Umgang mit den Umweltauswirkungen des Rechenzentrums

Sie haben vielleicht die jüngsten Nachrichten gesehen, dass Thames Water eine Untersuchung zu den Auswirkungen von Rechenzentren auf die Wasserversorgung in und um London gestartet hat, als es seinen 15 Millionen Kunden in einem von Dürre betroffenen Gebiet ein Schlauchrohrverbot auferlegte.

Die Gewährleistung einer nachhaltigen Rechenzentrumsbranche steht für Rechenzentrumsanbieter seit langem ganz oben auf der Agenda, da sie hart daran arbeiten, Strom und Wasser verantwortungsvoll zu nutzen. Tatsächlich engagieren sich Unternehmen in diesem Sektor für innovative Nachhaltigkeits- und erneuerbare Strategien, zu denen „grüne“ erneuerbare Energiequellen, Regenwassernutzung, wasserfreie Kühlsysteme, Recycling, Abfallmanagement und mehr gehören.

Warum sind Rechenzentren so wichtig?

Rechenzentren spielen eine grundlegende Rolle in unserer Gesellschaft und digitalen Wirtschaft – sie sind letztlich die physische Manifestation der Digitalisierung unserer Wirtschaft und für das tägliche Geschäft unerlässlich. Alles, was online passiert, ist in einem Rechenzentrum untergebracht, und ohne diese physischen Einrichtungen könnten Unternehmen und Gesellschaften einfach nicht funktionieren. Es ist keine Übertreibung zu sagen, dass alle Bereiche menschlicher Aktivitäten – von Energie, Beleuchtung, Telekommunikation und Internet bis hin zu Verkehr, Finanzsystemen, öffentlicher Gesundheit und Unterhaltung – auf diese Infrastruktur angewiesen sind. 

Es ist daher keine Überraschung, dass die Nachfrage nach Online-Computing und -Diensten rund um die Uhr in den letzten 24 Jahren exponentiell gestiegen ist und in den letzten fünf Jahren sogar noch schneller. Und Rechenzentren sind die effizienteste Art, alle Technologien, auf die wir uns heute verlassen, mit Strom zu versorgen. Sie sind große, effiziente, gut geführte Einrichtungen, die mit erneuerbarer Energie betrieben werden und umweltfreundlicher sind als kleine, ineffiziente Serverräume, die in Geschäftsgebäuden im ganzen Land zu finden sind. 

Daher die Einstufung von Rechenzentren als „kritische nationale Infrastruktur“ im Vereinigten Königreich, was bedeutet, dass sie für das Funktionieren der Gesellschaft unerlässlich sind, wobei die Regierung Rechenzentrumsingenieure während der Pandemie zu Schlüsselkräften bestimmt. 

techUK berichtet, dass der Rechenzentrumssektor einer der größten Märkte der Welt und eine echte britische Erfolgsgeschichte ist; führend in Bezug auf Technologie und Know-how und jährliches Wachstum. Jedes neue Rechenzentrum trägt zwischen 397 Mio. £ und 436 Mio. £ Bruttowertschöpfung (BWS) pro Jahr zur britischen Wirtschaft bei und stellt eine erhebliche Investition dar.

Wie und warum verbrauchen Rechenzentren Strom und Wasser? Und wie stellen sie sicher, dass sie ihren Umweltverpflichtungen nachkommen?

Wie nutzen Rechenzentren Wasser?

Damit Rechenzentren effizient arbeiten, sind effektive Kühlsysteme unerlässlich, um optimale Bedingungen in Bezug auf Temperatur und Luftfeuchtigkeit aufrechtzuerhalten. Dies hilft sicherzustellen, dass die IT-Hardware in Rechenzentren zuverlässig arbeitet und länger hält, wodurch der Bedarf an mehr Ressourcen zum Auffüllen der IT-Hardware reduziert wird. Alle IT-Geräte erzeugen Wärme aus dem Strom, den sie verbrauchen, und diese Wärme muss kontrolliert werden, damit die Geräte funktionieren und nicht überhitzen. Heutzutage setzen immer mehr Anbieter auf Kaltwassersysteme als wirtschaftliche und effiziente Möglichkeit, die Kühlung aufrechtzuerhalten. Die gute Nachricht ist, dass Kaltwasserkühlung sowohl effektiv als auch effizient ist. 

