Netto-Null Emissionen bis 2030. Realistisch oder nur Marketing? Microsoft will sogar CO₂ negativ sein bis 2030 und AWS hat Nachhaltigkeit in seine Leadership Principles aufgenommen. Gehen wir dem auf den Grund und finden heraus, ob die Cloud wirklich so nachhaltig ist.
Das sind starke Worte, wenn man bedenkt was die Rechenzentren für die Cloud an Strom verbrauchen. Die Rechenkomplexe in Irland haben zum Beispiel im Jahr 2023/2024 6.3 TWh verbraucht. Das sind 27.1% des gesamten Stromverbrauchs von Irland. In der Schweiz sind es im Moment ca 7%.
Wie effizient sind Rechenzentren wirklich?
Um die Effizienz von einem Rechenzentrum zu beurteilen, wird heute fast überall der PUE-Wert verwendet.
Diese beschreibt das Verhältnis des Gesamtenergieverbrauchs zu dem Energieverbrauch der IT Systeme. Je näher das Verhältnis der 1 kommt, desto effizienter ist das Rechenzentrum. Wenn wir die Historie anschauen, dann war der durchschnittliche PUE Wert im Jahre 2006 ca 2.5. Im Jahr 2021 war dieser bereits bei 1.57 was bedeutet, dass ca. 60% des Energieverbrauchs nun für das eigentliche Kerngeschäft aufgewendet wird.
Was macht ein Rechenzentrum effizient?
Hier wird auf der Vorderseite, wo die Server die kühle Luft ansaugen, einen möglichst luftdichten Gang gebaut. Dies sorgt für einen optimalen Luftstrom und ist viel effizienter, als den ganzen Raum zu kühlen. Man kann dies auch umkehren und den ganzen Raum kühlen und die warme Luft in den abgeschirmten Gang führen. Dies ist zwar weniger effizient aber einfacher um die Abwärme für einen Wärmeverbund zu nutzen.
- Optimierung der Kühltechnik
Der mit Abstand grösste Teil der Energie wird für die Kühlung der IT-Systeme verbraucht. Hier gibt es mehrere Ansätze. Einer davon ersetzt die Klimaanlagen durch Wasserkühlung, bei der die Wärme durch Verdunstung entzogen wird. Noch nachhaltiger wird es, wenn das System gesammeltes Regenwasser nutzt.
Aktuell wird ebenfalls viel in der Flüssigkeitskühlung und Immersionskühlung geforscht und umgesetzt. Bei der Flüssigkeitskühlung wird die Wärme von den CPUs und/oder GPUs mittels Flüssigkeit abtransportiert. Wasser leitet Wärme rund 25-mal besser als Luft, das steigert die Effizienz erheblich, doch treibt die Komplexität mit all den Wasserleitungen in die Höhe. Also, warum nicht den kompletten Server in Flüssigkeit einlegen? Dies nennt man dann Immersionskühlung.
- Abwärme nutzen
Wo Energie verbraucht wird, entsteht Wärme und diese kann zum Beispiel in einen Wärmeverbund eingespeist werden. Ein gutes Beispiel dafür ist das Rechenzentrum von Vantage in Winterthur und auch das von Digital Realty in Glattbrugg.
Insights
Aus erster Hand kann ich berichten, dass diese Themen extrem ernst genommen werden. Ich war an einem Testprojekt beteiligt, bei dem wir jeden Luftschlitz in den Cold Aisle Containment mit Spezialfolie verschlossen haben um zu evaluieren, wie viel Energie dies sparen wird. Der Energieverbrauch wird permanent überwacht und nach Lösungen gesucht, diesen zu optimieren.
Was wird sonst noch unternommen?
Trotz all den effizienzsteigernden Massnahmen, werden immer noch unvorstellbare Mengen an Energie verbraucht. Daher investieren viele in dieser Branche in erneuerbare Energien. In Irland wurde im Jahr 2024 etwa 42% des Energieverbrauchs aus erneuerbaren Energien gewonnen. Ein Teil davon wird von den Hyperscalern bezahlt und subventioniert. In der Schweiz macht Green es vor und deckt seine Rechenzentren mit Solarpanels ein. Besonders nachhaltige Rechenzentren sind in nördlichen Ländern zu finden, zum Beispiel Norwegen. Die kältere Umgebungsluft reduziert den Energieverbrauch der Kühlung erheblich.
Fazit – Nachhaltigkeit ja, aber nicht blind glauben
Das zeigt, dass die Hyperscaler wirklich daran arbeiten nachhaltiger zu sein. Nun, wir könnten dies ja aber auch On-Prem umsetzen? Theoretisch ja, aber in den meisten Fällen lohnt sich das finanziell nicht, den ganzen Aufwand auf sich zu nehmen. Zusätzlich bieten auch Cloudanbieter Lösungen an, die Unternehmen helfen können den CO₂-Ausstoss zu reduzieren.
Aus Sicht der Nachhaltigkeit ergibt der Weg in die Cloud meistens Sinn. Jedoch ist nicht alles Gold, was glänzt. Viele der grossen Anbieter kaufen immer noch CO₂ ein um ihre Bilanz aufzubessern und seit der KI-Boom Einzug hielt, müssen wohl neue Innovationen her um die ehrgeizigen Ziele zu erreichen, falls dies überhaupt möglich ist. Somit liegt die Wahrheit irgendwo zwischen Marketing und Realität.
Dieser Beitrag wurde mit Unterstützung von KI erstellt.
