Nachhaltige Digitalisierung Nachhaltige Rechenzentren: Wie digitale Technologien den Energieverbrauch senken

Der Branchenverband Bitkom hat in der Studie „Klimaeffekte der Digitalisierung“ herausgearbeitet, dass sich dank der Digitalisierung bis zum Jahr 2030 mehr als 70 Millionen t CO2 einsparen lassen. Um die digitalen Strukturen weiter auszubauen, braucht es nachhaltige Rechenzentren. Hierzu bietet High Knowledge innovative Lösungen an.

Die Digitalisierung kann fast ein Viertel zu Deutschlands selbstgesteckten Klimazielen beitragen“, sagt Bitkom-Vizepräsidentin Christina Raab. Deshalb muss der digitale Wandel weiter vorangetrieben werden. Denn bleibt es beim bisherigen Tempo, könnte die Digitalisierung nur für 16 % zur Zielvorgabe der CO₂-Reduzierung beisteuern. 2022 lag Deutschlands CO₂-Ausstoß noch bei 746 Millionen t, 2030 sollen es 438 Millionen t sein. In der Bitkom-Studie werden drei mögliche Szenarien zum künftigen CO₂-Ausstoß unter die Lupe genommen, welchen CO₂-Effekt der Einsatz digitaler Lösungen in den besonders relevanten Sektoren Energie, Gebäude, Industrie, Verkehr und Landwirtschaft hat. Erstens eine pessimistische Projektion hoher CO₂-Emissionen im Jahr 2030, zweitens eine optimistische Projektion niedriger Emissionen etwa durch eine 85-prozentige Deckung des Strombedarfs durch erneuerbare Energien. Als mögliche dritte Annahme werden die Klimaeffekte der Digitalisierung auf Basis von mittleren CO₂-Emissionen betrachtet. Diese Option steht zwischen der pessimistischen und besonders optimistischen CO₂-Projektion.

Nachhaltige Rechenzentren: Klimaschutz braucht digitalen Wandel

Natürlich wird auch durch die Digitalisierung CO2 erzeugt. Nicht nur der Betrieb von Technologien, auch der Einsatz von Endgeräten wie Bildschirmen, Computern oder Mobiltelefonen sowie der Betrieb der Netzinfrastruktur und der Rechenzentren verursachen mittelbar klimaschädliche Emissionen. Bleibt es beim bisherigen Tempo bei der Digitalisierung, liegt der CO₂-Verbrauch bei 2,1 Millionen t. Setzt sich der digitale Wandel schneller fort, kann der CO₂-Fußabdruck der digitalen Technologien in den fünf Sektoren im Jahr 2030 in der mittleren der drei betrachteten Projektionen sogar bei 3,8 Millionen t einkommen. Daher ist es wichtig, energiesparende Technologie zu nutzen beziehungsweise zu entwickeln. Für den klimaneutralen Betrieb von nachhaltigen Rechenzentren gibt es bereits innovative und nachhaltige Lösungen.

Nachhaltigkeits- und Digitalstrategie miteinander verzahnen

In welchen Bereichen lässt sich laut Studie am meisten CO₂ einsparen? Vor allem im Energiesektor bestehen durch die Digitalisierung sehr große Möglichkeiten. Hier lassen sich bis zu 26,4 Millionen t CO₂ bei einer beschleunigten Digitalisierung und 24,5 Millionen t Kohlendioxid bei einer Standard-Digitalisierung einsparen. Dazu kann etwa der Einsatz von Smart Grids – sogenannten intelligenten Stromnetze – führen. Hier werden die Stromerzeugung und der Stromverbrauch exakt gesteuert. Auch bei der Produktion und Steuerung von erneuerbaren Energiequellen können in Zukunft CO₂-Emissionen verringert werden. Im Gebäudesektor lassen sich durch den Einsatz der Digitalisierung ebenfalls große Mengen an CO₂ einsparen. Laut der Studie sind das in 2030 rund 12,4 Millionen t Kohlendioxid und bis zu 18,3 Millionen t, wenn die Verbreitung smarter Technologien wie Smart Home oder vernetzter Gebäudetechnik stärker vorangetrieben wird.

In der industriellen Fertigung lassen sich bis zu 12,7 Millionen t CO₂ bei einer beschleunigten Digitalisierung beispielsweise durch eine automatisierte Produktion oder den Einsatz von KI im Jahr 2030 einsparen. Bei einer normal verlaufenden Digitalisierung wären es immerhin 5,6 Millionen t. Weiter gibt es im Verkehrssektor und in der Landwirtschaft Möglichkeiten, das Kohlendioxidaufkommen zu senken. „Digitaler Klimaschutz ist eine riesige Chance für die deutsche Wirtschaft. Die Unternehmen erhalten und steigern so ihre Wettbewerbsfähigkeit und sparen gleichzeitig CO₂ ein“, sagt Raab. Dazu gehört aber ebenso, dass Unternehmen ihre Klima- und Nachhaltigkeitsstrategie mit der Digitalisierungsstrategie eng kombinieren. Das gilt natürlich auch für die Betreiber von Rechenzentren.

