Nachhaltigkeit in der IT-Landschaft – Zukunftsoptimierte Rechenzentren

In Zeiten des digitalen Wandels und der Zunahme des Stromverbrauchs wird es immer wichtiger sich Gedanken darüber zu machen, wie der weltweite Energieverbrauch gedrosselt werden kann. Erneuerbare Energien können einen wichtigen Beitrag zur Treibhausgas-Minimierung leisten. Gerade Rechenzentren treiben seit Jahren den Energieverbrauch in die Höhe und sollten mit gutem Beispiel vorangehen. Denn Digitalisierung und der bewusste Umgang mit natürlichen Ressourcen müssen sich nicht ausschließen.

Zu den dringlichsten Themen unserer Zeit gehören zweifelsohne die Digitalisierung sowie der Schutz der Umwelt. Zwei Bereiche, die nicht nur heute aktuell sind, sondern auch kommende Generationen beschäftigen werden. Zwei auf den ersten Blick völlig unterschiedliche Gebiete, die jedoch aufgrund ihrer Präsenz dringend miteinander verbunden werden müssen.
 

Als zentrale Komponente der Wirtschaft ist die Digitalisierung der Grundstein der ökonomischen Zukunft. Die Welt wird immer digitaler. Mit dem technologischen Fortschritt hat sich die wirtschaftliche sowie gesellschaftliche Welt in den letzten Jahren stark verändert. Ein Leben ohne Smartphone, Tablets und PCs ist heute kaum noch vorstellbar. Mithilfe der Informationstechnologie sind viele Geschäftsprozesse beschleunigt und vereinfacht worden. Diese Prozesse und Alltagsbegleiter benötigen Rechenzentren, die die Daten verarbeiten, speichern und absichern. Die Vorteile, die sich durch die Digitalisierung ergeben, möchte kaum noch jemand missen.

Mit dem steigenden Fortschritt steigt aber auch das Bewusstsein für den Umweltschutz. Eine mehr und mehr vernetzte Welt bedeutet ein Mehr am weltweiten Energieverbrauch. Nachhaltigkeit ist eines der vorherrschenden Themen des 21. Jahrhunderts. Nicht zuletzt aufgrund der spürbaren Veränderungen des Klimas. Das Bewusstsein für die Endlichkeit der Ressourcen hat einen festen Platz in Wirtschaft, Politik und Gesellschaft gefunden.
 

Um zukunftssicher Handeln und Wirtschaften zu können, müssen Digitalisierung und Umweltschutz miteinander einhergehen. Ein auf den ersten Blick schwierig wirkendes Vorhaben, das aber dank des technologischen Fortschrittes gut zusammenzufügen ist.
 

Weltweit wachsender Energiebedarf

Nicht nur in den Industrie-Nationen ist zu beobachten, dass die progressive Digitalisierung mit dem jährlich steigenden Stromverbrauch zusammenhängt. Auch in den Entwicklungs- und Schwellenländern nimmt der Verbrauch an Elektrizität deutlich zu. Durch die Nutzung des Internets und die Zunahme an elektrischen Geräten weltweit wird der Ausstoß von Treibhausgasen mit jedem Jahr gesteigert. Ein Vergleich der CO₂-Emissionen aus dem globalen Flugverkehr und der IT-Branche zeigt, dass die IT-Branche bereits heute weltweit mehr CO₂-Emissionen ausstößt. Jeder digitale Datentransfer frisst Energie. Besonders das Streamen von Videos und Filmen ist mit einem hohen Energieverbrauch verbunden. Mit dem zunehmenden Wachstum des IT-Sektors wird sich der Ausstoß von Treibhausgasen in den kommenden Jahren wohl noch deutlich erhöhen. Die Zukunft ist digital, so viel steht fest. Wie geht man also mit einer Technologie um, die sowohl wirtschaftlich als auch gesellschaftlich gesehen enorme Vorteile mit sich bringt, zugleich aber das Klima und den Klimaschutz vor enorme Herausforderungen stellt?
 

Bewusstsein für grüne Technologien wächst

Das Bewusstsein für den Schutz der Umwelt ist in der Gesellschaft angekommen. Ein Umdenken, die natürlichen Ressourcen zu schonen, findet bereits auf allen Ebenen statt. Es gibt kaum ein Unternehmen, das heute bei seinen wirtschaftlichen Zielen nicht den Punkt Nachhaltigkeit berücksichtigt. Gerade für die IT-Branche entwickelt sich Nachhaltigkeit zu einem immer wichtiger werdenden Aspekt, den es zu berücksich­tigen gilt. Die zunehmend vernetzte Welt, lässt den Stromverbrauch der Branche immens nach oben schellen. Die Rechenzentren, die das digitale Leben erst ermöglichen, müssen schließlich versorgt werden, sind sie doch der Ort, an dem Daten gespeichert, bearbeitet und weitergenutzt werden. Sei es der Versand von E-Mails, die Nutzung von Apps, das Hochladen von Fotos und Videos in eine Cloud oder das Aufrufen einer Webseite. All diese Aktionen durchlaufen die Rechenzentren. Für sie bedeuten stetig wachsende Datenmengen eine Steigerung ihrer Leistung und somit mehr Energiebedarf weltweit. Für ein optimal funktionierendes Rechenzentrum ist eine gut funktionierende Infrastruktur zwingend erforderlich. Neben der gesicherten Stromzufuhr für die Serversysteme zählt hierzu der Betrieb von leistungsstarken Kühlaggregaten, die den Energieverbrauch dieser Zentren extrem steigern. Um Rechenzentren effizient aber auch nachhaltig führen zu können, sollte die Nutzung Erneuerbarer Energien bzw. der Rechenzentrums-Abwärme in Betracht gezogen werden.

