Warum Digitalisierung und Nachhaltigkeit Hand in Hand gehen sollten

Die zunehmende Dringlichkeit einer nachhaltigen IT-Infrastruktur wird auch durch die gesteigerte Regulatorik immer deutlicher. Ende 2023 hat die Europäische Kommission ein Gesetz zur Steigerung der Energieeffizienz von Rechenzentren verabschiedet. Dadurch werden einheitliche Bewertungssysteme eingeführt und Standards definiert. Vor allem jedoch sind Unternehmen in der Europäischen Union durch das Gesetz verpflichtet, den Energie- und Wasserverbrauch ihrer Rechenzentren erheblich zu reduzieren und die Nutzung von Abwärme und erneuerbaren Energien zu fördern. In Deutschland schreibt das Energieeffizienzgesetz (EnEfG) vor, dass seit Beginn 2024 Betreiber von Rechenzentren den Stromverbrauch bilanziell zu 50 Prozent durch erneuerbare Energien decken. Ab Anfang 2027 verlangt der Gesetzgeber, dass der Bedarf zu 100 Prozent aus Erneuerbaren gedeckt wird.

Vor diesem Hintergrund werden im Folgenden verschiedene Strategien im Bereich der ökologischen Rechenleistung erörtert, um die Energieeffizienz innerhalb von IT-Abteilungen zu verbessern.

Strategien für grüne Datenzentren

1. Grüne Energiequellen
   Grüne Energiequellen spielen eine essenzielle Rolle in der Nachhaltigkeitsstrategie von Rechenzentren. Angesichts des global wachsenden Energiebedarfs und der Bedenken hinsichtlich des Umwelteinflusses von Rechenzentren ist die Nutzung erneuerbarer Energiequellen wie Photovoltaik, Windkraft und Wasserkraft essenziell. Diese Quellen tragen maßgeblich dazu bei, den CO2-Fußabdruck zu reduzieren und die Umweltauswirkungen zu minimieren.
2. Fortschrittliche Kühltechnologien
   Neue Kühlmethoden, die zur Nachhaltigkeit von Rechenzentren beitragen, umfassen eine Vielzahl innovativer Technologien. Ein Beispiel sind Flüssigkeitskühlsysteme, die im Vergleich zu herkömmlichen Luftkühlungssystemen eine höhere Energieeffizienz aufweisen. Diese Systeme nutzen Flüssigkeiten wie Wasser oder spezielle Kühlmittel, um Wärme abzuführen, was zu einer effektiveren Kühlung der Server und einer Reduzierung des Energieverbrauchs führt. Zusätzlich ermöglicht die Rückgewinnung und Nutzung der dabei entstehenden Abwärme für Heizzwecke im Gebäudemanagement einen weiteren Beitrag zur Energieeffizienz.
   Auch Energieeffizienzkennzahlen und -grade spielen eine wichtige Rolle bei der Bewertung und Auswahl von Kühlsystemen. Sie machen die Wechselwirkung zwischen den Komponenten sichtbar und zeigen Potenziale zur Verbesserung der Energieeffizienz bei der Planung und beim Betrieb von Kühlsystemen auf. Zudem gewinnen auch hybride Kühlsysteme an Bedeutung, die beispielsweise freie Kühlung mit traditionellen Kältesystemen kombinieren, um den Energieverbrauch weiter zu reduzieren. Insgesamt tragen diese innovativen Kühlmethoden dazu bei, den Energieverbrauch zu optimieren und die Nachhaltigkeit von Rechenzentren zu verbessern.
3. Energiesparende Technologien
   Neue Technologien wie KI und Virtual-Reality-Planungs- und Optimierungstools spielen eine wichtige Rolle bei der Optimierung des Energieverbrauchs in Rechenzentren und der Steigerung ihrer Effizienz. Beispielsweise kann KI auf der Basis von analysierten Daten, Echtzeitüberwachung und ML eine Prognose für zukünftige Lastspitzen erstellen und automatisch den Standby-Modus für ineffiziente oder zwischenzeitlich nicht benötigte Systeme und Ressourcen aktivieren. KI-gestützte Überwachungs-Tools mit ML analysieren Energiedaten und passen beispielsweise das Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystem (HLK-System) automatisch an, um den Energiebedarf der Kühlsysteme in Rechenzentren zu senken.
   Einige Unternehmen setzen KI auch zur autonomen Verwaltung der HLK-Funktionen in ihren Rechenzentren zusammen mit IoT-Sensoren ein, die kontinuierlich Temperaturdaten an das System liefern. Die Software analysiert die Daten und passt das HLK-System automatisch an, um sicherzustellen, dass die Temperaturen stets auf einem optimalen Niveau bleiben. In einem Beispiel konnte durch den Einsatz dieser Technologie der Energiebedarf der Kühlsysteme in Rechenzentren um 40 Prozent gesenkt werden. Zudem enthält neuere Hardware wie Server, Switches, Racks und HVAC-Technologien in der Regel energieeffizientere Komponenten, die dazu beitragen, den Energieverbrauch zu reduzieren.
4. Cloud Computing als Schlüssellösung
   Die Cloud-Migration trägt wesentlich zur Nachhaltigkeit bei, indem sie den ökologischen Fußabdruck von Unternehmen reduziert. Dies wird erreicht, indem Firmen weniger eigene Rechenzentren betreiben müssen, was den Energieverbrauch und die Umweltbelastung deutlich verringert. Hyperscaler-Betreiber, die oft sehr energieeffiziente Rechenzentren und Kühlungssysteme nutzen, erreichen niedrige PUE-Werte (Power Usage Effectiveness). Dieser Wert, der den Gesamtenergieverbrauch eines Rechenzentrums ins Verhältnis zum Verbrauch der IT-Geräte setzt, ist ein Maßstab für Energieeffizienz. Ein idealer PUE-Wert liegt bei 1,00 . Durchschnittlich hat ein deutsches Rechenzentrum einen PUE-Wert von etwa 1,63, während große Hyperscale-Zentren Werte unter 1,20 erreichen können. Auch stehen Unternehmen mit eigenen Rechenzentren vor regulatorischen Herausforderungen in Bezug auf den PUE. Das EnEfG fordert für Rechenzentren , die vor dem 1. Juli 2026 den Betrieb aufgenommen haben, ab dem 1. Juli 2027 einen maximalen PUE-Wert von 1,50. Ab dem 1. Juli 2030 soll dieser Wert auf maximal 1,30 im Jahresdurchschnitt abgesenkt werden. Für Rechenzentren, die nach dem 1. Juli 2026 in Betrieb gehen, wird ein PUE-Wert von 1,20 vorgeschrieben.
   Durch die Verlagerung der IT-Ressourcen in die Cloud lassen sich Energiekosten stark reduzieren beziehungsweise ein aufwendiges Umrüsten von Bestandsrechenzentren wird vermieden. Zudem nutzen Hyperscaler vermehrt erneuerbare Energien, was die Umweltbelastung weiter verringert. Cloud-Migration fördert auch eine effizientere Ressourcennutzung, da Unternehmen ihre IT-Infrastruktur flexibler an den tatsächlichen Bedarf anpassen können. Dies führt zu einer weiteren Reduktion des Energieverbrauchs, da die Ressourcen nur dann genutzt werden, wenn sie benötigt werden. Insgesamt ermöglicht die Cloud-Migration eine umweltfreundlichere und energieeffizientere IT-Infrastruktur für Unternehmen.