Grüne Rechenzentren: Klimaschutz statt heißer Luft

Grüne Rechenzentren

Die Welt wird immer digitaler. Aus diesem Grund werden immer mehr Rechenzentren benötigt, die die Flut an Daten verarbeiten und speichern können. Bislang zählt ein Rechenzentrum als wenig ökologisch und wahre Klimakiller. Das soll sich jedoch mit den grünen Rechenzentren ändern. Hier wird nicht nur auf erneuerbare Energien gesetzt, sondern auch die entstandene Abwärme genutzt. Das neue Motto der grünen Rechenzentren heißt nun, vom Umweltverschmutzer zum Klimaretter. Wie man das anstellen will, erfährst Du in unserem Blogbeitrag:

Was ist ein Rechenzentrum?

In erster Linie verarbeitet und speichert ein Rechenzentrum Daten durch eine große Anzahl von Servern und das mit einer möglichst hohen Geschwindigkeit und sehr viel Leistung. Ein Rechenzentrum besteht nicht nur aus einem Gebäude oder Raum, sondern aus Switches, Server, Speicher, Verkabelung und dem Internetanschluss, sowie eine Versorgung mit Strom, Kühlung und automatischer Löscheinrichtung. Im Rechenzentrum werden regelmäßig Back-Ups durchgeführt, die den Betrieb sicherstellen sollen.

Wusstest Du schon, dass Frankfurt am Main der Standort mit dem weltweit größten Internet-Knoten DE-CIX ist? Durch diesem Knotenpunkt laufen etwa 1000 Netze weltweit. Zudem verbrauchen alle Rechenzentren in Frankfurt zusammen mehr Strom als der Frankfurter Flughafen in einem Jahr.

Quelle: tageschau.de

Die Menge an Hochleistungssurfern auf engem Raum benötigt sehr viel Energie und erzeugt Wärme. Damit das Rechenzentrum nicht überhitzt, müssen die Server gekühlt werden, was ebenfalls eine große Menge an Energie verbraucht. Die Datenmengen, die ein Rechenzentrum verarbeitet, sind gigantisch. Experten gehen davon aus, dass bis zum Jahr 2025 die zu verarbeitenden Menge an Daten auf 175 Zettabytes anwachsen wird. Dementsprechend ist die Nachfrage an Rechenzentren groß.

Rechenzentrum Klimaschutz
Ein Serverraum in einem Rechenzentrum. Bildquelle: pixabay

Stromfresser Rechenzentrum

Allein in deutschen Rechenzentren arbeiten heute mehr als zwei Milliarden Server knapp 13 Milliarden kWh Strom in Wärme um. Diese Energie wird zumeist ungenutzt in die Umgebung abgeleitet. Bislang nutzen nur 19 % aller Rechenzentren einen Teil ihrer Abwärme, für Heizung oder Warmwasser. Auch wenn die Rechenzentren mittlerweile effizienter werden, steigt der Energiebedarf weiter an, da die Nachfrage nach Digitalisierung ebenfalls immer weiter wächst. Laut faz, ist der Energiebedarf europäischer Rechenzentren in den vergangenen 10 Jahren von 56 TWh/a um 55 % auf 87 TWh/a angestiegen. Bis 2030 erwarten Wissenschaftler einen Anstieg auf 98 TWh/a.

Wie funktioniert ein grünes Rechenzentrum?

Ein grünes Rechenzentrum funktioniert in erste Linie genau wie jedes andere Rechenzentrum auch: Daten von anderen Unternehmen z.B. aus der Automobilbranche, Lebensmittelkonzernen etc. werden verarbeitet und gespeichert. Der Unterschied besteht vor allem darin, wie Energie genutzt wird und was mit der Abwärme passiert.

Grünes Rechenzentrum
Das grüne Rechenzentrum des Unternehmens WindCloud zählt als eines der Pioniere unter den Rechenzentren. Bild: WindCloud Facebook

Nachhaltigkeit im grünen Rechenzentrum

Nachhaltigkeit und Klimaschutz fängt schon im Kleinen an. So nutzen grüne Rechenzentren nicht nur saubere Energien, sondern schenken alten Servern ein neues Leben oder bauen Algen wie die Lebensmittel- und Kosmetikindustrie an.

Abwärme

Studien zu folgen, werden bis 2025 bis zu 8 TWh Abwärme zur Verfügung stehen. Diese Mengen an heißer Luft bietet ein enormes Potenzial für eine nachhaltige Nutzung dieser Energie. Bislang gibt es Rechenzentren, die ihre Abwärme zur Wärmeversorgung von Wohnsiedlungen oder ganzen Stadtteilen übernehmen.

