Rechenzentren – Die unsichtbaren Treiber der Energiewende

Die Digitalisierung durchdringt nahezu jeden Lebensbereich. Die Rechenzentren, in denen die benötigten Daten und Anwendungen gespeichert und verarbeitet werden, sind so zu einer zentralen Säule der kritischen Infrastruktur moderner Gesellschaften geworden – und damit auch zu einem entscheidenden Faktor für das Gelingen der Energiewende.

Es bedarf lediglich eines kurzen Blicks auf die technischen Geräte, die sich in unserer unmittelbaren Umgebung befinden und schnell wird offensichtlich: Ob Videocall, Social Media, Online-Banking oder Navigationssystem, die Digitalisierung durchdringt mittlerweile nahezu unser gesamtes Leben – und bestimmt aufgrund dessen große Teile unseres privaten wie beruflichen Alltags.

Weniger offensichtlich sind die Prozesse, die dahinterstehen: das Speichern, Weiterverarbeiten und Verteilen riesiger Datenmengen in den 50.000, darunter 3.000 sehr großen, aufs gesamte Bundesgebiet verteilten Rechenzentren. Diese Einrichtungen sind unserer alltäglichen Wahrnehmung zwar weitestgehend verborgen, sind aber grundlegend dafür, dass wir die vielfältigen digitalen Anwendungen, die uns grundsätzlich zur Verfügung stehen, auch tatsächlich nutzen können.

Würden die Rechenzentren plötzlich ausfallen, unsere Gesellschaft würde weitestgehend stagnieren. Dafür lassen sich zahllose Beispiele nennen: vom hybriden Arbeiten über die Forschung und Entwicklung innovativer bis hin zur Logistik. Die Aufzählung ließe sich beliebig fortsetzen.

Digitale Geschäftsmodelle boomen

Der mit der Digitalisierung verbundene gesellschaftliche Wandel vollzieht sich in einem atemberaubenden Tempo. Vieles von dem, was früher rein physischer Natur war, findet heute digital statt. So prognostiziert ein IDC-Bericht, dass Unternehmen, deren Geschäftsmodell auf fundierter Datengrundlage basiert, bis 2026 mehr als 25 Prozent ihres Umsatzes mit digitalen Produkten, Dienstleistungen oder Erlebnissen erzielen werden. Kein Wunder, dass digitale Geschäftsmodelle boomen wie nie – ein nicht mehr aufzuhaltender Trend.

Die Blockchain-Technologie, das Internet der Dinge oder Anwendungen, die auf künstlicher Intelligenz basieren, lassen zwar den Energieverbrauch massiv steigen, weil sie immer mehr Daten produzieren. Je nachdem, wie sie genutzt werden, haben sie allerdings auch ein enorm großes Potenzial, die gesamtgesellschaftliche Entwicklung hin zu mehr Nachhaltigkeit weiter voranzutreiben. Möglich ist das nur mit leistungsstarken, effizient arbeitenden Rechenzentren.

Neue Lösungen sind gefragt

Um dem Anstieg der weltweiten Datenmenge gerecht zu werden, wurden die Rechenzentren in den vergangenen zehn Jahren technologisch enorm weiterentwickelt. Nie konnten sie höhere Arbeitslasten bewältigen, nie waren sie effizienter. Weite Teile der IT-Arbeitslast eigentlich veralteter unternehmenseigener Rechenzentren wiederum wurden in Co-Location-Spots oder in die Cloud ausgelagert. Auf das ungebremste Datenwachstum wurde mit deren effizienterer Verarbeitung reagiert.

Doch die weltweite Datenmenge wird weiter steigen. Und weil immer mehr Daten auf Servern landen, benötigen die Rechenzentren immer mehr Strom. Aktuelle Schätzungen gehen davon aus, dass allein 2023 120 Zettabyte an Daten produziert werden. Bis 2025 wird sich diese Zahl weiter verdoppeln. Schon heute verbrauchen digitale Geräte bis zu zwölf Prozent des globalen Strombedarfs, sagt der Weltklimarat. Rechenzentren waren 2022 mit 17 Milliarden Kilowattstunden pro Jahr für knapp drei Prozent des gesamten Stromverbrauchs in Deutschland verantwortlich. Ihr Strombedarf ist zusammengenommen höher als der von ganz Berlin. Weltweit haben Rechenzentren im Jahr 2021 in etwa so viel Energie verbraucht wie ganz Deutschland. Bei einer angenommenen Wachstumsrate von 20 Prozent würde dadurch in rund 285 Jahren die gesamte Energie, welche wir heute erzeugen, zum Speichern von Information benötigt werden.

