Stromverbrauch mit Bundesmitteln senken

Der Strombedarf von Rechenzentren (RZ) ist erheblich und seit 2000 stark ansteigend (Abbildung 1). Er verursacht mit ca. zwei Prozent des weltweiten CO²-Ausstosses ebenso viele Treibhausgase wie der gesamte Luftverkehr. Gleichzeitig birgt die Branche jedoch ein deutliches Potenzial, den Strombedarf mit betrieblichen Massnahmen und Investitionen in effizienzsteigernde Verbesserungen auf der Infrastrukturseite massgeblich zu senken.

Problem Infrastruktur

Im Durchschnitt fällt rund die Hälfte des Stromverbrauchs von Rechenzentren für Raumkonditionierung, Wärmeabführung und unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) an. Anpassungen in diesen Bereichen können durchgeführt werden, ohne die Verfügbarkeit der IT-Prozesse zu gefährden. Somit können sowohl Kosten reduziert als auch der Stromverbrauch und damit der CO²-Ausstoss gesenkt werden.

Um den infrastrukturseitigen Strombedarf ihrer Rechenzentren zu reduzieren, hat der Bund das Förderprogramm «PUEDA» ausgeschrieben. Dem Programm steht insgesamt 1 Million Franken zur Verfügung, die zum grossen Teil in Form von Fördermitteln bis ins Jahr 2013 ausgeschüttet werden. Sowohl die Gesamtmenge an Fördergeldern als auch die Laufzeit des Förderprogramms sind begrenzt. Eine frühzeitige Anmeldung ist daher zu empfehlen. Die Trägerschaft des Förderprogramms PUEDA setzt sich aus den drei privaten Firmen Amstein+Walthert AG, TEP Energy GmbH und Jobst Willers Engineering AG zusammen, die sich zur ARGE LowEx-RZ zusammengeschlossen haben. Die ARGE hat das Förderprogramm entworfen und führt es im Rahmen der wettbewerblichen Ausschreibungen für Effizienzmassnahmen des Bundesamtes für Energie (BFE) in den Jahren 2011 bis 2013 durch.

Messwert

Die Schweiz ist ein attraktiver Standort für den Betrieb von Rechenzentren. Dies zeigt die hohe Anzahl an derzeit geplanten oder sich im Bau befindlichen Rechenzentren (Abbildung 2). Aufgrund der stetig steigenden Anforderungen an Rechenzentren in Bezug auf Rechenleistung, Speicherkapazität, Zuverlässigkeit und Sicherheit steigt der Strombedarf dieser Einrichtungen kontinuierlich an. Auf die Infrastruktur (Kühlung, Wärmeabführung und USV) entfällt dabei ein grosser Teil des Gesamtstrombedarfs. So beträgt der Strombedarf für die Infrastruktur bis zu 250 Prozent des eigentlichen IT-Strombedarfs. Um die Stromeffizienz eines Rechenzentrums in Bezug auf dessen Infrastruktur zu bestimmen, wird heute als Messwert zumeist der Power Usage Effectiveness (PUE) verwendet.

Der PUE hat sich als international anerkannter Messwert für die Energieeffizienz von Rechenzentren etabliert. Eingeführt wurde der PUE von «The Green Grid», einem globalen Verband von IT-Firmen. Der PUE ist definiert als das Verhältnis des gesamten elektrischen Energieverbrauchs des Rechenzentrums (IT-Geräte plus Infrastrukturkomponenten) zum elektrischen Energieverbrauch der IT-Geräte allein (The Green Grid, 2009).

Der PUE kann Werte gleich oder grösser 1.0 erreichen. Ein PUE von 1.0 impliziert 100 Prozent Effizienz. Je näher der PUE bei 1.0 liegt, desto kleiner ist der Anteil der Infrastrukturkomponenten (Lüftung, Kühlung, USV, Licht) am Gesamtstromverbrauch des Rechenzentrums. Eine Studie von The Green Grid aus dem Jahr 2009 berücksichtigt Daten von rund 60 Rechenzentren und hat einen mittleren PUE-Wert von etwa 2.0 ergeben. Eine weitere Studie des EPA (US Environmental Protection Agency) auch aus dem Jahr 2009 zeigt für den mittleren PUE von rund 100 Rechenzentren mit ca. 1.9 einen ähnlichen Wert und gleichzeitig grosse Unterschiede mit einem PUE-Bereich zwischen ca. 1.2 bis über 3.5. Ein PUE von 2.0 bedeutet, dass der Anteil der Infrastruktur am Gesamtstromverbrauch rund 50 Prozent beträgt.