Das jährliche Wachstum der weltweiten Datenmenge erreicht astronomische Dimensionen. Wurden 2019 „lediglich“ 41 Zettabyte an Daten erzeugt, soll sich diese Zahl bis 2025 laut IDC-Studie auf 175 Zettabyte im Jahr vervierfachen, oder anders formuliert sind das: 175 Billionen Gigabyte. Fast 30 Prozent davon werden in Echtzeit verarbeitet werden müssen. Diese Prognose ist nun wirklich nicht neu – verdeutlicht aber eindrucksvoll die Herausforderungen, vor denen Wirtschaft und Gesellschaft gleichermaßen stehen. Und ein Ende ist nicht in Sicht: Die Zeiten, in denen E-Mails, textbasierte Chats oder Videos in „Briefmarkenauflösung“ das Maß aller Dinge waren, sind vorbei. Vielmehr bestimmen – angefeuert durch den Pandemie-bedingten Lockdown – Streaming-Dienste und Videokonferenzen unseren Alltag. Auf der Unternehmensseite wiederum treiben Technologien wie das Internet der Dinge, Edge-Computing oder Künstliche Intelligenz den unaufhaltsamen Anstieg des weltweiten Datenvolumens voran.
Um mit einem Klick auf all diese Daten zugreifen zu können, braucht es allerdings riesige Serverfarmen: Rechenzentren – die Datenfabriken des digitalen Zeitalters – laufen ohne Unterbrechung rund um die Uhr, sieben Tage in der Woche und 365 Tage im Jahr. Das treibt den Stromverbrauch nach oben, besonders die Kühlung wird zum Problem. Und da normalerweise die Energie förmlich zum Fenster hinausgeblasen wird, gibt es in Ländern wie Island oder Norwegen, die sich die niedrigen Außentemperaturen zunutze machen, inzwischen einen regelrechten Server-Boom. Was bedeutet das nun für den Technologiestandort Deutschland? Wie können hiesige Rechenzentren den Balanceakt meistern und ihren Kunden einen guten Service bieten, während sie gleichzeitig die Umwelt schonen?
Die Antwort ist ein intelligentes Design des Rechenzentrums mit innovativen Komponenten. Erste Voraussetzung, um den CO2-Fußabdruck zu minimieren, ist zunächst einmal grüner Strom aus zertifizierten Quellen. Derzeit beziehen deutsche Rechenzentren hauptsächlich immer noch fossile Energien. Die nächste Stellschraube ist der Energieverbrauch der einzelnen Komponenten, gut konzipierte Geräte sind deutlich sparsamer als ihre Vorgänger. Dell Technologies hat in den letzten Jahren den Energiebedarf seines kompletten Lösungsportfolios um 80 Prozent minimiert. Unsere Server arbeiten beispielsweise mit dem sogenannten Fresh Air Cooling. Dabei wird für die Kühlung der Systeme Frischluft von außerhalb des Gebäudes angesaugt, wodurch zusätzliche Klimalösungen überflüssig werden. Darüber hinaus sorgen KI-basierte Techniken für ein effiziente Überwachung der CPUs und anderer Hardware. Diese Informationen können die Betreiber mit äußeren Faktoren wie Temperatur oder der erwarteten Nachfrage nach Rechenleistung in Relation setzen. In der Konsequenz lässt sich die Art und Weise, wie Rechenzentren gekühlt werden, besser steuern und der nachhaltige Einsatz der zur Verfügung stehenden Ressourcen optimal planen.
Wie ein Rechenzentrum von Anfang an das Image des Klimasünders hinter sich lässt und es zum Vorzeigeprojekt schafft, zeigt Windcloud in Nordfriesland. Das Startup aus dem hohen Norden nutzt dafür auf der einen Seite energieeffiziente Speicher-, Netzwerk- und Serverlösungen von Dell Technologies. Auf der anderen Seite wird die Anlage mit 100 Prozent physikalischem Ökostrom gespeist, wovon der Großteil aus Windenergie und der Rest aus Solar- und Biogasanlagen stammt. Der eigentliche Clou ist aber das Gewächshaus auf dem Dach, in dem Mikroalgen angebaut werden. Während die meisten Rechenzentren in Deutschland die beim Betrieb der Server entstehende Energie einfach verpuffen lassen, etwa weil es an effektiven Fernwärmenetzen fehlt, leitet Windcloud die bis zu 32 Grad warme Luft nach oben. Die Algen, die später an die Lebensmittel- und Kosmetikindustrie verkauft werden, wachsen und binden als positiven Nebeneffekt umweltschädliche Treibhausgase. Im besten Fall speichert die ohnehin nachhaltige Anlage sogar mehr CO2 als sie emittiert.
Fakt ist, in punkto Nachhaltigkeit gibt es in den meisten Rechenzentren noch viel Luft nach oben. So ist etwa nur eines von derzeit 177 Rechenzentren des Bundes wirklich energieeffizient und darf damit den Blauen Engel tragen. Ohne ein Umdenken wird es zu keinem Wandel kommen – IT-Manager müssen dringend die tatsächliche Umweltbelastung ihrer Server-Anlagen quantifizieren und Möglichkeiten finden, diese Belastung spürbar zu reduzieren. Die Total Cost of Ownership, die Investitions- und Betriebskosten bewertet, um den Erfolg und die Effektivität des Anlagendesigns zu messen, hilft hier nicht weiter. Vielmehr sollte die Leistung des Rechenzentrums in Relation zu Energie- und Rohstoffaufwand gesetzt werden. Erst mit dieser Methode ist es möglich, die Gesamtkosten für die Umwelt zu erfassen und eine nachhaltigere Datenwirtschaft zu etablieren.
Über die Energieeffizienz von Rechenzentren hinaus sollten wir uns alle regelmäßig die Frage nach dem ökologischen Fußabdruck stellen. Der World Earth Day am 22. April ist dazu eine gute Gelegenheit: Aus welchen Quellen stammt mein Strom? Unter welchen Bedingungen werden Rohstoffe gewonnen? Wie lange ist die Lebensdauer eines Produkts, gibt es einen geschlossenen Recycling-Kreislauf? Angesichts aufgebrauchter Ressourcen, Erderwärmung und wachsender Ungleichheit in vielen Ländern ist es an der Zeit, darüber nachzudenken, wie und wo wir neue Technologien einsetzen wollen und welche Auswirkungen sie auf Umwelt und Gesellschaft haben. Die Digitalisierung kann, davon bin ich überzeugt, einen positiven Beitrag hin zu einem besseren Klima leisten. Mit Smart Grids etwa wird eine intelligente Versorgungsstruktur für Energie geschaffen. Autonomes Fahren hat in Kombination mit einer intelligenten Verkehrssteuerung das Potenzial, den Straßenverkehr nachhaltiger und sicherer zu machen. In der Landwirtschaft helfen intelligente Sensoren, durch eine präzise Düngung und Wässerung Ressourcen einzusparen. Das sind nur ein paar Beispiele. Digitale Technologien geben uns schon heute die Instrumente an die Hand, um Umweltschutz, soziale Gerechtigkeit und Wirtschaftswachstum endlich zusammenzuführen.