Das ist nur eine vage Modellrechnung, sie macht aber eines klar: Selbst eine verbesserte Power Usage Effectiveness (PUE) durch die Verlagerung von unternehmenseigenen Geräten in größere, gemeinsam genutzte Einrichtungen kann den gleichzeitigen Anstieg der weltweiten nicht ausgleichen. Die entscheidende Frage lautet deshalb: Wie können wir unseren Energiehunger in Einklang mit der Energiewende in Einklang bringen? Die Antwort ist einfach: Es bedarf neuer Technologien und Prozesse, die künftig sicherstellen, dass die negativen Auswirkungen der Digitalisierung die positiven nicht überwiegen.

Auf erneuerbare Energien setzen

Die Richtung ist eindeutig: Rechenzentren müssen effizienter werden. Heißt: Mehr Leistung, weniger Stromverbrauch. Das ist sowohl für die weitere Digitalisierung als auch für das Gelingen der Energiewende essenziell. Das hat auch die deutsche Bundesregierung im Koalitionsvertrag verankert: “Wir werden Rechenzentren in Deutschland auf ökologische Nachhaltigkeit und Klimaschutz ausrichten”, heißt es dort Bis 2027 sollen Rechenzentren demnach in Deutschland klimaneutral werden. Wie realistisch das ist, steht auf einem anderen Blatt. Es hat jedoch dazu geführt, dass Prozessoren, Server sowie ganze Rechenzentren massiv weiterentwickelt werden. Große Rechenzentren haben den Energiebedarf einer kleinen bis mittelgroßen Stadt. Selbst kleine Effizienzgewinne können hier eine große Ersparnis bringen.

Der Schlüssel zum Erfolg: die verstärkte Nutzung erneuerbarer Energien. 2022 wurden in Deutschland bereits 20,4 Prozent des Endenergieverbrauchs daraus gedeckt. Deutsche Rechenzentren nutzen sie bereits seit mehr als zehn Jahren. Ab 2024 sollen sie dem neuen Energieeffizienzgesetz folgend zur Hälfte und ab 2025 komplett mit Ökostrom betrieben werden. Der Großteil des Stroms soll aus zusätzlich erschlossenen Energiequellen wie Windkraft, Solarenergie oder Geothermie stammen und über virtuelle Abnahmeverträge (VPPA = Virtual Power Purchase Agreements) vertrieben werden.

Auf dem richtigen Weg

Was getan werden muss, ist klar. Die Lösungen liegen auf dem Tisch. Jetzt geht darum sie umzusetzen. Einige der größten Stromverbraucher weltweit haben bereits umfassende Maßnahmen dafür ergriffen. So ist Amazon aktuell der größte Abnehmer von erneuerbaren Energien. Microsoft hat sich dazu verpflichtet, bis 2030 CO2-neutral zu werden und bis 2050 seinen gesamten CO2-Fußabdruck seit 1975 zu tilgen. Google wiederum möchte über die VPPAs hinauszugehen und bis 2030 gänzlich auf fossile Energien zu verzichten.

Iron Mountain Data Centers ist schon ein Stück weiter. Der globale Colocation-Anbieter ermöglicht es seinen Kunden, maßgeschneiderte, nachhaltige, Carrier- und Cloud-neutrale Datenlösungen aufzubauen. Dafür werden große Mengen an Strom benötigt. Deshalb setzt Iron Mountain Data Centers vollständig auf erneuerbare Energien. Ein entscheidender Vorteil: Die Branche ist noch relativ jung und wesentlich flexibler ist als die meisten traditionellen Wirtschaftszweige, deren Strukturen sich über viele Jahrzehnte bereits stark gefestigt haben. Prozesse können wesentlich einfacher umgestellt, neue Technologien eingebunden und Strukturen dynamisch angepasst werden.

Das eine bedingt das andere

Natürlich sind längst nicht alle Rechenzentren so klimaverträglich, wie eigentlich notwendig – auch wenn viele wichtige Maßnahmen bereits umgesetzt oder eingeleitet sind. Und der Stromverbrauch wird aufgrund der stetig wachsenden weltweiten Datenmenge weiter steigen. Die gute Nachricht: Hervorragende Ansätze Energie ressourceneffizienter zu nutzen, gibt es viele, sie müssen nur konsequent weiterentwickelt und dann auch umgesetzt werden. Die Chancen, die sich darauf ergeben, sind die Anstrengung wert. Denn sobald Rechenzentren klimaneutral arbeiten, können sie ihr wahres Potenzial entfalten. Dann werden sie maßgeblich dazu beitragen, die zentralen Herausforderungen der Zukunft zu lösen. Indem sie die Nutzung innovativer digitaler Technologien ermöglichen, die uns dabei helfen, unsere Welt nachhaltiger zu gestalten und viele weitere Herausforderungen der Zukunft zu lösen. Das eine bedingt das andere.