Wichtig ist, dass das für Kühlsysteme verwendete Wasser oft nachhaltig gewonnen wird, aus Bohrlöchern oder aus verunreinigtem Wasser: Dies ist NICHT die gleiche Versorgung, auf die wir uns für den Haushaltsgebrauch verlassen. Tatsächlich arbeitet Thames Water bereits eng mit Rechenzentrumsanbietern zusammen, um die Möglichkeit zu prüfen, „Rohwasser“ zur vollständigen Kühlung ihrer Anlagen zu verwenden. Die Rechenzentrumsbranche hat die Bedeutung des Wasserverbrauchs schon lange erkannt, und The Green Grid hat die Metrik Water Usage Effectiveness (WUE) entwickelt, damit Rechenzentren messen können, wie viel Wasser eine Einrichtung zum Kühlen verbraucht. 

Zweitens nutzen die meisten großen Rechenzentren Kaltwassersysteme mit „geschlossenem Kreislauf“. Dies bedeutet, dass während des Baus Wasser in das System eingefüllt wird und dann kontinuierlich innerhalb einer Anlage zirkuliert, anstatt dass ständig neues Wasser in das Gebäude gepumpt werden muss. Ein großes Rechenzentrum wird zunächst mit rund 360,000 Litern Wasser gefüllt, was dem Äquivalent eines 25-Meter-Schwimmbeckens entspricht. Angesichts der Tatsache, dass dieses Wasser als „Transportmedium“ für Wärme und nicht verbraucht wird und die durchschnittliche Lebensdauer eines Rechenzentrums bei über 15 Jahren liegt, ist dies eine unglaublich effiziente Wassernutzung.  

Drittens ist die adiabatische Kühlung, die Frischwasser erfordert, energieeffizienter und bietet daher andere Vorteile. Die adiabatische Kühlung macht einen relativ kleinen Prozentsatz der gesamten Kühlinfrastruktur im Vereinigten Königreich aus, und der Sektor sucht zunehmend nach alternativen Wasserquellen, ohne die Hauptversorgung zu beeinträchtigen.  

Wie viel Energie verbrauchen Rechenzentren wirklich?

Sie haben wahrscheinlich gelesen, dass Rechenzentren große Stromverbraucher sind, und obwohl dies wahr ist, handelt es sich um einen weiteren Bereich, in dem erhebliche Fortschritte im Umweltschutz erzielt wurden. Beispielsweise hat die Fähigkeit von Rechenzentrumsanbietern, erneuerbare Energiequellen zu nutzen, im Streben der Branche nach einer nachhaltigen Zukunft eine entscheidende Rolle gespielt. In den VIRTUS-Rechenzentren nutzen wir zu 100 Prozent zertifizierte erneuerbare Energie aus Quellen wie Wasserkraft, Wind und Sonne. Und erfreulicherweise ist erneuerbare Energie mittlerweile nicht nur erschwinglicher als fossile Brennstoffe, sondern auch zuverlässiger. VIRTUS ist seit 2013 ein Nutzer erneuerbarer Energien und verfügt über langfristige Verträge, um dieses Engagement aufrechtzuerhalten. Viele Rechenzentrumsbetreiber schließen mittlerweile auch Stromabnahmeverträge (Power Purchase Agreements, PPAs) mit Betreibern erneuerbarer Energien ab, um die Verfügbarkeit erneuerbarer Energien zu erhöhen und die Netto-Null-Verpflichtung der britischen Regierung zu unterstützen. 

