Brauchen Schweizer Rechenzentren zuviel Energie?

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Eine Studie im Auftrag des Bundesamtes für Energie und des Schweizerischen Verbandes der Telekommunikation zeigt erstmals detailliert die Grösse und Struktur der Rechenzentren-Landschaft der Schweiz auf. Dabei werden ausschliesslich Rechenzentren mit 11 oder mehr Servern in eigenen Räumlichkeiten berücksichtigt. Der Untersuchung zufolge besteht ein Sparpotenzial von 280 Gigawattstunden (GWh).

Energieverbrauch im Rechenzentrum

Alle Schweizer Rechenzentren zusammengenommen verbrauchten letztes Jahr 1661 GWh an elektrischer Energie,  2.8% des Gesamtstromverbrauchs in der Schweiz. Dies zeigt die am 29. August 2014 veröffentlichte Energieffizienz-Studie. Zum Vergleich: Die Schweizerischen Eisenbahnen benötigen rund 50% mehr Energie, nämlich gut 2440 GWh. Grösster Stromverbraucher ist die Industrie, sie ist mit 32% am Gesamtverbrauch beteiligt.
Im internationalen Vergleich sind 1661 GWh, respektive ein Anteil am Gesamtstromverbrauch von 2,8%, viel. Sind wir weniger effizient als andere Länder? Nein – es gibt in der Schweiz ganz einfach sehr viele Rechenzentren, ein Beweis für die hohe Standortqualität. Innerhalb Europas ist nur in Irland die «Rechenzentren-Dichte» (definiert als Gesamtfläche der Drittanbieter-Rechenzentren pro Einwohner) noch höher.

Was ist eigentlich ein Rechenzentrum?

Wie wurden die 1661 GWh gemessen? In welchen Rechenzentren? Angesichts ihrer Bedeutung weiss man über die Rechenzentren in der Schweiz relativ wenig. Fragt man Branchenexperten nach der Anzahl der Rechenzentren, erhält man die unterschiedlichsten Antworten. Wann also ist ein Rechenzentrum ein Rechenzentrum?  Genügen dazu ein paar Server im Keller? Die Studie zitiert folgende Definition: «Unter einem Rechenzentrum ist sind Räumlichkeiten zu verstehen, in denen die zentrale Rechentechnik (Server, aber auch die zum Betrieb notwendige Infrastruktur) einer oder mehrerer Firmen oder Organisationen untergebracht sind. Dabei muss es sich zumindest um einen eigenständigen Raum mit sicherer Stromversorgung und Klimatisierung handeln»
Die Studie geht davon aus, dass die Gesamtfläche der Rechenzentren in der Schweiz 234 522 m2  beträgt (2013).  Drittanbieter decken rund 150 000 m2 ab, die Zahl der für die restlichen 84 000 m2 verantwortlichen internen Rechenzentren beträgt knapp 1 300, darunter rund 1 000 kleine Locations mit nur 11 bis 50 Servern. Die Bruttofläche der Carrier-neutralen Anbieter wie Interxion beträgt rund 54 000 m2.

Wie wurde der Energieverbrauch ermittelt?

Die Studie nahm den durchschnittlichen Stromverbrauch der IT pro Quadratmeter als Ausgangslage. Unter der Annahme, dass ein Rechenzentrum rund das 1,4- bis 2,1-fache an Energie benötigt, liess sich der Gesamtverbrauch ermitteln.  Dieses Verhältnis von IT-Aufwand zu Energieverbrauch im Rechenzentrum ist die sogenannte Power Usage Effectiveness (PUE). Sie hat sich als international anerkannter Messwert für die Energieeffizienz von Rechenzentren etabliert. Eingeführt wurde die PUE von «The Green Grid», einem globalen Verband von IT-Firmen, in dessen Advisory Council auch Interxion Einsitz hat.

Die auf diese indirekte Weise ermittelte Höhe des Gesamtverbrauchs ist zwar mit etwas Vorsicht zu geniessen, immerhin erscheint sie – z.B. im Vergleich mit Deutschland – plausibel.