Rechenzentrum der Zukunft

Die mittlerweile zur Verfügung stehenden technischen Möglichkeiten lassen es zu, dass die Erzeugung und Nutzung von Energie auch ressourcenschonend von statten gehen kann. Denn Schutz der Umwelt und technologischer Fortschritt müssen sich nicht ausschließen. Trotzdem gilt, dass beim Einsatz alternativer Konzepte die Verfügbarkeit des Rechenzentrums nicht sinken darf. Durch die gezielte Kombination Erneuerbarer Energien wie etwa Wasser mit den bestehenden Technologieansätzen lässt sich Nachhaltigkeit mit dem Fortschritt der Technik gut verbinden. Das ist auch im Bereich der Informationstechnologie möglich. Ein von Rödl & Partner betriebenes Rechenzentrum am Standort in Mettlach zeigt, dass ein solches Gebäude nachhaltig und effizient betrieben werden kann: Dort macht man sich die ökologischen Gegebenheiten zunutzen und betreibt das Rechenzentrum somit auf besonders nachhaltige Weise.
 

Der wichtigste Aspekt ist die grundsätzliche Dimensionierung. Nach unseren Erfahrungen sind Rechenzentren derzeit meist völlig überdimensioniert und erreichen niemals auch nur annähernd eine sinnvolle Auslastung. Das ist der erste Schritt, der angegangen werden muss. Die Planungsphase des Rechenzentrums legt den Grundstein, um den Betrieb in der Zukunft effizient zu gestalten.
 

Die Kühlung verbraucht einen großen Teil der Energie in einem Rechenzentrum und ist somit einer der größten „Energiefresser“. Während zur Kühlung von Rechenzentren meist energieintensive mehrfach redundante Kühlanlagen als Primärquelle zum Einsatz kommen, kommt das Rechenzentrum in Mettlach nahezu komplett ohne solche Kühlanlagen aus. Ermöglicht wird das durch die gewählte Lage des Rechenzen–trums und dem dort realisierten Effizienzansatz. Es befindet sich direkt in der Nähe eines natürlichen Wasserreservoirs, was für Rechenzentren auf den ersten Blick eher ungewöhnlich erscheint. Aus dem dort vorbeifließenden Wasser wird die primäre Kühlleistung für das Rechenzentrum gewonnen und die Kälte dem Serverraum zugeführt. Bei diesem Vorgang wir das Wasser nicht verbraucht und wieder in die Quelle zurückgeführt, somit nicht verschwendet oder verschmutzt. Die dafür notwendige Energiemenge ist sehr gering und nicht saisonal unterschiedlich. Während bei traditionellen Kühlkonzepten in der warmen Jahreszeit sehr hohe Energieverbräuche entstehen und nur in den kühleren Monaten Effekte aus bspw. einer freien Kühlung gehoben werden können, kommt das in Mettlach genutzte Konzept immer mit einer stabil niedrigen Energiemenge aus.
 

Das Klimatisierungskonzept dieses Rechenzentrums ist daher nicht nur besonders ressourcenschonend und zukunftsfähig, sondern auch wirtschaftlich gesehen ein voller Erfolg.
 

Es zeigt sich also, dass die geografische Lage ein wichtiger Faktor für den Standort von Rechenzentren ist. Darüber hinaus sind die Nutzung energieeffizienter Geräte, eine gut geplante Serverauslastung und -nutzung sowie optimierte Klimatisierungsansätze (Kalt- / Warmgänge) weitere Kriterien, die zur ressourcen­freund­licheren Nutzung von Rechenzentren beitragen können. Alle von Rödl & Partner betriebenen Rechenzentren setzen das im Serverbereich konsequent um. Das sog. „Warmgang-Kaltgang-Prinzip“ sorgt dafür, dass kalte Luft punktgenau zu den Servern strömt, während durch eine spezielle Abschottung der sonstige Raum nicht unnötig mitgekühlt wird.
 

Fazit

Die IT-Branche befindet sich im Umbruch. Nicht nur der Wandel zur Digitalisierung, sondern auch der Wandel hin zu einer IT, die sich Ziele zum Schutz des Klimas setzt und gleichzeitig nicht an Effizienz und Leistung verliert.
 
Mit dem technischem Know-how und den zur Verfügung stehenden natürlichen Rohstoffen lässt sich Wirtschaften im Sinne des nachhaltigen Denkens gezielt umsetzen. Die Mittel stehen zur Verfügung, man muss sie nur konsequent und gezielt nutzen.