Auch Innovationen wie „dunkle Rechenzentren“ waren wichtig – wo Strom (einschließlich Beleuchtung) nur nach Bedarf verwendet wird. Die meisten Rechenzentren haben Anwesenheitssensoren in den Datenräumen und schalten das Licht nur dann automatisch aus und ein, wenn Personen anwesend sind. Die aktuelle Forschung und Entwicklung von Rechenzentrumsanbietern umfasst die Untersuchung alternativer Brennstoffquellen, die verwendet werden könnten. Beispielsweise hat die Verwendung von mit Wasserstoff behandeltem Pflanzenöl anstelle von Diesel in Generatoren das Potenzial, die Kohlenstoffemissionen um bis zu 90 % zu reduzieren – sowie die Schwefeldioxidemissionen zu eliminieren und schädliche Stickoxide zu reduzieren. Wasserstoff-Brennstoffzellen sind eine weitere aufstrebende Technologie zur Bereitstellung von Standby-Strom und können, obwohl sie noch nicht auf die von einem großen Rechenzentrum benötigten Werte skalierbar sind, taktisch in Neubauten eingesetzt werden – beispielsweise zur Unterstützung der Bürobereiche. Es ist jedoch wichtig zu bedenken, dass Generatoren nur als Backup verwendet werden, falls der Netzstrom nicht verfügbar ist; Wir haben in Großbritannien das Glück, ein sehr stabiles Stromnetz zu haben. Unter Berücksichtigung begrenzter monatlicher Starttests, um die Funktionalität ohne Netzausfall sicherzustellen, werden die Generatoren etwa 2 Stunden pro Jahr betrieben. Investitionen in Rechenzentren führen auch zu Netzverbesserungen, wobei Rechenzentren häufig direkt die zusätzlichen Ressourcen finanzieren, die erforderlich sind, wie z. B. Umspannwerke, um die erforderliche Leistung zu liefern. Die Branche hat auch eine langfristige Planungsstrategie, um sicherzustellen, dass Kapazitäten verfügbar sind, sodass die zukünftige Stromversorgung im Voraus gesichert ist, um Konflikte mit lokalen Anforderungen zu begrenzen. 

All diese Fortschritte werden deutlich, wenn wir uns die Statistiken ansehen. Derzeit schätzen viele Experten, dass die Datenspeicherung und -übertragung zu und von Rechenzentren 1 Prozent des weltweiten Stroms verbraucht. Doch dieser Anteil hat sich seit 2010 kaum verändert, obwohl sich die Zahl der Internetnutzer verdoppelt und der weltweite Internetverkehr seitdem um das 15-fache gestiegen ist. Rechenzentren sind frühe Anwender technologischer Verbesserungen, sowohl bei den Anlagen, die zum Betrieb der Standorte verwendet werden, als auch bei Fortschritten in der IT wie High Performance Compute (HPC oder Supercomputing). Dabei werden intensive Workloads auf einer kleineren Anzahl aggregierter leistungsstarker Prozessoren ausgeführt, um komplexe Workloads möglichst effizient auszuführen, und nicht auf vielen kleineren Servern. Allein diese aussagekräftige Statistik zeigt die erheblichen Fortschritte im Umweltbereich, die erzielt wurden. 

Eine gemeinsame Anstrengung

Eine gute Möglichkeit, öffentlich rechenschaftspflichtig zu sein und Nachhaltigkeitsbemühungen zu demonstrieren, besteht darin, Zertifizierungen zu erhalten, die eine Überprüfung der Nachhaltigkeitsnachweise durch Dritte bieten. Die Environmental Assessment Method (oder BREEAM) und Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) des Building Research Establishment sind beides Nachhaltigkeitsbewertungssysteme für die gebaute Umwelt, während sie auch den Lebenszyklus eines Gebäudes betrachten, vom Konzept und Design bis zum Bau, Betrieb und Wartung. 

