Rechenzentrum: die Herausforderung mit ökologischen Nachhaltigkeit

Im Jahr 2020 generierte jeder Mensch auf der Erde 1,7 Megabyte an Informationen pro Sekunde. Bis 2025 könnte die täglich generierte Datenmenge 463 Exabyte erreichen¹. Um all diese Daten zu speichern, ist es notwendig, den Speicherraum zu erweitern, dazu sind neue Rechenzentren notwendig. Dieser Bedarf hat dazu geführt, dass der Rechenzentrumsmarkt einer der wenigen ist, der während der Zeit der Covid-19²-Pandemie nicht aufgehört hat zu wachsen, sondern ein deutliches Wachstum verzeichnet.

Diese Branche inkl. der notwendigen Infrastrukturen kann als der Markt mit der höchsten Steigerung auf internationaler Ebene gesehen werden und überholte in diesem Jahr den Markt für Verkehr (Straße, Schiene und Hafen), Industrie, Produktion und Vertrieb.

Die Ausgaben für globale Rechenzentrumsinfrastrukturen werden im Jahr 2021 200 Milliarden US-Dollar erreichen, was einem Anstieg von 6% gegenüber den Ausgaben des letzten Jahres entspricht³.

Die Probleme, die sich aus der Zunahme von Rechenzentren ergeben, sind zahlreich, und bereits vor einem Jahrzehnt begannen Zeitungen und Analysten, über den Energieverbrauch und die Umweltbelastung dieses Marktes zu berichten.

Ein wichtiger Impuls für grünere Strategien war der Klimaschutzplan, den die Europäische Union im vergangenen Juli vorgelegt hat. Um das Ziel einer CO2-Neutralität bis 2050 zu erreichen, werden auf dem Rechenzentrumsmarkt die im Kühlbetrieb verwendeten Treibhausgasvorschriften überarbeitet. Ziel der EU ist es, den Einsatz von Kältemitteln „Fluorierte Gase“ sukzessive zugunsten klimafreundlicherer Alternativen zu reduzieren.

Um die Auswirkungen von Rechenzentren auf das Klima besser zu verstehen, ist es möglich, eine Reihe von Standard-KPIs in Übereinstimmung mit dem Klimaneutralen Rechenzentrumspakt und den UN 2030 SDGs zu bewerten.

Dabei sollten insbesondere die folgenden Kennzahlen berücksichtigt werden:

• PUE (Power Usage Effectiveness) ist eine Kennzahl zur Messung der Energieeffizienz eines Rechenzentrums. Es ist das Verhältnis zwischen dem Gesamtstromverbrauch des Rechenzentrums und der IT-Ausrüstung. Ein PUE-Wert von 1,0 würde eine Effizienz von 100 % anzeigen, während ein Wert von 2,5 oder höher eine sehr niedrige Effizienz anzeigen würde.

• Die Wasserverbrauchseffektivität (WUE) ist ein Verhältnis, das die Wassermenge misst, die von einem Rechenzentrum für Kühlung, Temperatur, Feuchtigkeitsregelung und Stromerzeugung verwendet wird.

Im Jahr 2018 betrug der Energieverbrauch der Rechenzentren der EU-Staaten 76,8 TWh, was 2,7 % des gesamten Strombedarfs entspricht. Bei Fortsetzung des Wachstums wird der Verbrauch im Jahr 2030 auf 98,5 TWh oder 3,2 % des Bedarfs steigen².

Der größte Teil der Energie des Rechenzentrums wird für ihre Kühlung verwendet, da sie große Wärmeerzeuger sind. Etwa 30 % der verbrauchten Energie werden tatsächlich für Kühlsysteme verwendet, die Wasser verwenden, um eine konstante Temperatur von 20-22 ° C aufrechtzuerhalten. Aus diesem Grund werden die meisten Rechenzentren in kalten Ländern gebaut, die niedrigere PUEs garantieren als Rechenzentren in wärmere Orte.

Ein mittelgroßes Rechenzentrum (15 MW, wie wir es in Europa haben) kann so viel Wasser verbrauchen wie drei kleine Krankenhäuser oder das Äquivalent von zwei 18-Loch-Golfplätzen.

