Basierend auf der von der EU aktualisierten Energy Efficiency Directive hat die deutsche Regierung ein neues Energiespargesetz (ENEfG) entworfen, welches unter anderem den Fokus auf Rechenzentren legt. Über das Gesetz wird zurzeit im Bundestag noch beraten. Eine offizielle Veröffentlichung ist noch ausstehend, wird aber demnächst erwartet. Nichtsdestotrotz zeigt der Entwurf bereits, in welche Richtung sich Unternehmen orientieren müssen. Das Gesetz soll dazu beitragen, den gesamten Energieverbrauch Deutschlands zu senken, um die Klimaziele der EU aber auch von Deutschland selbst zu erreichen. Wie erwähnt, fokussiert sich das Gesetz unter anderem auch auf Rechenzentren, die durch ihren Energiekonsum einen starken Einfluss auf das Erreichen der Klimaziele haben könnten.
Rechenzentren brauchen jede Menge Energie
Rechenzentren sind große Gebäude, in denen Computersysteme und andere IT-Hardware untergebracht sind. Sie werden zur Speicherung und Verarbeitung von Daten verwendet. Rechenzentren verbrauchen viel Energie, da einerseits die Rechenleistung der Geräte viel Leistung benötigt, aber andererseits auch Energie verwendet wird, um Rechenzentren zu kühlen. In Deutschland verbrauchen Rechenzentren rund 10 Milliarden Kilowattstunden Strom pro Jahr. Das entspricht dem Stromverbrauch von rund 2 Millionen Haushalten.
Das deutsche Energiespargesetz (ENEfG) für Rechenzentren im Detail
Das deutsche Energiespargesetz für Rechenzentren enthält eine Reihe von Anforderungen an die Energieeffizienz von Rechenzentren. Dazu gehören unter anderem:
- Die Verwendung energieeffizienter Hardware
- Die Optimierung der Kühlung
- Die Nutzung erneuerbarer Energien
- Die Wiederverwendung von Wärme
Die gesetzlichen Anforderungen sind strenger als in anderen Ländern. Dadurch erwartet die Regierung, dass die Energieeffizienz von Rechenzentren in Deutschland deutlich verbessert wird. Das aufgestellte Ziel ist die Reduktion des Energiekonsums in Deutschland um 26,5 % bis 2030 im Vergleich zu 2008.
Ungeförderten Strom aus erneuerbaren Energien
- Ab 1. Januar 2024 bilanziell zu 50% durch ungeförderten Strom aus erneuerbaren Energien beziehen.
- Ab 1. Januar 2027 bilanziell zu 100% durch ungeförderten Strom aus erneuerbaren Energien beziehen.
Power Usage Effectiveness (PUE)
- RZ mit Inbetriebnahme vor dem 1. Juli 2026
- Ab dem 1. Juli 2027 wird ein PUE von unter 1,5 gefordert.
- Ab dem 1. Juli 2030 wird ein PUE von unter 1,3 gefordert.
- RZ mit Inbetriebnahme nach dem 1. Juli 2026
- Ab dem 1. Juli 2027 wird ein PUE von unter 1,3 gefordert.
Anteil wiederverwendeter Energie
- RZ mit Inbetriebnahme nach dem 1. Juli 2026: mindestens 10 %.
- RZ mit Inbetriebnahme nach dem 1. Juli 2027: mindestens 15 %.
- RZ mit Inbetriebnahme nach dem 1. Juli 2028: mindestens 20 %.
Luftkühlung
- RZ mit Inbetriebnahme vor 1. Januar 2024: Eintrittstemperatur von über 24° Celsius. Ab 1. Januar 2028 muss die Eintrittstemperatur über 27° Celsius liegen.
- RZ mit Inbetriebnahme nach 1. Januar 2024: Eintrittstemperatur von über 27° Celsius.