Verbrauchen wir zuviel Energie? Können wir effizienter sein?

Generell gilt: Drittanbieter wie Interxion sind energieffizienter als interne Rechenzentren. Und unter den externen Anbietern ist Interxion besonders effizient:  So maximieren wir die Nutzung von Strom, Fläche und Klimatisierung durch unsere modulare Architektur, die es uns ermöglicht, kleine Sub-Systeme zu grösseren Systemen zu kombinieren.  Doch dies ist nur einer von vielen Aspekten. Im Weiteren verwenden wir, wo immer möglich, Freikühlung und recyceln entstehende Wärme für andere Zwecke. Natürlich arbeiten wir fortlaufend daran, unsere Energieeffizienz noch weiter zu verbessern. Die Macher der Studie rechnen vor, dass in naher Zukunft ein durchschnittlicher PUE-Wert von 1.35 möglich ist, der Verbrauch auf rund 1380 GWh sinken könnte (bei gleichbleibender Fläche an Rechenzentren). Diesbezüglich hat die Schweiz jedoch bereits ein kleines «Handicap»: Aufgrund der Wirtschaftsstruktur mit einem starken Finanzplatz stellen wir sehr hohe Anforderungen an die Ausfallsicherheit der Systeme. Eine hohe Ausfallsicherheit lässt sich vor allem über redundante Infrastrukturkomponenten erreichen, die den PUE-Wert in die Höhe treiben (mit ein Grund, weshalb PUE-Werte verschiedener Rechenzentren schwer untereinander zu vergleichen sind.)

Wir sind stetig effizienter geworden

Kleinere inhouse Rechenzenter sind in der Regel wenig energieeffizient. Da viele Unternehmen in den letzten Jahren jedoch die Vorteile der Colocation entdeckt haben, dürfte die Zahl dieser ineffizienten Locations wohl gesunken sein. Ein zweiter Grund für eine starke Abnahme des spezifischen Verbrauchs liegt in der Virtualisierung: Server werden besser ausgelastet. Doch das Potential dieser Effizienzsteigerung nimmt natürlich mit fortschreitender Virtualisierung ab.

Was kommt an Effizienzmassnahmen auf uns zu?

Es ist anzunehmen, dass im Rahmen der Energiestrategie 2050 des Bundes auch regulative Massnahmen ergriffen werden. Wir können uns vorstellen, dass der Bund neue Gebote und Verbote erlässt, im Gegenzug eventuell auch mit Subventionen für hocheffiziente Rechenzentren Hand bieten wird. Vielleicht sind wir auch auf dem Weg zu erhöhter Transparenz: Kein Rechenzentrum lässt sich bisher via Veröffentlichung ihrer PUE-Werte in die Karten schauen. Dies auch, weil die Angaben eben noch nicht offiziell überprüft werden.

Ist hohe Energieeffizienz wirklich so wichtig?

Unser Rechenzentrum in Zürich wird zu 100% mit erneuerbarer Energie betrieben. Zugegeben: Auch Wasserkraft und Solarenergie hinterlassen einen ökologischen Fussabdruck. Doch im Vergleich zu endlichen Energiequellen ist dieser geringer zu gewichten.  Wir denken: Es reicht nicht aus, ein hoch energieeffizentes Rechenzentrum zu betreiben. Die benötigte Energie sollte auch aus nachhaltigen Quellen stammen. Denn es macht einen Unterschied, ob man eine geringer Menge der Energie spart, die in einem Kohlekraftwerk erzeugt wird (CO2, Feinstaub, Radioaktivität) oder ob man vollständig erneuerbare Energien einsetzt. Da auch in naher Zukunft die Rechenzentrenflächen zunehmen werden – vielleicht durchaus bei einem etwas langsameren Wachstum –  steht auch ausser Frage, dass der Gesamtenergieverbrauch zunehmen wird, Effizienzsteigerungen hin oder her. Da wäre es doch erfreulich, wenn diese Mehrenergie erneuerbar wäre. Weiteres Stichwort dazu: Klimaneutrales Hosting, mit der Kompensation der CO2-Emissionen zu 100%.