Eine Studie aus dem Jahr 2021 schätzt, dass US-Rechenzentren 1,7 Milliarden Liter Wasser pro Tag verbrauchen, das sind 0,001% des täglichen Verbrauchs des Landes.

Im europäischen Grünen Deal erwartet der „Klimaneutrale Rechenzentrumspakt“, dass bis 2025 alle neuen Rechenzentren über 50 kW einen PUE-Mindestwert von 1,4 aufweisen müssen. Während die bereits in Betrieb befindlichen Rechenzentren den gleichen Wert bis 2030 erreichen müssen⁴.

Im Jahr 2025 sollen zudem 70 % der erneuerbaren Energiequellen bereitgestellt und bis 2030 100 % erreicht werden.

Der Rechenzentrumsmarkt kann, wenn er aus einer grünen Perspektive betrachtet wird, für einige Unternehmen, aber insbesondere für einige Länder, die sich besonders für das Hosten dieser Anlagen eignen, eine außergewöhnliche Chance sein.

In Norwegen sah die Regierung den Aufstieg von Rechenzentren als Chance für Wachstum und die Schaffung neuer Arbeitsplätze. Norwegen ist dank seines kalten Klimas ein idealer Ort für den Bau neuer effizienter und nachhaltiger Rechenzentren, 98% Strom wird aus erneuerbaren Quellen erzeugt und seine Preise gehören zu den wettbewerbsfähigsten in Europa.

Das Problem der von Rechenzentren erzeugten Wärme wurde auch von Norwegen als Herausforderung angesehen, das mit dem Colocation-Unternehmen Green Mountain mit der Norwegian Lobster Farm zusammenarbeitete, um die Abwärme von Rechenzentren in der ersten Hummerfarm der Welt wiederzuverwenden⁵.

ThermoKey bietet dank seiner Erfahrung in der Realisierung von Kühlsystemen für Rechenzentren eine breite Produktpalette, um für jeden Bedarf die beste Lösung zu finden.

Das Thema Abführen der von IT-Geräten erzeugten Heißluft lässt sich leicht mit einem Luftkanal lösen, aber im Allgemeinen wird ein Wärmetauscher verwendet, um Wärme von einem Fluid auf ein anderes (z. B. von Luft auf Wasser) zu übertragen.

Unten ist ein Diagramm der Methoden, die ThermoKey zum Kühlen anbeiten kann, die zum Kühlen von Computerräumen und Rechenzentren verwendet wird.

Darüber hinaus hat ThermoKey dank seiner Erfahrung die große Bedeutung der Produktanpassung erkannt, um den unterschiedlichen Anforderungen aufgrund des Installationsorts der Kühlanlagen gerecht zu werden.

Einige Beispiele hier unten zeigen, welche die spezifischen Bedürfnisse von Rechenzentren in verschiedenen Umgebungen sein können:

• Spezielle Materialien und Behandlungen für Umgebungen mit besonderen Merkmalen (zB Küstenumgebung);
• Lösungen, die an die nationalen Referenznormen angepasst sind;
• In den verschiedenen Anlagen erforderliche elektrische Spezifikationen (Oberschwingungspegel, maximaler Kurzschlussstrom usw.);
• Individualisierung mit Marken der elektrischen Komponenten, die für alle Elemente der Anlage obligatorisch sind;
• Kommunikationsprotokolle speziell für die Anlagen-/Projektspezifikation.

Für Thermokey ist es von entscheidender Bedeutung, Kühlsysteme immer umweltfreundlicher zu machen. Das Unternehmen investiert ständig in die Erforschung neuer Technologien, die die Wiederverwendung von Wärme aus Rechenzentren fördern. Die Arbeit an der Erreichung der von der EU auferlegten Klima- und ökologischen Nachhaltigkeitsziele muss eine Chance für Entwicklung und kontinuierliche Verbesserung sein, die unser Ziel sind, um konkrete und positive Auswirkungen auf die nachhaltige Zukunft des Planeten zu haben