. Bereits seit 2007 sensibilisiert deshalb auch die Europäische Kommission mit dem so genannten Code of Conduct für Rechenzentren für das Thema Green IT und zeigt Möglichkeiten des Energiesparens auf – eine Reaktion auf den stetig zunehmenden Energieverbrauch.

Gegründet vom Joint Research Center und dem Institute for Energy der Europäischen Kommission, setzt sich die EU-Initiative für den Aufbau eines standardisierten Systems zur grünen Rechenzentrumsoptimierung in Unternehmen ein. Mit Best-Practice-Beispielen liefert die Europäische Kommission Anwendungsempfehlungen, wie sich Infrastrukturen konkret verbessern lassen.

Wie groß der Bedarf ist, zeigt der aktuelle IEA (International Energy Agency) Report (siehe auch: „IEA-Energie-Effizienz-Report 2022 Deutschland ist kein Musterschüler“ : Denn auch wenn starke Effizienzsteigerungen dazu beigetragen haben, den Anstieg des Energiebedarfs von Rechenzentren global zu begrenzen, (so) benötigten Rechenzentren 2021 weltweit zwischen 220 bis 320 TWh (Terawattstunden), was etwa 0,9 bis 1,3 Prozent des weltweiten Endstrombedarfs entspricht.

Datercenter und Übertragungsnetze

Nicht mit eingerechnet sind hier weitere 100 bis 140 TWh für das Mining von Kryptowährungen – was einer Zunahme von beeindruckenden 2.300 bis 3.300 Prozent seit 2015 entspricht – sowie 260 bis 340 TWh Energie für Datenübertragungsnetze. Damit sind Datacenter und Datenübertragungsnetze nach wie vor für fast ein Prozent der energiebedingten Treibhausgasemissionen verantwortlich. In Deutschland liegt der jährliche Stromverbrauch der Rechenzentrumsbranche mit 17 Milliarden Kilowattstunden bei drei Prozent des gesamtdeutschen Stromverbrauchs.

Klar ist: In Rechenzentren schlummern weiterhin erhebliche ungenutzte Effizienzpotenziale. Der Wert der Power Usage Effectiveness (PUE-Wert), der Aufschluss über das Verhältnis des Jahresenergiebedarfs des gesamten Rechenzentrums zum Jahresenergiebedarf der IT des Rechenzentrums gibt, hat sich 2022 leicht verbessert und liegt nun bei 1,55. Rechenzentren nutzen damit insgesamt 55 Prozent der verbrauchten Energie nicht für den Betrieb der IT-Systeme, sondern für Kühlung, Stromverteilung und zusätzliche Gebäudefunktionen.

In Zukunft sieht ein Referentenentwurf für ein Energie-Effizienzgesetz (EnEfG) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) einen PUE-Wert von kleiner oder gleich 1,3 und einen Abwärmenutzungsgrad von 30 Prozent, ab 2027 von 40 Prozent, für neue Rechenzentren vor, die den Betrieb ab 2025 aufnehmen. Diese Zahlen sind Teil eines Entwurfs, der ab 2024 striktere Vorgaben für den nachhaltigen Betrieb von Rechenzentren vorsieht: Ab Januar 2024 sollen Datacenter ihren Energiebedarf zu 50 Prozent mit nicht gefördertem Strom aus erneuerbaren Energien decken, ab Januar 2025 dann zu 100 Prozent.

Inoffizieller EnEfG-Entwurf

Geleakter Gesetzentwurf zur Energie-Effizienz erhitzt die Gemüter

Die effiziente Nutzung von Energie stellt Betreiber und Unternehmen vor große Herausforderungen. Sie müssen betriebliche Prozesse optimieren, ohne dass es zu negativen Auswirkungen auf unternehmenskritische Rechenzentrums-Funktionen kommt. Ein Spagat, denn Rechenzentren sollen angesichts des horrend steigenden Bedarfs immer mehr Leistung liefern, zugleich aber auch den Ausstoß an Treibhausgasen minimieren.

Kostenfaktor Klimatisierung

Dabei gibt es viele Ansatzpunkte für Einsparungen: IT-Hardware, Applikationen und Daten, Virtualisierung, unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV), Klimatisierung oder Gebäudeplanung – Unternehmen können auf unterschiedlichsten Ebenen Energie einsparen und ihren Beitrag zu mehr Green IT leisten.

Beispiel Klimatisierung: Betreiben Unternehmen umfangreiche IT-Hardware auf engem Raum, entsteht Hitze. Um den reibungslosen Betrieb der Serveranlagen sicherzustellen, müssen die Serverräume klimatisiert werden. Hinzu kommt: Hitzewellen wie in diesem Sommer sind nach derzeitigen Erkenntnissen keine singulären Ereignisse mehr. In Zukunft wird es immer komplexer, teurer und auch energieintensiver werden, Rechenzentren zu kühlen.

Protokolle der Wiederbelebung nach Hitzetod

Londoner Hitze knockt Datacenter von Oracle und Google aus

Die klassische Komplettraumklimatisierung verursachte bislang hohe Energiekosten und erheblichen Wartungsaufwand. Moderne Cubes mit energieeffizienter Kaltgang-Einhausung haben die Raumklimatisierung abgelöst: Sie trennen die Kalt- und Warmluft-Bereiche konsequent. Dadurch erhalten die Serveranlagen eine optimale Luftzufuhr und Arbeitstemperatur bei geringen Betriebskosten.

