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Nachhaltigkeit im Rechenzentrum Was muss bei Betrieb und Planung beachtet werden?

| Autor / Redakteur: Ian Whitfield* / Ulrike Ostler

Ohne Energie keine Rechenzentren und kein Internet. Strom ist weltweit die zentrale Komponente für alle digitalen Services. Allein in Deutschland verbrauchen Rechenzentren an die 15 Terawattstunden pro Jahr. Das entspricht rund 3 Prozent des gesamten Stromverbrauchs in Deutschland und einem CO2-Ausstoß von über 7 Millionen Tonnen.

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Wenn es nur so einfach wäre - eine grüne Stromleitung ins Rechenzentrum ....
Wenn es nur so einfach wäre - eine grüne Stromleitung ins Rechenzentrum ....
(Bild: ElizaVira auf Pixabay )

Das ist eine erschreckende Klimabilanz, die mit dem wachsenden Datenhunger durch zum Beispiel IoT und vernetzte Autos noch weiterwachsen wird. Die Branche muss handeln und sich darauf konzentrieren, Wege zu finden, um ihre Emissionen zu verringern und ihren Stromverbrauch zu minimieren. Dabei stehen Betreiber vor einer großen Herausforderung.

Da Rechenzentren keine Abfallprodukte produzieren, müssen sich alle Nachhaltigkeitsaktivitäten auf die Nutzung von grünem Strom und den effizienteren Betrieb der Anlagen konzentrieren. Und das schon heute. Denn stetig wachsende Anforderungen von Gesetzgeber und Kunden machen es notwendig Nachhaltigkeitsprogramme schon jetzt zu priorisieren. Dazu drei Beispiele, wie Betreiber von Rechenzentren diese Herausforderung angehen können.

Nachhaltiges Design von Anfang an

Hyperscale-Rechenzentren dominieren derzeit die Branche und viele dieser riesigen Datenzentren befinden sich noch in der Entwicklung. Betreiber und Architekten bietet dies die Möglichkeit, von Anfang an für einen Energie-effizienten und effektiven Betrieb zu planen. Dazu gehört der Einsatz modernster Gebäudetechnologien genauso wie die Optimierung der gesamten Lieferkette, so dass ein Großteil aller verwendeten Materialien nachhaltig beschafft wird.

Auch können spezielle Research-Teams mit den Designern zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass Maßnahmen zur Effizienzsteigerung ergriffen werden, bevor der Bau stattfindet. Zum Beispiel können die Voraussetzungen für die Nutzung der Abwärme als Energie- oder Fernwärmequelle schon im Design berücksichtigt werden.

Da Nachhaltigkeit von Anfang an bedacht wird, spart dies nicht nur Zeit, sondern auch Ressourcen. Denn es müssen zu diesem Zweck keine aufwendigen Anbauten oder Umbauten nach der Fertigstellung mehr vollzogen werden.

Proaktive Nachhaltigkeits- und Effizienzmaßnahmen zu Beginn sowie der Einsatz modernster Technologien stellen sicher, dass Anlagen problemlos betrieben, gewartet, repariert und renoviert werden können. Denn sie erlauben einen Materialkreislauf, der Ressourcen schont. Zudem konzentrieren sie sich auf eine intelligentere, sauberere Nutzung von Energie und Wasser.

Technik ist der Schlüssel

In Rechenzentren ist sehr viel Technik verbaut. Auch sie kann dabei helfen, den Betrieb effizienter und grüner zu machen. Es beginnt schon damit, dass Betreiber die Effizienz ihrer bestehenden Ausrüstung prüfen und dabei auch einen Blick auf einen der wichtigsten, kontinuierlich steigenden Energiefresser werfen: die Kühlung.

Die Betriebstemperaturen von IT-Systemen haben sich in den letzten Jahren stark erhöht, so dass eine aktive Kühlung nur noch in den wenigsten Klimazonen von Bedarf sein sollte. Auf jeden Fall können die Kühlsysteme aber reduziert werden. Um auf einen nachhaltigen Kurs einzuschwenken, können Unternehmen deshalb im ersten Schritt damit beginnen, erhebliche Veränderungen an ihren Kühlsystemen vorzunehmen. Klar ist aber auch, dass noch viel Forschung und Entwicklung notwendig ist, um Fortschritte bei der Betriebstemperatur zu machen, die in Zukunft den Bedarf an Kühlenergie in Rechenzentren weltweit noch weiter reduzieren.

