Nachahmen erwünscht

In den vergangenen Monaten häuften sich die Meldungen über RZ-Eröffnungen großer Provider und IT-Anbieter. Die letzte stammte von dem IT-Dienstleister BT, der in Kürze in Frankfurt am Main ein neues Rechenzentrum eröffnen will. Der Standort im Stadtteil Sossenheim soll die bereits bestehenden Rechenzentren in München und Frankfurt ergänzen, eine Serverfläche von bis zu 5.000 qm bieten und einen PUE-Wert (Power Usage Effectiveness) von 1,3 erreichen. Dies bedeutet, dass für ein Watt IT-Leistung 0,3 Watt zusätzliche Energie, beispielsweise für Notstromversorgung und Kühlung, verbraucht werden. Bei herkömmlichen Rechenzentren sind derzeit Werte von 2,0 und mehr üblich.

Ebenfalls im März gab Dell bekannt, am Standort Halle (Saale) ein neues Rechenzentrum speziell für IT-Outsourcing- und Cloud-Services zu errichten. Das neue Datacenter soll seinen Betrieb voraussichtlich in der zweiten Jahreshälfte 2012 aufnehmen. Nicht zuletzt eröffnete der Hostingspezialist IP Exchange Anfang März in München nach eigenen Angaben „eines der modernsten und energieeffizientesten Rechenzentren im süddeutschen Raum“. Konkurrenz erhält man dabei von dem Serviceprovider IGN GmbH (siehe Interview S. XX). Dieser eröffnete bereits Anfang Februar im Münchener Stadtteil Obergiesing ein Rechenzentrum mit einem – nach eigenen Angaben – PUE-Wert von 1,2. Den geringen Energieverbrauch für den Betrieb der Infrastruktur erziele man u.a. durch die Nutzung von Grundwasser für die Klimatisierung.

Die angeführten Vorzeigeprojekte rühmen sich vor allem mit dem Erreichen einer höheren Energieeffizienz im Rechenzentrum. Dabei kochen die Branchengrößen nur mit Wasser und nutzen Methoden bzw. Technologien, die auch in sämtlichen hiesigen Rechenzentren Anwendung finden könnten. So kann man den Energieverbrauch mit der inzwischen weit verbreiteten Methode der freien Kühlung deutlich senken. Doch auch andere Maßnahmen klingen vielversprechend. „Der konsequente nächste Schritt ist die Einhausung der Kalt-Warm-Gänge, um so die kalte Luft gezielt an die Systeme zu leiten. Kalte und warme Luft werden getrennt, Leistungen bis zu 8 KW können nur mit Luft abgefahren werden“, erklärt Birger T. Aasland, Geschäftsführer bei Arvato Systems. Doch nicht nur strikt getrennte Luftströme sorgen für einen geringeren Energieverbrauch. „Eine einfache, aber sehr wirksame Maßnahme ist allein schon, die Serverräume nicht unnötig weit abzukühlen“, meint Robert Hoffmann, Vorstandssprecher bei der 1&1 Internet AG in Montabaur. Denn im Unterschied zu früher sei die heutige Technik deutlich temperaturrobuster. Diesen Fortschritt können sich RZ-Betreiber zunutze machen, indem sie die maximal zulässigen Wärmewerte der elektronischen Komponenten voll ausschöpfen.

Überdies wird laut Thorsten Grosse, Geschäftsführer bei IP Exchange am Standort Nürnberg, bei der Klimatisierung häufig die Isolierung von Gebäude und Klimaverrohrung unterschätzt. Ebenso wie bei Wohngebäuden spiele hier der K-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient) eine entscheidende Rolle. Darüber hinaus lohnt es sich, so Grosse, über den Einsatz effizienter Netzteile nachzudenken. Denn weniger Verlustleistung bedeutet insgesamt eine geringere Erwärmung der Rechenzentren und reduziert damit auch den Kühlaufwand.

