Rechenzentren verbrauchen Unmengen an Strom und stellen damit eine enorme Herausforderung an die Energiereserven dar. Andererseits sind Elektrifizierung und Digitalisierung notwendig, um auf dem Weg zu einer grüneren Welt voranzukommen. Kann sich das Rechenzentrum von einem unersättlichen zu einem grünen Motor entwickeln?
Über die Auswirkungen des Stromverbrauchs in Rechenzentren auf der ganzen Welt liegen viele Zahlen vor. Was ist ein Rechenzentrum? Zählen Edge-Sites? Schneider Electric selbst schätzt, dass 2 bis 4 Prozent des weltweiten Energieverbrauchs in Rechenzentren fließen. „Das sind 400 bis 800 Terawattstunden, je nachdem, ob wir nur große Rechenzentren berücksichtigen oder Edge-Standorte einbeziehen“, sagte Xavier Biot, Inhouse Vice President von Secure Power. Es wird nicht sofort weniger.
Mehr Daten, mehr Strom
Wir brauchen immer mehr Rechenzentren. Die Digitalisierung schreitet unaufhaltsam voran, Netflix und Co. erweitern ständig ihre Bibliotheken, das Arbeiten wird mit Meetings über Teams und Zoom immer digitaler, IoT beginnt gerade seinen Siegeszug … Die Speicherkapazität und Rechenleistung, die man braucht, um mit allem etwas zu machen Diese Daten werden immer wichtiger.
Zudem müssen oder können nicht alle Daten zentral verarbeitet werden. Oft ist es interessanter, Analysen näher an der Quelle durchzuführen. Denken Sie zum Beispiel an Predictive-Maintenance-Algorithmen auf einem Fabrikgelände. Mit diesem Ziel vor Augen wurde das Edge-Rechenzentrum geboren, obwohl dieser Begriff in Wirklichkeit meist ein schickes Wort für einen lokalen Server im Keller ist.
Alles verbraucht Strom, und nicht nur die Server sind schuld. Biot präzisiert: “Es sind nicht nur Server, die Strom verbrauchen, sondern auch Kühlung und andere Rahmenbedingungen. Dieser Zusammenhang wird mit PUE (Energy Efficiency) übersetzt. Er weiß, dass “im Jahr 2017 der durchschnittliche PUE-Wert großer Rechenzentren weltweit zwei beträgt.” Das bedeutet, dass Sie 200 Megawatt benötigen, um 100 Megawatt Server zu betreiben. »
1.000 Terawattstunden
Wir müssen es besser machen. Eine zunehmend digitale Welt erfordert effizientere Rechenzentren. Daten und insbesondere die Analyse dieser Daten können viele Unternehmen nachhaltiger machen, aber alle Gewinne, die in anderen Sektoren erzielt werden, gehen verloren, wenn die von ihnen unterstützten Rechenzentren zu unersättlichen Energieriesen werden.
Das ist es, was sich am Horizont abzeichnet. Biot: “Es ist sicher, dass wir bis 2040 einen deutlichen Anstieg des Anteils von Rechenzentren am globalen Energieverbrauch erwarten. Unseren Prognosen zufolge wird er sich verdoppeln. Schneider Electric erwartet, dass Ultra-Scale-Rechenzentren mehr als verbrauchen werden 1.000 TWh bis 2040 oder drei bis vier Prozent des weltweiten Energieverbrauchs.
Wachsen ohne zu entgleisen
Die Situation entwickelt sich jedoch in die richtige Richtung. Immerhin ist dieser PUE 2017 bereits veraltet. “In einer idealen Welt wäre der PUE 1”, sagt Biot, “aber das würde natürlich nicht passieren. Die großen Abweichungen liegen jedoch sehr nahe beieinander.” Der Mittelwert dort liegt jetzt bei 1,17. Ohne diese Verringerung des PUE würde der Energiebedarf laut Biot wirklich erlöschen. “In acht Jahren haben wir die Kapazität von Rechenzentren um 5,5 verdoppelt, aber der Energiebedarf hat sich nur verdoppelt. Ohne eine Verringerung des PUE-Werts wird der Einfluss von Rechenzentren auf 20 % des weltweiten Energieverbrauchs steigen.”
Diese Effizienzvorteile ergeben sich aus mehreren Faktoren. Laut Biot spielt die neue Batterietechnologie für USV-Anlagen eine große Rolle. Dort wurde Blei-Säure durch Li-Ion ersetzt. Diese Produkte sind kompakter, haben eine höhere Dichte und halten bis zu dreimal länger. Außerdem ist es unempfindlicher gegenüber Temperaturschwankungen, sodass die Kälte sehr effizient genutzt werden kann.
Auch andere Punkte tragen dazu bei, wie zum Beispiel die Effizienz von USV-Anlagen. Sein Wirkungsgrad kann bis zu 99 % erreichen, während er heute bei 96 % oder 97 % liegt. Auf globaler Rechenzentrumsebene ist das eine außergewöhnliche Menge. Außerdem untersucht volatile die Bedingungen, unter denen ihre Server betrieben werden. Kühlräume gehören der Vergangenheit an: Ein bestehendes Rechenzentrum kann ziemlich heiß werden, was ebenfalls einen Unterschied macht.
