Besonders Cloud-Dienste haben zu diesem Anstieg beigetragen, wobei sich der Markt zunehmend auf einige wenige große Anbieter konzentriert. Mit einem Anteil von 3 % am globalen Serverbestand und einer prognostizierten Steigerung des Energieverbrauchs auf 30 TWh bis 2030, bleibt Deutschland der führende Rechenzentrumsstandort in Europa.
Die Notwendigkeit, die Effizienz von Rechenzentren zu steigern, ergibt sich nicht nur aus der wachsenden Nachfrage nach digitalen Diensten wie KI-Anwendungen und Automatisierung, sondern auch aus den strengen Datenschutzanforderungen, die eine lokale Datenverarbeitung erforderlich machen. Trotz einer beachtlichen Steigerung der IT-Anschlussleistung von 1.362 MW im Jahr 2012 auf 2.341 MW im Jahr 2022, hat sich die Effizienz der Rechenzentren dank technologischer Fortschritte im Hardware- und Softwarebereich in den vergangenen Jahren insgesamt versechsfacht.
Kühltechnologien und ihre Bedeutung
Um dem steigenden Energiebedarf effektiv zu begegnen und gleichzeitig die Umweltauswirkungen zu minimieren, spielen innovative Kühltechnologien eine entscheidende Rolle. Moderne Rechenzentren setzen zunehmend auf fortgeschrittene Kühlmethoden wie die direkte und indirekte Flüssigkeitskühlung, die es ermöglichen, die Wärme effizienter und direkt am Entstehungsort abzuführen. Diese Techniken sind nicht nur energieeffizienter, sondern verbessern auch die Leistungsdichte und Zuverlässigkeit der Server.
Nutzung der Abwärme
Ein weiterer wesentlicher Aspekt der nachhaltigen Betriebsführung von Rechenzentren ist die Nutzung der Abwärme. Durch den Einsatz von Wärmerückgewinnungstechnologien kann die Abwärme zur Beheizung von Bürogebäuden, in städtischen Fernwärmenetzen oder sogar in landwirtschaftlichen Anwendungen genutzt werden. Diese Maßnahmen tragen nicht nur zur Reduktion des ökologischen Fußabdrucks der Rechenzentren bei, sondern auch zur Erreichung der Klimaziele der Bundes-regierung, die einen schrittweisen Übergang zu einem CO2-neutralen Betrieb vorsieht.
Ausblick
Die Kühlung von Rechenzentren und die effiziente Nutzung der Abwärme sind zentrale Herausforderungen für die Branche, die angesichts des globalen Klimawandels und der steigenden Anforderungen an digitale Dienste zunehmend an Bedeutung gewinnen. Die in der Bitkom-Studie „Rechenzentren in Deutschland: Aktuelle Marktentwicklungen – Update 2023“ dargelegten Ent-wicklungen verdeutlichen, dass trotz der Herausforderungen erhebliche Fortschritte erzielt werden. Innovative Kühltechnologien und die strategische Nutzung der Abwärme sind entscheidend, um die Zukunftsfähigkeit und Nachhaltigkeit der digitalen Infrastrukturen in Deutschland und weltweit sicherzustellen.
Definition und Klassifizierung von Rechenzentren
Ein Rechenzentrum bildet die physische Infrastruktur, in der IT-Dienstleistungen und Netzwerk-lösungen betrieben werden. Die Arten von Rechenzentren variieren und umfassen Corporate-, On-Premises-, Hosting-, Cloud-, Colocation-, Hochschul-, Gebiets-, Forschungs-, Hyperscale- und Edge-Rechenzentren. Zudem spielen Internet Exchange Points (IXPs) eine wichtige Rolle in der Netzwerkstruktur, da sie die Knotenpunkte für den Internetverkehr darstellen.
Laut der Systematik des Borderstep Instituts qualifizieren sich Strukturen als Rechenzentren, wenn sie abgeschlossene räumliche Einheiten wie Serverschränke, Serverräume, Gebäudeteile oder ganze Gebäude umfassen, in denen mindestens drei physische Server installiert sind. Die Kapazitäten eines Rechenzentrums werden primär nach der Anzahl und Art der dort installierten Server bestimmt.
In Deutschland existieren derzeit etwa 3.000 Rechenzentren, die eine IT-Anschlussleistung von mehr als 40 kW aufweisen und mindestens zehn Server-Racks beherbergen. Zusätzlich gibt es ungefähr 47.000 kleinere IT-Installationen. Obwohl Deutschland der größte Rechenzentrumsstandort in Europa ist, fehlt es an einer aktiven Politik zur Ansiedlung weiterer Rechenzentren. Trotz herausragender Standortfaktoren wie zuverlässiger Stromversorgung, exzellenter Anbindung an wichtige Internet-knotenpunkte und hoher Rechtssicherheit, stellen die hohen Strompreise und langwierigen Genehmigungsprozesse signifikante Herausforderungen dar.
Trends - Entwicklungen - Aktuelles
Experten betrachten den Zielwert PUE ≤ 1,2 als besonders anspruchsvoll.
Wärmerückgewinnung mit Chancen und Herausforderungen
Der zunehmende Energiebedarf von Rechenzentren macht die Abwärmenutzung zu einem zentralen Aspekt für einen nachhaltigen Betrieb. Die fortlaufende Nutzung von Abwärme, z. B. für Schwimmbäder, Wäschereien, Vertical Farming, Aquakulturen, Aquaponik, Gewächs-häuser und Algenzucht sowie in industriellen Anwendungen, ist essentiell. Obwohl die Branche eine hohe Bereitschaft zur Nutzung der Abwärme zeigt, bestehen erhebliche Herausforderungen. Laut einer Umfrage halten 70 % der Betreiber und Experten die Abwärmenutzung für ein wichtiges Kriterium bei der Standortwahl von Rechenzentren, und 67 % befürworten grundsätzlich, dass Rechenzentren ihre Abwärme für Sekundärnutzungen bereitstellen sollten. Das Energieeffizienzgesetz, das eine Abgabe von mindestens 20 % der Abwärme vorschreibt, wird jedoch von Branchenverbänden wie Bitkom als überambitioniert angesehen, da dessen Umsetzung technisch oft nicht realisierbar ist. Für eine effektive Erschließung von Abwärmepotenzialen ist ein ganzheitlicher Ansatz erforderlich, der sowohl die interne als auch die externe Nutzung berücksichtigt, auch wenn dies mit zusätzlichem Aufwand verbunden ist. ■
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