Rechenzentren sind die Herzstücke der Netzwerkinfrastruktur, aber gleichzeitig auch große Energieverbraucher. Mehrere Stellschrauben ermöglichen die Verringerung ihres ökologischen Fußabdrucks.

Rechenzentren stehen im Zentrum der digitalen Transformation. In ihren Servern werden Daten gespeichert, verarbeitet und geschützt. Die wachsende Datenflut aus dem privaten wie auch dem gewerblichen Bereich erfordert immer größere Speicherkapazitäten und ein optimales Datenmanagement.

Somit liegt die Befürchtung nahe, dass sich der Stromverbrauch ebenso explosionsartig erhöhen könnte. „Europa hat sich zur Verringerung des Treibhausgasausstoßes verpflichtet, deshalb müssen wir an diesem Thema dranbleiben“, so Aymeric Tissandier, Leiter Building Solutions bei VINCI Energies und Verwaltungsratsmitglied von France Datacenter, einer Vereinigung der Rechenzentrumsbetreiber, die den europäischen Code of Conduct für die Energieeffizienz von Rechenzentren verabschiedet hat.

Wie können die Umweltauswirkungen trotz wachsender Datenmengen begrenzt werden? Um ihren Energieverbrauch im Griff zu halten, müssen die Rechenzentren an ihrer Hardware und ihren Prozessen arbeiten. Ein weiteres Thema ist die Diversifizierung der Energieträger und die Nutzung erneuerbarer Energien.

Gerade bei der Hardware sind die Fortschritte in Sachen Energiesparen spektakulär. „Zwischen 2010 und 2018 verringerte sich der Energieverbrauch eines Rechenservers um den Faktor vier, eines Speicherservers um den Faktor neun“, unterstreicht Tissandier. „Auch wenn sich das Rechenvolumen in dieser Zeit verfünffacht hat, ist der Energieverbrauch nur um 6 % gestiegen.“

Zusätzlich wurde auch die Infrastruktur modernisiert. Verbrauchsoptimierungen ergaben sich aus einem besseren Kühlmanagement und immer ausgefeilterer Hardware. „Als Installationsfirma stellen wir fest, dass in Rechenzentren wirklich die modernste Technik zum Einsatz kommt“, fügt Tissandier hinzu. Das gilt für Neubauten, aber auch für viele Austausch- und Retrofit-Projekte, wo die neueste, energieeffizienteste Hardware installiert wird.

Verbrauchsoptimierung und erneuerbare Energien

Rechenzentrumsbetreiber investieren aus guten Gründen in die Verbrauchsoptimierung, aber hauptsächlich geht es dabei um Kostensenkung – nach einer Studie der Vereinigung für Technik, Energie und Umwelt (ATEE) macht der Energieverbrauch mit 49 % den größten Ausgabenposten eines Rechenzentrums aus. Das betrifft nicht nur die Server, sondern auch die Lüftungs- und Klimatechnik. Schließlich werden 100 % des von der Hardware verbrauchten Stroms letztlich in Wärme umgewandelt, die abgeführt werden muss. Weil die Großkunden immer stärker auf „grünen Strom“ setzen, müssen die Rechenzentren an zwei Fronten kämpfen: Verbrauchsoptimierung und Umstellung auf erneuerbare Energien.

Equinix, der weltgrößte Lieferant von Rechenzentren und Hosting-Infrastrukturen, wirbt beispielsweise damit, dass er seinen Verbrauch „zu 90 % mit kohlenstofffreien Energieträgern deckt“, unterstreicht Régis Castagné, Leiter des Frankreichgeschäfts dieses Unternehmens. In diese Zahl fließt unter anderem die umweltfreundliche Stromerzeugung in Kalifornien und der Kauf von Grünstromzertifikaten ein.

Strömungslehre und PUE

Im laufenden Betrieb kann die Energieeffizienz auch durch die bessere Steuerung der Kalt- und Warmluftströme im Serverraum erhöht werden. Dabei werden die Ströme durch Wände getrennt und die Serverracks so angeordnet, dass es keine Vermischung von Kalt- und Warmluft gibt.

Mit dem Strömungssimulationstool von VINCI Facilities können „Server neu belegt und der Verbrauch gleichmäßiger verteilt werden“.

VINCI Facilities bietet eine spezielle Simulationssoftware für Rechenzentren an. „Mit diesem Tool können Server neu belegt und der Verbrauch gleichmäßiger verteilt werden“, so Thomas Felignes, Projektleiter bei VINCI Facilities Data Center & Telecom.

Nach einer Auditphase implementiert VINCI Facilities Überwachungssensoren, um die geeignetsten Stellschrauben für die Verbrauchsoptimierung zu ermitteln. Danach empfiehlt der Experte Maßnahmen zur Trennung der Luftströme, den Austausch von Hardware, Neuparametrierungen. Außerdem legt er eine Ziel-PUE fest. Die PUE (Power Usage Effectiveness) ist das Verhältnis aus Gesamtenergieverbrauch eines Rechenzentrums (IT, Lüftung, Kühlung, Beleuchtung) und Gesamtenergieverbrauch von IT und Netzwerktechnik.

Bei dieser Energieeffizienz-Kennzahl kann es Unterschiede von bis zu 100 % geben. Bei Equinix liegt die PUE zwischen 1,1 und 1,3, während sie „in Rechenzentren, denen es mehr auf Sicherheit als auf Energieverbrauch ankommt, bis zu 2,5 erreicht“, erläutert Tissandier.

Je näher die PUE an 1 liegt, umso energieeffizienter arbeitet das Rechenzentrum. Im Mittel liegt die PUE bei 1,8, in 12,5 % aller Rechenzentren sogar bei oder über 2,5. Es bleibt also noch Einiges zu tun, damit die digitale Transformation Hand in Hand mit der Energiewende geht.

19/11/2020