Das Rechenzentrum als grüner Katalysator
Biot sieht eine Rolle für Rechenzentren bei der Ökologisierung des Stromnetzes. Rechenzentren können sich vom Teil des Problems zum Teil der Lösung wandeln. Sie können nicht nur ein Beispiel für eine effiziente Infrastruktur werden, sondern auch einen positiven Beitrag zum Stromnetz leisten. »
Rechenzentren können von einem Teil des Problems zu einem Teil der Lösung übergehen.
Xavier Biot, Vizepräsident, Secure Power Schneider Electric
Bezieht sich auf Li-Ionen-Akkus. Sie können erneuerbare Energie aufnehmen, aber auch einen Teil davon ins Netz zurückspeisen, um Spitzenzeiten zu bewältigen. „Li-Ion kann ein wichtiger Bestandteil der Energiespeicherung sein“, sagt Biot. Es ist keine Möglichkeit in der Zukunft. “In den USA wurde dies bereits mit Batterie- oder Generatorstrom durchgeführt. Wenn dieser Generator weniger Kohlendioxid ausstößt als die Alternative, ist dies eine gute Option.”
Vor diesem Hintergrund denkt Microsoft zum Beispiel über Generatoren nach, die nicht mit Diesel, sondern mit Wasserstoff betrieben werden. Diese Elemente können bei Stromknappheit zugeführt werden, während bei Stromüberschuss die Versorgung mit Wasserstoff verbessert wird.
Solides Verlaufsdesign
Um all dies zu erreichen, muss die Infrastruktur stimmen. „Rechenzentren brauchen ein Microgrid“, sagt Biot. “So können sie alle ihre Energiequellen verwalten, einschließlich USV, Batterien, Generatoren und ihre eigenen erneuerbaren Energiequellen wie Sonnenkollektoren. Wenn diese Infrastruktur an ein größeres Netz angeschlossen wird, kann sie eine positive Rolle spielen.”
Biot behauptet jedoch, dass Rechenzentren eine bestimmte Größe haben müssen, um effektiv zu funktionieren und eine solche Rolle zu übernehmen. „Es gibt superschnelle Rechenzentren mit Megawatt-Kapazitäten“, sagt er. Darüber hinaus ist es schwierig, Legacy-Rechenzentren in Standorte mit potenziell positiver Wirkung umzuwandeln. “Eigentlich sollte Nachhaltigkeit schon in der Planungsphase sein. Alles beginnt mit der Anmietung. Wo steht das Rechenzentrum? Gibt es Platz für erneuerbare Energieerzeugung?”
Edge hat die Party gestohlen
Damit haben große Rechenzentren eine Zukunft, in der sie nicht nur kostbare Energie effizient nutzen, sondern auch ihren Beitrag zu einem nachhaltigen Netzwerk leisten können. Leider löst dies das Problem nicht. Schneider prognostiziert, dass der Anteil von High-End-Rechenzentren in den kommenden Jahren stark zunehmen wird. Von Unternehmen betriebene Rechenzentren können nicht von Skaleneffekten profitieren.
Seine Wirkung wird stark erhöht. Während große Rechenzentren und Ultramodres bis 2040 etwa 1.000 TWh verbrauchen werden, benötigt die gesamte periphere Infrastruktur mindestens 1.690 TWh. Der Energiebedarf der ausgebauten Infrastruktur wird in den kommenden Jahren nahezu exponentiell steigen.
Biot merkt auch an, dass „Edge einen größeren Einfluss auf die Zukunft hat“. „Daran müssen wir weiter arbeiten. Große Player haben mehr Ressourcen, um Rechenzentren effektiv zu entwerfen und zu verwalten. Kleine Racks in der Ecke des Büros nehmen mehr in Anspruch und sind normalerweise älter. In kleinen und mittleren Unternehmen kann es 10 Jahre laufen, während es große Rechenzentren mit kostengünstigeren Servern schneller erneuern kann. »
Jeder ist verantwortlich
Die Verantwortung für die Verringerung der Auswirkungen dieser Art von Infrastruktur liegt weitgehend bei den Unternehmen selbst. Biot: “Unternehmen können ihre Server sicherlich in ein professionelles Rechenzentrum verlegen oder in ein kleines modernes Rechenzentrum investieren. Es ist ein Rack, das geschützt, abgedichtet und belüftet werden kann. Eine intelligente und effiziente USV spielt ebenfalls eine große Rolle.”
So oder so, die Zukunft des Rechenzentrums ist zweigeteilt. Es ist das große Super, das am meisten auffällt. Der Standort verbraucht absolut gesehen viel Energie, aber paradoxerweise sind diese Rechenzentren am effizientesten und haben das größte Potenzial, das Stromnetz mehr als nur zu belasten. Kleine Server in Fabriken, Läden und kleinen Unternehmen fallen weniger auf, aber genau diese IT-Infrastruktur wird das Stromnetz in den nächsten Jahren maßgeblich beeinflussen.