Weitere Nachhaltigkeitsstandards sind ISO 50001 für Energiemanagement und ISO 14001 für Umweltmanagement. Diese bieten einen klaren Rahmen, der es den Anbietern ermöglicht, ihre Wirksamkeit im Hinblick auf grüne Ambitionen kontinuierlich gründlich zu überprüfen. SS 564 ist ein weiteres Beispiel, das Anbietern die Bewertung der Energieeffizienz ihres Rechenzentrums ermöglicht und einen anerkannten Rahmen sowie eine logische und konsistente Methodik bietet, um eine kontinuierliche Verbesserung ihrer Einrichtungen zu erreichen. Zertifizierungen wie diese beweisen, dass einige Rechenzentrumsgebäude zu den effizientesten Gebäuden im Vereinigten Königreich gehören. 

Power Usage Effectiveness (PUE) ist eine weitere Möglichkeit, Effizienz (und/oder Nachhaltigkeit) nachzuweisen. Dabei handelt es sich um eine Kennzahl zur Bestimmung der Energieeffizienz eines Rechenzentrums. Der PUE wird ermittelt, indem die Gesamtenergiemenge, die in ein Rechenzentrum gelangt, durch die Energie dividiert wird, die für den Betrieb der IT-Ausrüstung darin verbraucht wird. Die PUE- und WUE-Werte sinken weiterhin von durchschnittlich 1.6 vor zehn Jahren auf heute zwischen 1.2 und 1.3, wobei neue Einrichtungen eine Vorreiterrolle spielen. Die Branche strebt einen PUE-Wert von 1.0 an, der zeigt, dass der gesamte in einer Einrichtung verbrauchte Strom für die IT-Ausrüstung bestimmt ist. Bei VIRTUS erreichen wir in unserem gesamten Unternehmen unterschiedliche PUE-Werte, die laut der jährlichen Umfrage des Uptime Institute alle deutlich unter dem Durchschnitt von 2020 für 1.58 liegen. 

Natürlich ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass der Strom- und Wasserverbrauch nicht von Natur aus schlecht ist. Elektroautos brauchen zum Beispiel Strom, um zu fahren, sind aber deutlich weniger umweltschädlich als Verbrennungsmotoren. 

Einige Rechenzentrumsanbieter treiben den Wandel voran und gehen mit gutem Beispiel voran, indem sie anderen Sektoren zeigen, dass es möglich ist, selbst die energieintensivste Branche „grüner“ zu machen, indem man die klügsten Köpfe und modernste Technologie nutzt. Durch die Beschaffung der nachhaltigsten Materialien und Technologien für die Gestaltung und Wartung dieser energieintensiven Hubs können Anbieter ihre Rechenzentren auf intelligente und saubere Weise betreiben und sicherstellen, dass ihre Auswirkungen auf die Umwelt minimiert werden, während der Datenverbrauch weiterhin floriert, aber dennoch Verantwortung übernehmen , Zuverlässigkeit und Belastbarkeit. 

Bei VIRTUS sind wir bestrebt, unsere Arbeit als Organisation und mit der gesamten Branche fortzusetzen, um ehrgeizige grüne Verpflichtungen zu erfüllen. Wir legen großen Wert auf Nachhaltigkeit und haben seit langem die Notwendigkeit erkannt, effizientere Rechenzentren mit immer niedrigeren PUE- und WUE-Designs zu bauen, um sicherzustellen, dass wir unseren Kunden den richtigen Service zu den richtigen Kosten mit den entsprechenden Werten bieten Zuverlässigkeit und Effizienz, die sie bei ihren eigenen Nachhaltigkeitsprogrammen erwarten. Wir investieren weiterhin, entwickeln Innovationen und erweitern unsere Sicht auf das Rechenzentrum im Hinblick auf Nachhaltigkeit, von den CO2030-Auswirkungen des physischen Baus der Gebäude bis hin zur Art und Weise, wie wir natürliche Ressourcen wie Regenwassernutzung und Grundwasserleiter für den Zugang zu natürlichen Ressourcen nutzen Wasserressourcen und sogar lebende Mauern an der Außenseite unserer Rechenzentren, die unser Ziel unterstützen, bis XNUMX Netto-Null zu sein.