Cloud and Heat

Cloud & Heat: Weltrekord in Energieeffizienz! – Die neue Energierevolution?

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Die Klimaziele sind groß, das Wachstum an Rechenzentren ebenfalls. Die Welt muss in gut 30 Jahren klimaneutral werden. Wie beides zusammen funktionieren kann, zeigt das Unternehmen Cloud & Heat.

Diese Woche hatten wir das Privileg bei der Einweihungsfeier eines neuen Rechenzentrums von Cloud & Heat in Frankfurt dabei zu sein. Das Konzept ist dabei absolut einmalig und zeigt, wie eine Zukunft aussehen kann, in der Ökologie und digitales Wachstum in Einklang gebracht werden.

Das Wachstum von Rechenzentren geht durch die Decke 

Frankfurt ist mittlerweile nicht nur als Bankenstandort weltbekannt, sondern ist zu einem der digitalen Hubs in Europa geworden. Alle großen Cloud-Anbieter von Microsoft bis Amazon haben bereits große Rechenzentren in Frankfurt eröffnet. Die Rechenzentrumsfläche beträgt aktuell 450.000 m² und wird laut Prognose auf 600.000 m² bis 2020 ansteigen.

Frankfurt ist im Hinblick auf Datenverkehr schon jetzt der größte Internetknotenpunkt der Welt vor Amsterdam und London. Insgesamt gibt es 340 Internetknotenpunkte weltweit, 165 in Europa und 80 in Nordamerika.

Rechenzentren als bedeutender Teil der Wirtschaft

Die Zahl der direkt Beschäftigten in der Rechenzentrumsindustrie war 2014 mit 120.000 schon höher als die 105.000 Angestellten in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Dabei muss man sich vor Augen führen, dass die Digitalisierung mit autonom fahrenden Autos und das Internet der Dinge noch gar nicht richtig begonnen hat.

Bei Toyota geht man davon aus, dass allein schon die autonomen Fahrzeuge, die im Rahmen von Tests und Pilotprojekten im Jahr 2025 fahren werden, rund 10 Exabyte pro Monat untereinander und mit der Cloud austauschen. Das wird dann rund 10.000 mal mehr sein als heute.

Zusammengefasst heißt dies: Rechenzentren sind schon lange kein Randthema mehr für unsere Wirtschaft und werden auch in Zukunft noch an Bedeutung gewinnen.

Die Schattenseite des Wachstums

So schön dieses Wachstum für unsere Wirtschaft sein kann, so herausfordernd ist es für uns als Menschen. Schon jetzt übersteigt der Stromverbrauch der Rechenzentren in Frankfurt den Strombedarf des Frankfurter Flughafens. In Frankfurt werden zwei Milliarden Euro alleine für Energie ausgegeben.

Die circa 50.000 Rechenzentren in Deutschland verbrauchten in 2016 mehr als 11 Milliarden kWh  Strom. Bei durchschnittlich 4150 kWh Strom für einen 4-Personenhaushalt entspricht dies dem Verbrauch von 2,65 Millionen Haushalten. Bei 9,9 Millionen 4-Personen-Haushalten insgesamt, ist dies mehr als ein Viertel aller 4-Personen-Haushalte in Deutschland.

Rechenzentren verbrauchen so viel Strom wie 2,65 Millionen 4-Personen-Haushalte.

Es besteht daher ein großer Bedarf an innovativen Ideen, um sowohl das digitale Wachstum nicht zu bremsen und trotzdem den ökologischen Fußabdruck zu begrenzen.

Luftkühlung als Übeltäter

Wie gestaltet man nun das energieeffizienteste Rechenzentrum der Welt und was bedeutet Energieeffizienz für Rechenzentren überhaupt?

Die aktuell zentrale Zahl ist der PUE-Wert (Power-Usage-Effectiveness-Faktor). Er teilt schlicht den Gesamtenergiebedarf eines Rechenzentrums innerhalb seiner Grenzen durch den Energiebedarf, den die IT-Infrastruktur selbst benötigt.

Ein vereinfachtes Beispiel

Brauche ich für die Kühlung eines Serverschrankes 400 kWh und für den Serverschrank selbst 1000 kWh beträgt der PUE 1,4. Dieser ergibt sich aus 1400 kWh Gesamtenergiebedarf (1000 kWh für die IT + 400 kWh für den Rest) / 1000 kWh für die IT selbst. Folglich stellt ein PUE von 1,0 das perfekte Rechenzentrum hinsichtlich der Energieeffizienz dar, da ein Wert niedriger als eins nicht möglich ist.

Server sind vierfach heißer als eine Kochplatte

Am obigen Beispiel lässt sich schon erkennen, wo der Hund begraben liegt. Heutzutage ist Luftkühlung noch Standard, die zu PUEs von 1,4 führt. Die Server werden dabei belüftet und die Luft in einem Kreislauf durch Kühlanlagen heruntergekühlt.