Erhoffter Effekt des neuen Gesetzes
Das Gesetz wird auch dazu beitragen, dass Rechenzentren in Deutschland umweltfreundlicher werden. Die Wiederverwendung von Wärme aus Rechenzentren kann dazu beitragen, den CO2-Ausstoß zu senken und die Luftqualität zu verbessern. Zudem kann die Abwärme als Heizwärme in kalten Tagen verwendet werden. Das Gesetz wird voraussichtlich positive Auswirkungen auf die deutsche Wirtschaft haben. Durch die verbesserte Energieeffizienz von Rechenzentren werden Energiekosten gesenkt und die Umwelt entlastet. Dies wird dazu beitragen, dass die deutsche Wirtschaft wettbewerbsfähiger wird. Das deutsche Energiespargesetz für Rechenzentren ist ein weiterer Schritt hinzu einem Industrieland Deutschland, welches die Umwelt schützt.
Kritik am Gesetz
Das deutsche Energiespargesetz für Rechenzentren hat jedoch auch viele Kritiker aus der Wirtschaft. Die Kritiker argumentieren, dass das Gesetz zu bürokratisch und zu teuer sei. Sie kritisieren auch die Tatsache, dass das Gesetz keine Ausnahmen für Rechenzentren vorsieht, die bereits hohe Energieeffizienzstandards erfüllen. Die Bundesregierung hat die Kritik zurückgewiesen. Ihr Argument ist, dass das Gesetz notwendig sei, um die Umwelt zu schützen und den Energieverbrauch in Deutschland zu senken. Die Bundesregierung ist der Ansicht, dass das Gesetz keine negativen Auswirkungen auf die deutsche Wirtschaft haben wird.
Es besteht jedoch die Möglichkeit der Deindustrialisierung in diesem Bereich, wenn das umweltkonforme Betreiben von Rechenzentren nicht wirtschaftlich für die Unternehmen ist. Die Folge wäre ein Abwandern von RZs ins umliegende Ausland.
Maßnahmen zur effizienteren Gestaltung von Rechenzentren
Um Rechenzentren effizienter und umweltfreundlicher zu betreiben, gibt es viele Möglichkeiten. Aufgrund der Tatsache, dass bei Rechenzentren sehr viele Faktoren und Aspekte eine Rolle spielen, ist es für Unternehmen und Organisationen nicht immer einfach, die wirksamste Maßnahme zu identifizieren. Unternehmen müssen sich dabei jedoch bewusst werden, dass kleine Schritte oftmals einen großen Impact haben, da Mitarbeitende einerseits neue Erfahrungen erhalten und andererseits die Summe des Ganzen betrachtet werden muss. Wir gehen nachfolgend auf ein paar Aspekte ein, die zu einem umweltfreundlicheren Rechenzentrum führen könnten.
Daten
Um zu bewerten, ob durch entwickelte Maßnahmen ein positiver Einfluss auf die Nachhaltigkeit eines Rechenzentrums gemacht wurde, müssen Organisationen qualitative und vertrauenswürdige Daten sammeln. So muss initial sichergestellt werden, dass die Datengrundlage möglichst vollständig und präzise ist. Dies ist in vielen Fällen bereits die erste große Herausforderung. Denn oftmals sind die Daten gar nicht erhältlich. Beispielsweise müssen Energieanbieter sehr detaillierte Daten bereitstellen, was meistens nicht der Fall ist. Aus diesem Grund ist es für Unternehmen notwendig, ihre Dienstleister und Anbieter dazu zu verpflichten, benötigte Daten zur Verfügung zu stellen. Folgende Daten sind zur Berechnung der Nachhaltigkeit eines Rechenzentrums beispielsweise relevant:
- Die PUE (Power Usage Effectiveness) [Dezimalzahl]: Bewertet die Effizienz zwischen eingespeister Energie und effektiv verbrauchter Energie.
- Kohlenstoffverbrauch-Effektivität (CUE) [GWh, mtCO2e]: Zeigt an, wieviel CO2-Äquivalent aufgrund des Energiekonsums verursacht wurden.
- Erneuerbare Energie [%]: Bewertet den Prozentsatz an erneuerbarer Energie im gesamten Energieverbrauch
- Wasserverbrauch-Effektivität [WUE]: Bewertet wie effektiv Wasser genutzt wird. Beispielsweise durch Kühlung, Wiederverwendung, Abfluss, etc.
- Abfallmanagement (Energy Reuse Factor (ERF); Electronics Disposal Efficiency (EDE))[Tonnen, %]: Bezeichnet unter anderem den Wert an wiederverwendeter Hardware, rezyklierter Hardware, wiederverwendeter Energie, usw.