Google hat hier zum Beispiel eine Vorreiterrolle eingenommen. Seit 2014 hat das Unternehmen den Energieverbrauch in seinen Anlagen um 50 Prozent reduziert, indem es fortschrittliche Temperatur-Management-Systeme eingeführt hat. Natürlich hat Google mehr Geld für Investitionen in Rechenzentren und experimentelle Technologien als die meisten anderen Datacenter-Betreiber, aber die Erfolge, die es mit seinen Maßnahmen hat, sind ein gutes Beispiel für die Branche.

Kluges Management

Unternehmen können auch Datacenter Infrastucture Management (DCIM) einsetzen, um ganze Rechenzentren mit Hilfe von Software zu verwalten. Die weiter steigende Komplexität der Rechenzentren macht das Management der gesamten Infrastruktur zu einer großen Herausforderung.

Egal ob für ein Hyper- oder Mikrorechenzentrum, DCIM kann zur Optimierung der Prozesse erheblich beitragen. Zu den Funktionen zählen zum Beispiel prädiktive Modellierung, Analytik, Daten-Management und Prognose, die richtig angewendet oft zu niedrigeren Kosten, reduziertem Zeitaufwand für Betreiber und weniger Ressourcen-Verbrauch führt.

Darüber hinaus ergab eine aktuelle PWC-Studie, dass der weltweite Einsatz künstlicher Intelligenz in den Bereichen Landwirtschaft, Verkehr, Energie und Wasser die globalen Treibhausgasemissionen bis 2030 um vier Prozent senken könnte. Die Integration innovativer technologischer Lösungen in Rechenzentren hat nicht nur positive Auswirkungen auf die Umwelt, sondern bietet auch wirtschaftliche Vorteile, die in Zukunft zum Wachstum von Rechenzentren beitragen könnten.

Nachhaltig durch eigene Stromproduktion

Da sich die Technologie für Rechenzentren ständig weiterentwickelt, entwickeln sich auch die Möglichkeiten für selbst erzeugte, saubere Energie weiter. Schon in den letzten Jahren gab es signifikante Fortschritte bei erneuerbaren Energie- und Speicherlösungen. Dies eröffnet Betreibern das Potenzial, auch in die eigene Stromproduktion einzusteigen und sich so unabhängiger von Versorgungsunternehmen zu machen.

Die Rückgewinnung von Abwärme oder der Kauf von erneuerbarer Energie aus Wind- und Solarparks ist ein positiver Schritt hin zu einem nachhaltigen Rechenzentrum. Datacenter-Betreiber sollten sich um Innovationen bemühen und in Bezug auf neue Technologien auf dem Laufenden bleiben, um ihre Energie-Effizienz und eigene Nachhaltigkeit zu maximieren.

Der Weg zu 100-prozentiger Nachhaltigkeit ist noch weit

Schon heute gibt es Unternehmen, die die Transformation zum nachhaltigen Betrieb lautstark vorantreiben. Zum Beispiel haben sich Amazon, Microsoft und Facebook selbst das Ziel auferlegt, in Zukunft nur noch 100 Prozent erneuerbare Energien zu nutzen. Weitere Unternehmen müssen und werden folgen, wie auch die New York Climate Week im September gezeigt hat. Denn sowohl die Gesellschaft als auch Regierungen werden in ihren Forderungen immer lauter.

Doch mit der steigenden Nachfrage nach erneuerbaren Energien durch Rechenzentren, muss auch die Produktion von grünem Strom schneller ausgebaut werden, um mit dem Bedarf schritthalten zu können. Wenn nicht genügend erneuerbare Energie erzeugt wird, dann kann das 100-Prozent-Ziel der Rechenzentren nicht erreicht werden. Es liegt daher auch an der Politik und den Energieversorgern, die Menge des verfügbaren grünen Stroms weiter zu erhöhen, damit Unternehmen ihre Nachhaltigkeitsziele erreichen können.

* Ian Whitfield, CEO RED Engineering , ein Unternehmen von Engie Impact.

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