Rechnet man die Fläche eines Servers herunter auf eine Kochplatte, sind diese viermal so heißt. Da ist es einleuchtend, dass einiges an Energie zur Kühlung benötigt wird.

Cloud & Heat: Mit PUE-Wert von 1,014 Weltrekord

Wasserkühlung als Geheimwaffe

Was man bei Porsche und im Automobilbereich schon vor Jahrzehnten verstanden hat, ist bei den Rechenzentren noch lange nicht angekommen. Wasser kann Wärme um den Faktor 3300 besser aufnehmen und 20-mal besser leiten als Luft. Da liegt es Nahe, sich diese Eigenschaften auch für die Kühlung der Server-Blades zu Nutze zu machen. Genau dies bietet die Firma Megware aus Dresden an.

Mit einem smarten Gesamtkonzept erstellt durch Cloud & Heat heißt dies Weltrekord mit einem PUE Wert von 1,014.

Level-2: Die nächste Stufe der Effizienz

Das Geniale an dem Konzept: Das nun aufgeheizte Wasser wird für die Beheizung von Gebäuden eingesetzt. Konkret können damit im Rechenzentrum in Frankfurt 40.000€ an Heizkosten pro Jahr eingespart werden, da ein Hotel und Restaurant im gleichen Gebäude mit der Serverabwärme versorgt werden. Vom Energiewert entspricht dies 150 Niedrigenergiehäusern.

PUE geht nicht weit genug

Das Problem an der derzeitigen Messung von Energieeffizienz: Die zentrale Kenngröße berücksichtigt nur Energie, die innerhalb des Rechenzentrums anfällt. Eine weitere Verwendung der Energie außerhalb des Rechenzentrums macht somit keinen Unterschied für die klassische Energieeffizienz.

ERE als neue Maßzahl

Es wird daher eine Kennzahl benötigt, die die Wiederverwendung der Energie berücksichtigt. Die ERE (Energy Reuse Effectiveness) ist daher die oben genannte veraltete Kennzahl minus der wiederverwendeten Energie. In einer perfekten Welt wäre diese null: Die komplette Gesamtenergie wird wiederverwendet. Im Rechenzentrum in Frankfurt von Cloud & Heat liegt diese aktuell bei maximal 0,621. Es wird daher fast 40% der erzeugten Energie wiederverwertet.

Cloud & Heat: Die nächste Energierevolution?

Ist Cloud & Heat nun die neue Energierevolution im Rechenzentrumsbereich? Unsere Antwort dazu lautet ganz klar: JAIN. Ja, da die Technologie erstmals darstellt, wie es gehen muss und vor allem, wie es gehen kann. Nein, da wie an den Zahlen im oberen Abschnitt zu sehen ist, Cloud & Heat eine Ameise im Rechenzentrums-Dschungel ist.

Startups als Motor für den Wandel

Was aber wichtig zu beachten ist: Startups verändern nicht zwangsläufig die Umstände, indem sie selbst unglaublich groß werden. Es ist zu wünschen, dass jedes Startup mit seinen neuen gelebten Werten maximal groß wird.

Allerdings wissen wir aus eigener Erfahrung: Je erfolgreicher ein Startup in seiner Nische wird, desto wahrscheinlicher ist es, dass große Akteure im Markt die Konzepte kopieren. Dies war bei unserem spezialisierten WordPress-Hosting nicht anders, wo viele Elemente 1,5 Jahre nach unserem Markteintritt von den Großen kopiert wurden.

Wir wünschen viel Erfolg!

Die Aufgabe von Startups ist es daher genau genommen, den Großen zu zeigen, wie es richtig geht und so relevant zu werden, dass andere beginnen, das Konzept zu kopieren. Genau dies wünschen wir Cloud & Heat! Von unserer Seite werden wir das System ausgiebig testen, um zu bewerten, ob es unseren hohen Anforderungen an Performance und Skalierung gerecht werden kann.

Was denkt ihr? Alles schön und gut, aber nur ein “nice to have”?

Eine zentrale Erfahrung aus unseren Sicht als Anbieter: Für die meisten Kunden spielt das Thema Energieeffizienz oder Ökostrom eine sehr untergeordnete Rolle.

Schauen wir uns an, wie häufig wir zum Thema Preis im Verhältnis zu Ökologie gefragt werden, ist dieses sicherlich 1000:1. Dies ist unglaublich schade, da wir uns stets an Kundenwünschen orientieren und bei einem Verhältnis von 1000:50 das Thema eine ganz andere Priorität erlangen würde.

Was denkst du?

Daher die Frage an dich: Was denkst du darüber? Wünschst du dir eine höhere Energieeffizienz von deinem Webhosting-Anbieter oder spielen andere Kriterien eine wichtigere Rolle? Ist es die Verantwortung des Anbieters sich darum zu bemühen oder sollten Konsumenten mehr Druck machen?

Ich freue mich natürlich über deine Kommentare zu dem Thema – hier oder auf Facebook – und eine spannende Diskussion.