- Server Idle Energy Coefficient: Bewertet die Effizienz eines Servers im Leerlaufzustand
Hardware
Die Hardware in einem Rechenzentrum spielt eine sehr große Rolle, wie effizient und nachhaltig ein Rechenzentrum sein kann. Zum einen besitzt die Hardware bei der Beschaffung bereits rund 80% der Gesamtemissionen. Diese werden aufgrund der Produktion und des Transportes erzeugt. Das bedeutet grundsätzlich, dass effektiv nur 20% aller erzeugten Emissionen von Hardware während der Nutzung entstehen. Darauf lässt sich schließen, dass eine verlängerte Nutzung der Hardware und der daraus wegfallende oder verspätete Neukauf der Hardware einen sehr großen Einfluss auf die Nachhaltigkeit haben kann.
Nichtsdestotrotz sollte man nicht vergessen, dass weiterentwickelte Hardware vor allem im Zusammenhang mit Rechenzentren oftmals eine bessere Effizienz im Vergleich zu älterer Hardware hat. Um die negativen Auswirkungen der verbauten Hardware im Rechenzentrum so klein wie möglich zu halten, muss daher der am besten geeignete Kaufzeitpunkt herausgefunden werden. Dies ist jener Zeitpunkt, bei dem der Weiterbetrieb der verbauten Hardware langfristig weniger effizient wäre als der Ersatz der Hardware mit einem weiterentwickelten Gerät.
Energie, Wasser, Wärme
Die drei Aspekte bieten rund um Rechenzentren viele Optimierungs- und Verbesserungsmöglichkeiten. Sollte es gebäudetechnisch und baulich möglich sein, könnten Unternehmen den Bau einer Photovoltaikanlage zum Betrieb des Rechenzentrums in Betracht ziehen. Dadurch würde das Rechenzentrum zu geeigneter Zeit mit 100% erneuerbarer Energie versorgt werden und wäre nicht abhängig vom regionalen Strommix (Der Kauf von Öko-Strom belegt nicht, dass der Betrieb mit realer erneuerbarer Energie ist). Um den Stromverbrauch zu reduzieren, können RZ-Betreiber überprüfen, ob gewisse Teile des Rechenzentrums zu spezifischen Tageszeiten in einen Leerlaufzustand geschaltet werden können, in dem weniger Energie benötigt wird.
Auch die Nutzung des Wassers spielt eine große Rolle, da es oftmals zur Kühlung des Rechenzentrums und der Server verwendet wird. Hierbei können RZ-Betreiber beispielsweise prüfen, ob die optimale Temperatur um einige Grad Celsius erhöht werden kann und dadurch gegebenenfalls der Wasserverbrauch reduziert wird. Zudem stellt sich die Frage, ob das verbrauchte und entsprechend warme Wasser nicht für andere Zwecke im Gebäude verwendet werden kann (beispielsweise als Warmwasserspeicher oder bis hin zur Bewässerung).
Die entstandene Wärme im Rechenzentrum ist im entworfenen Energiespargesetz ein essenzieller Teil. Dabei soll bei RZ-Betreiben der Fokus darauf gelegt werden, die ausgestoßene Wärme für sonstige Zwecke wiederzuverwenden. In kühleren Monaten kann dies beispielsweise zur Heizung von Gebäuden weiterverwendet werden. Falls dies aufgrund der Außentemperatur nicht in Frage kommt, können Unternehmen überprüfen, ob man die Abwärme zum Aufwärme von Wasser verwenden kann (beispielsweise in Heizpumpen) oder als Integration ins Heiz- und Belüftungssystem.
Ausblick
Die Diskussion und Beratung um das deutsche Energiespargesetz für Rechenzentren wird voraussichtlich noch einige Zeit andauern. Es bleibt abzuwarten, ob die Bundesregierung die Kritik aufnimmt und das Gesetz überarbeitet. Ob das Gesetz die Umweltbilanz positiv beeinflusst oder zum Abwandern der Rechenzentren führt, sehen wir auch erst in Zukunft. Betreiber von Rechenzentren sollten sich in jedem Fall auf beide Szenarien vorbereiten.
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