Da das System nur bei bestmöglicher Abdichtung funktioniert, darf weder warme Luft in die klimatisierte Luft in den Doppelböden gelangen noch kalte Luft entweichen. Kritische Stellen für ungewollte Kaltluft-Abweichungen sind daher die Bereiche unter dem Schrankboden, weil dort Kabel durch Öffnungen im Doppelboden in die Serverschränke eintreten. Deshalb sind clevere Kabeldurchführungen besonders wichtig: Sie dichten den Luftkreislauf optimal ab und tragen so zu deutlichen Energie-Einsparungen in Datacentern bei.

Smartes Rack, smartes Datacenter

Eine entscheidende Rolle bei der Schaffung Energie-effizienter Rechenzentren spielt intelligente IT-Hardware. Investieren Unternehmen in ein smartes Rack, das effizient, flexibel und zukunftssicher ist, und in eine intelligent gewählte Verkabelung, lassen sich Ressourcen und Kosten sparen sowie die Umwelt schonen. Denn ist das Kabelvolumen gering und die Packungsdichte in den Racks hoch, können Datacenter den vorhandenen Platz optimal nutzen.

Die Rechenzentren lassen sich insgesamt kleiner auslegen. Praktischer Nebeneffekt: Auch der erforderliche Klimatisierungsaufwand sinkt.

Bisweilen macht auch die Größe den Unterschied: Flache Verkabelungssysteme mit einer geringen Einbautiefe von nur 285 Millimetern bieten im Rückraum genügend Platz für die Durchlüftung. Ihre Bauweise sorgt dafür, die Luftzirkulation in den Warm- und Kaltgängen einzuhalten. Das spart Energie. Dazu tragen auch sehr kompakte Kabelkonstruktionen und die damit verbundene drastische Reduzierung des Kabelvolumens bei, da sie die Belüftungswege in Schränken und Doppelböden nicht unnötig blockieren.

Vorteil Glasfaserkabel

Auch die Wahl der Kabelart spielt für den Aspekt der Green IT eine wichtige Rolle: Glasfaserkabel sind die zukunftssichere erste Wahl für Unternehmen, die einfach und effizient auf den Netzbetrieb mit aktuell 400G und mehr migrieren wollen. LWL-Kabel ermöglichen dank geringerer Signaldämpfung aber auch längere Übertragungsdistanzen. Zudem sind sie frei von Störeffekten wie Übersprechen oder dem Skin-Effekt, der bei Kupferkabeln eine Überlastung des äußeren Bereichs bewirkt.

Da Glasfaserkabel zudem einen deutlich kleineren Durchmesser als Kupferkabel haben, besitzen sie auch ein geringeres Volumen. Daraus ergeben sich gleich zwei zentrale Vorteile: Die Belüftungswege in den Netzwerkschränken sind weniger blockiert, wodurch sich Energieeinsparungen erzielen lassen. Zugleich reduzieren sich die Brandlasten in Rechenzentren, je kleiner die Kabeldurchmesser sind.

Energie sparen dank strukturierter Verkabelung

Einen wichtigen Beitrag zur Senkung des Energieverbrauchs leistet auch die Entscheidung für eine strukturierte, modulare und Plug-and-play-fähige Verkabelung. Diese sollten IT-Verantwortliche bei der Konzeption von Datacenter stärker in Erwägung ziehen, denn sie bietet Unternehmen mehr Flexibilität und umfassendere Upgrade-Möglichkeiten.

Die strukturierte Verkabelung berücksichtigt die Anforderungen mehrerer Jahre und hält Reserven für künftige Erweiterungen offen. In Kombination mit der Plug-and-play-Funktionalität bildet sie so die Grundlage für eine zukunftsweisende, anwendungsunabhängige und wirtschaftliche Netzwerkinfrastruktur.

Nachhaltig wird die Verkabelung durch den Aspekt der Modularität: Netzwerktechniker können dann bei technischen Neuerungen bestimmte Komponenten austauschen, ohne das gesamte Netz ersetzen zu müssen. Modulare Verkabelungssysteme sind flexibel, bieten hohen Investitionsschutz, helfen Ressourcen einzusparen und die Umwelt zu schonen. Vorkonfektionierte und getestete Systemkomponenten lassen sich dank Plug-and-play in kürzester Zeit und dadurch sehr viel effizienter installieren.

Mehr noch: Rechenzentrums-Verantwortliche können jederzeit Änderungen vornehmen und einzelne Komponenten, wie Module, austauschen, das System um- und ausbauen, Nachverkabelungen durchführen und dabei dieselben Komponenten wiederverwenden. Auch lassen sich einzelne Teile des Systems erneuern oder schnell zurückbauen. Dieses Reuse-Prinzip spart Ressourcen, schont die Umwelt und trägt dem Green-IT-Gedanken Rechnung.

Hochwertige Materialien für langlebiges Design

Ob IT „green“ ist, zeigt sich bereits im Herstellungsprozess: Importe von Rohstoffen und Komponenten aus Osteuropa und Fernost haben deutliche längere Lieferzeiten und selten umweltfreundliche Transportwege. Zudem sind sie oft aus minderwertigen Rohstoffen wie vorzeitig alterndem Kunststoff gefertigt, wobei unklar ist, ob der Schadstoffanteil den Vorgaben/Richtlinien entspricht.

Hinzu kommt der Aspekt der Langlebigkeit: Nur die Verwendung hochwertiger Materialien garantiert auch das langlebige Design der empfindlichen Komponenten und Steckverbinder. Professionelle Netzwerkexperten bieten die hundertprozentige Qualitätsprüfung aller Komponenten und die lückenlose Dokumentation aller Prozesse. Entsprechend hoch ist dann auch die Systemgarantie für hochwertige Verkabelungslösungen: Sie beträgt bis zu 25 Jahre. Weiterer Pluspunkt: Die Lösung ist zu 100 Prozent ausfallsicher.

* André Engel ist Geschäftsführer der TDE - Trans Data Elektronik GmbH.

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