Ein Unternehmen aus Nordfriesland geht sogar noch weiter. Das 2020 gegründete grüne Rechenzentrum Windcloud betreibt rund 30 Serverschränke und verbraucht jährlich knapp 790.000 kWh Strom. Dabei will der Betrieb mehr als nur CO2-Neutral sein, sondern aktiv Klimaschutz betreiben. Windcloud benutzt aus diesem Grund vor allem grünen Strom, erzeugt in Wandparks in und an der Nordsee, sowie Solarenergie und Biogas.

Quelle: YouTube

Für die Abwärme hat sich das Unternehmen etwas ganz besonders ausgedacht und Kooperation mit Novagreen eingegangen. Zusammen haben die Betriebe auf dem Dach des grünen Rechenzentrums ein Gewächshaus gebaut, das mit der Abwärme der Server gespeist wird. In jenem Gewächshaus werden spezielle Algen gezüchtet, die für die Lebensmittel-, Kosmetik- oder auch Pharmaindustrie genutzt werden können.

Strom und Energie

Der Strom- und Energieverbrauch eines Rechenzentrums ist enorm. Für ein grünes Rechenzentrum können bereits beim Bau des Gebäudes auf wichtige Faktoren geachtet werden. Neben den verwendeten Materialien kann auf die Kühlungsinfrastruktur und die Stromverteilinfrastruktur besonders geachtet werden. Zudem kann die Stromversorgung über erneuerbare Energie abgewickelt werden, wie etwa Fotovoltaik oder Windkraft.

Alte Server

Nicht nur die Nutzung von Abwärme ist für den Klimaschutz relevant, auch der Umgang mit alten Servern. In der Regel werden die Server nach Ablauf ihrer Garantie entsorgt und durch neuer Technologie ersetzt. Bei der großen Anzahl von Rechenzentren in ganz Deutschland, da kommt einiges an Technik-Schrott zusammen. Grüne Rechenzentren, wie beispielsweise das Unternehmen eitieCloud, hat es sich zur Aufgabe gemacht, alte Server wieder fit zu machen. Der Arbeitsspeicher und Festplatten werden erneuert und die Performance wieder gesteigert. Eine zweite Laufbahn eines Servers trägt auch so aktiv zum Klimaschutz bei.

Große Mobilfunkanbieter ziehen nach: Telekom forscht zu mehr Nachhaltigkeit am Rechenzentrum Biere

Die Cloud der Deutschen Telekom soll grüner werden: Um dieses Ziel zu erreichen hat T-Systems ein Forschungsprojekt mit dem Frauenhofer IFF in Magdeburg gestartet. Gemeinsam wollen sie für mehr Nachhaltigkeit im Betrieb von Rechenzentren sorgen. Das Rechenzentrum Biere in Sachsen-Anhalt wurde für die Forschungszwecke ausgewählt.

Das Projekt strebt das langfristige Ziel an ein Rechenzentrum, das sich durch ein intelligentes Zusammenspiel aus regenerativer Erzeugung, Speichern und flexiblen Verbrauchern bilanziell selbst versorgt.

Quelle: YouTube

Das Rechenzentrum Biere ist eines der modernsten in ganz Europa und verbraucht bereits jetzt gut 30 % weniger Strom als andere Rechenzentren. “Rechenzentren konzentrieren hohe energetische Bedarfe auf wenige Standorte. Der Einfluss von Maßnahmen und Technologien zur CO2-Reduktion ist deshalb potenziell sehr hoch”, erklärt Johannes Krafczyk, bei T-Systems verantwortlich für Datacenter Innovations. Das Ziel des Projektes lautet daher: “Net-zero energy data center”. Damit sind Rechenzentren gemeint, die unter optimalen Bedingungen keine Energie aus dem öffentlichen Stromnetz beziehen und sich autark, sowie CO2-Neutral mit Energie versorgen können.

Fast 100 Maßnahmen für ein grünes Rechenzentrum

Im ersten Schritt analysiert das Projektteam die Einsatzmöglichkeiten von insgesamt 98 Technologien und Einzelmaßnahmen, um den CO2-Ausstoß von Biere und seinem Zwillings-Rechenzentrum in Magdeburg zu senken. Neben der Umstellung auf Fotovoltaik und Windkraft wurden die Kühltechnik, Wärenachnutzung und Rechner verbessert. Das Ergebnis in aller Kürze: Trotz des bereits sehr guten Energie-Werts ist theoretisch ein höherer Autarkiegrad von bis zu 50 % möglich sowie ein Einsparen von bis zu 20.000 Tonnen CO2 pro Jahr.

Im zweiten Schritt überprüft das Frauenhofer Institut nun die Analysen. “Derzeit prüfen wir die Umsetzbarkeit und Wirtschaftlichkeit konkreter Maßnahmen, wie zum Beispiel die Nutzung der Abwärme. Ebenso untersuchen wir die Eigenversorgung aus nachhaltigen Energiequellen”, so Dirk Kabelitz, Leiter des Datacenter Campus Biere.

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