Nachhaltig die Digitalisierung meistern

Ein weiterer Anstieg der Digitalisierung in Wirtschaft, Verwaltung und privatem Sektor sorgt für einen immensen Anstieg von Daten. „Die globale Datensphäre betrug im Jahr 2012 etwa ein Zettabyte und wird bis zum Jahr 2025 auf 175 Zettabyte anwachsen. Deswegen sprechen wir auch von der sogenannten Zettabyte-Ära“, unterstreicht Harry Knopf, Geschäftsführer von High Knowledge. „Dies stellt Rechenzentren und IT-Infrastruktur vor ganz besondere Herausforderungen. Hier gilt es, mit dem schnellen Wachstum des Datenverbrauchs, der Datenerstellung und -reproduktion Schritt zu halten und überdies die Klimaziele, wie dem 1,5-°C-Ziel, das den globalen Temperaturanstieg durch den Treibhauseffekt auf 1,5 °C begrenzen soll, einzuhalten.“

Zudem schreibt die Politik mit dem Energieeffizienzgesetz (EnEfG) auch verbindende Vorschriften für den Betrieb von Data Center vor. So ist ein verpflichtender Power Usage Effectiveness (PUE) vorgeschrieben, bei dem zwischen Rechenzentren, die vor und nach dem 1. Juli 2026 den Betrieb aufnehmen beziehungsweise aufgenommen haben, unterschieden wird. Rechenzentren mit Betriebsaufnahme vor 1. Juli 2026 müssen ab Juli 2027 einen PUE von 1,5 einhalten. Ab dem Juli 2030 ist dann ein PUE von 1,3 Pflicht und für neuere Rechenzentren gilt ein PUE von 1,2. Auch bei der Nutzung der entstandenen Abwärme gibt es Vorschriften. So sind Unternehmen verpflichtet, die entstandene Abwärme so gut es geht zu vermeiden und sie auf den Anteil des technisch Unvermeidbaren zu reduzieren. Zudem gilt, dass Energieaudit- oder energiemanagementpflichtige Unternehmen Informationen zu thermischer Leistung, Verfügbarkeit, Temperatur und Druck der Abwärme erheben und zur Verfügung stellen. Bis zum Jahr 2028 soll dann sämtliche Abwärme nutzbar gemacht werden. Für RZ-Betreiber bedeutet das, dass die entstehende Abwärme etwa in ein Wärmenetz eingespeist werden muss.

Nachhaltige Rechenzentren: Prüfen und nachhaltig Bauen

Bei der Planung und dem Bau von neuen, nachhaltigen Rechenzentren können die gesetzlichen Vorgaben leichter umgesetzt werden. Wie sieht es aber mit Bestandsanlagen aus? Hier bietet sich beispielsweise der DC-Check von High Knowledge an. Anhand verschiedener Überprüfungsverfahren können Schwachstellen und Verbesserungspotenziale eruiert werden. „Wir identifizieren schnell und einfach Optimierungsmöglichkeiten, erkennen Nonkonformität mit geltenden Standards und Vorgaben und ob und wo Handlungsbedarf besteht, Sicherheitslücken bestehen, wo und wie der Energieverbrauch gesenkt und Emissionen eingespart werden können“, sagt Martin Vogt, technischer Leiter von High Knowledge. So muss der Ist-Zustand genau unter die Lupe genommen werden. Dazu gehören der Standort und die gesamte Infrastruktur der IT sowie die Auslastung der Server. Hier lassen sich die benötigten Energiemengen, die Verwendung der Abwärme und die mögliche Serverkühlung errechnen. Dank dieser fundierten Nachhaltigkeitszertifizierung wird eine durchdachte, ganzheitliche Betrachtung des Rechenzentrums vorgenommen. So lässt sich im Fall eines Neubaus auch bewerten, wie das Rechenzentrum nachhaltig abgebaut und welche Funktion es später haben kann.

Für die Planung, den Bau und den Betrieb eines klimaneutralen Rechenzentrums bietet High Knowledge aus Köln patentierte Blue-DC-Lösungen an. Hier gibt es je nach Anforderung und Größe des Rechenzentrums die passende Anwendung. „Wir können je nach lokaler Situation bestimmte fortschrittliche Technologien einsetzen und so beispielsweise einen deutlich reduzierten Energieverbrauch erzielen“, schildert Knopf. Mit Blue DC ist es sogar möglich, bis zu 80 % an Energie einzusparen. Neben der Minderung des Stromverbrauchs steht auch die Nutzung der Abwärme der IT- und Netzwerkkomponenten im Fokus der Lösung. Diese kann beispielsweise in einen Kreislauf übertragen werden und wird so für Heizsysteme wie Fernwärmenetze nutzbar gemacht.

Zertifizierte Nachhaltigkeit

Des Weiteren sind die modularen Rechenzentren vollredundant ausgestattet und bieten somit hohe Ausfallsicherheit. Dank der Kältetechnik, die zum Einsatz kommt, ist für einen niedrigen Stromverbrauch gesorgt und die umweltfreundlichen Energiespeicher ermöglichen die Integration erneuerbarer Energien. „Die Lösung Blue DC ist vollständig modular aufgebaut. Somit ist die Verfügbarkeitsklasse, Schutzklasse und Größe individuell auswählbar und skalierbar“, unterstreicht High Knowledge-Geschäftsführer Knopf. Alle Blue DC-Rechenzentren sind zudem TÜV-zertifiziert und auf Wunsch mit dem Umweltzeichen „Der Blaue Engel“ ausgezeichnet. Mit den patentierten Lösungen von High Knowledge lassen sich Rechenzentren klimaneutral betreiben und die Digitalisierung nachhaltig vorantreiben.

Nachhaltige Rechenzentren: Fazit

Die Digitalisierung bietet für Wirtschaft, Verwaltung und privates Umfeld große Chancen. Auch trägt der digitale Wandel maßgeblich dazu bei, dass Deutschland seine Klimaziele bis 2030 erreichen kann. Dafür werden aber auch Rechenzentren benötigt, welche die stetig steigende Datenmenge verarbeiten. Damit Data Center klimaneutral und nachhaltig arbeiten, bieten sich patentierte Lösungen an, die helfen, den Energieverbrauch drastisch zu senken und die Abwärme sinnvoll zu nutzen.