Digitalisierung nachhaltiger gestalten - mit weniger Watt

Wie intelligente IT- und Kommunikationslösungen helfen können, den CO2-Fußabdruck von Netzwerken und Rechenzentren zu verkleinern.

Die Vereinten Nationen haben das Klimaziel vorgegeben: weltweite CO2-Neutralität bis 2050. Davon betroffen sind auch digitale Lösungen und Prozesse, denn sie brauchen leistungsfähige Kommunikationsnetze, um reibungslos zu funktionieren - und diese erfordern immer mehr Rechenkapazität. Die fortschreitende Digitalisierung durch mobile Apps, Internet of Things und Virtual Reality soll und darf die Umwelt aber nicht noch mehr belasten. Nur wie kann das gelingen, wenn immer mehr Daten zu verarbeiten und zu speichern sind? Die Nachhaltigkeit von digitalen Lösungen steht darum auf dem Prüfstand: Können sie wirklich helfen, ressourcenschonender zu arbeiten oder vergrößern sie den CO2-Fußabdruck von Netzbetreibern und Rechenzentren?

Zum Thema Digitalisierung und Nachhaltigkeit gibt es bereits viele Untersuchungen. Wichtige Erkenntnisse sind etwa, dass sich mit digitalem Dokumentenmanagement der Papierverbrauch senken lässt, Videokonferenzen Geschäftsreisen ersetzen können und Pendler durch Home-Office-Regelungen viele Fahrten einsparen und so CO2-Emissionen reduzieren.

Netze energieeffizienter machen
Andererseits ist unumstritten, dass die Digitalisierung von immer mehr Lebensbereichen zusätzliche Energie und Ressourcen erfordert und verbraucht. Ob smarte Kühlschränke, vernetzte Fahrzeuge oder ressourcenhungrige Streaming-Plattformen: Es braucht leistungsfähigere Netze, um die steigenden Datenmengen schnell übertragen zu können. Die Netzbetreiber stehen daher vor zwei Herausforderungen: den Energieverbrauch der Netze zu senken und die Energieeffizienz pro Bit zu optimieren.

Wer Netze nachhaltiger aufbauen bzw. über den gesamten Lebenszyklus hinweg energieeffizienter gestalten möchte, muss jeden Aspekt beim Ende-zu-Ende-Netzdesign berücksichtigen. Viele führende Anbieter integrieren dazu KI-Technologien in ihre Netzlösungen -denn durch automatisierte Betriebs- und Wartungsabläufe verkleinert sich der CO2-Fußabdruck.

Brancheninitiativen und Politik ziehen an einem Strang
Neben den Netzwerken stehen auch die Rechenzentren im Fokus der Überlegungen. So hat die Politik bereits reagiert: Im Koalitionsvertrag der Bundesregierung ist eine stärkere Ausrichtung der Rechenzentren auf ökologische Nachhaltigkeit und Klimaschutz vorgesehen. So sollen zum Beispiel mit der Abwärme öffentliche Einrichtungen wie Schwimmbäder oder Bürogebäude beheizt werden. Die übergeordnete Zielsetzung lautet, dass bis 2027 alle neuen Rechenzentren klimaneutral laufen.

Da setzt auch der "Pakt für klimaneutrale Rechenzentren" des Internetverband Eco an: Die Initiative wurde letztes Jahr zusammen mit diversen europäischen Cloud-Anbietern und Rechenzentrumsbetreibern gestartet und hat zum Ziel, durch Selbstregulierung alle Rechenzentren in Europa bis 2030 klimaneutral zu bekommen - denn hier schlummert viel Potenzial. So hat das Borderstep Institut ermittelt, dass allein in Deutschland der Energiebedarf von Rechenzentren und kleineren IT-Installationen zwischen 2010 und 2020 jährlich von 10,5 auf 16 Milliarden Kilowattstunden gewachsen ist. Zur Orientierung: Das waren 2020 hierzulande 0,6 Prozent des Gesamtenergieverbrauchs - Tendenz steigend.

Modulare Data-Center-Lösungen
Die Anforderungen an Rechenzentren in Sachen Nachhaltigkeit sind also klar: Sie sollen über ihren gesamten Lebenszyklus Energie einsparen, sprich von der Errichtung bis zur Wartung. Einige Anbieter haben sich dieser Herausforderung angenommen und modulare Data-Center-Lösungen entwickelt, die sowohl beim Umweltschutz als auch bei der Leistungsfähigkeit punkten. Sogar bei der Bauzeit der Rechenzentren bringt ein derartiges Rechenzentrumskonzept Vorteile: da Konfiguration und Montage viel Flexibilität bieten, lassen sich die Gebäude schneller errichten und ausbauen, sprich Kosten einsparen.

Auf Nachhaltigkeit zahlen sich derartige Lösungen nach dem Motto "More Bits, less Wats" gleich in mehreren Bereichen ein: bei der Architektur, der Kühlung, bei Betrieb und Wartung sowie der Stromversorgung.

Bauzeitverkürzung und Reduzierung von Wasserverbrauch & Abfall
Mit der modularen Bauweise lässt sich ein Rechenzentrum in weniger als sechs Monaten errichten (normalerweise mehr als 18 Monate) und sowohl der Wasserverbrauch als auch die Abfallmenge um bis zu 80 Prozent verringern.

Optimierung des PUE-Werts (Power Usage Effectiveness)
Zu den großen Stromfressern in Rechenzentren zählt die Klimatisierung. Darum setzt die Huawei-Lösung hier gleich zweifach an: einerseits mit der digitalen iCooling-Technologie, andererseits mit einer indirekten Verdunstungskühlungslösung, die die Verwendung freier Kühlquellen optimiert. Beides zusammen verbessert den PUE-Wert erheblich.

Kostensenkung durch Einsatz Künstlicher Intelligenz
Bis zu 35 Prozent der Betriebs- und Wartungskosten lassen sich durch Automatisierung mittels integrierter KI-Funktionen einsparen. Zudem kann die Ressourcennutzung durch smartes Kapazitätsmanagement um rund 20 Prozent optimiert werden.

Sicherer Betrieb durch unterbrechungsfreie Stromversorgung und KI-basierte Wartung
Durch effiziente USV (Unterbrechungsfreie Stromversorgung), die Verwendung von Lithium- statt Blei-Säure-Batterien und den Einsatz von Künstlicher Intelligenz bei der Wartung lässt sich das gesamte Stromversorgungs- und -verteilungssystem nachhaltiger gestalten. Es ist zudem besser zu verwalten und garantiert, dass das Rechenzentrum zuverlässig und sicher läuft.