Geothermie und Meerwasserkühlung

Geht es um die Kühlung von Rechenzentren machen zunehmend Technologien wie Geothermie sowie die Kühlung mit Grund- oder Meerwasser von sich reden. „Bei letzterem wird in den Kühlanlagen an Stelle von Luft bzw. Kältemittel mit Meerwasser bzw. mit den niedrigeren Temperaturen in der oberflächennahen Erdschicht gekühlt“, erklärt Patrick Pulvermüller, Geschäftsführer bei Host Europe. Eine Kühlung mit Meerwasser ist seiner Meinung nach eine kostengünstige und bewährte Alternative, wenn ein Rechenzentrum direkten Zugang zum Meer hat – und nicht in einem Erdbeben- und Tsunamigebiet liegt. Speziell zur Kühlung mit Grundwasser, schiebt Thorsten Grosse von IP Exchange einen Einwand hinterher: „Ob eine Kühlung durch Grundwasser ökologisch tatsächlich sinnvoll ist, bleibt angesichts knapper werdender Trinkwasserressourcen allerdings fraglich.“

Bei der geothermischen Kühlung zirkuliert ein Wasser-Glykol-Gemisch in einem geschlossenen Kreislauf, das in der Erde heruntergekühlt wird. „Diese Anlagen befinden sich noch in der Erprobungsphase – und werden auf lange Sicht keine Relevanz im Markt haben, da sie eine Flüssigkeitskühlung der Server voraussetzen und enorme Investitionen für die Bohrung der Erdsonden erfordern. Zudem ist diese Technologie für größere und bereits existierende Rechenzentren mit luftgekühlten Racks ungeeignet“, so Patrick Pulvermüller. Ähnliche Bedenken äußert Markus Ecke, Geschäftsführer bei E-Shelter Facility Services: „Die thermische Kälteerzeugung durch Erdwärme erfolgt mittels Absorptionskältemaschinen (AKM). Diese benötigen jedoch eine Temperatur von mindestens plus 85°.“ Und nicht zuletzt zeigt sich auch Thorsten Grosse skeptisch. Denn seiner Ansicht nach ist der initiale Aufwand für die Installation einer Kühlung durch Erdwärme, die nach dem Wärmetauschprinzip funktioniert, verhältnismäßig zu hoch.

Dass sich der Einsatz beider Methoden in bestimmen Fällen dennoch lohnen kann, beweist Guy Ruddock, Vice President Operations bei Colt Data Centre Services: „In unserer jüngst vorgestellten Anlage in Island nutzen wir sowohl Erdwärme als auch Wasserkraft. Sie bilden dort die Energiequellen, über die das Rechenzentrum betrieben bzw. mit dem daraus gewonnenen Strom versorgt wird. Für die Kühlung selbst wird dabei keine Energiezufuhr benötigt, da die klimatischen Bedingungen eine ganzjährige freie Kühlung ermöglichen.“

Serverschränke nicht überladen

Doch nicht nur hinsichtlich der Klimatisierung lässt sich an der Energiekostenschraube drehen. Andere RZ-Komponenten versprechen ähnliches Potential, man nehme das Beispiel der USV-Anlagen: Bei älteren Anlagen lag der Wirkungsgrad bei ca. 80 Prozent, der Rest wurde in Wärme umgesetzt. Das es auch anders geht, erklärt Birger T. Aasland: „Wir setzen auf neueste USV-Anlagen, die durch die IGBT-Technologie (Insulated Gate Bipolar Transistor) keine Verlustleistung durch Netzfilter aufweisen und so einen höheren Wirkungsgrad von bis zu 98,7 Prozent erzielen. Die geringere Abwärme spart dann natürlich bei der Kühlung der Anlage.“

Desweiteren erschweren beispielsweise sowohl zu volle als auch zu leere Serverschränke die Kühlung. „Die Racks sollten immer relativ gleichmäßig bestückt sein, um etwa das Entstehen von Hotspots bzw. Wärmenestern zu verhindern“, empfiehlt Robert Hoffmann von 1&1 Internet. Wird die kalte Zuluft durch einen Hohlraum im Boden zu den Rechnern geführt, sei es zudem ratsam, den Lüftungsweg nicht unnötig mit Rohrleitungen oder Kabeln zu verstopfen. Nicht zuletzt verweist Guy Ruddock von Colt auf die Verwendung besonderer Lichtquellen: „Man erreicht mehr Energieeffizienz im Rechenzentrum, indem man sensorgesteuerte Beleuchtungssysteme verwendet, die mit Leuchtstofflampen mit hohem Wirkungsgrad sowie mit Passiv-Infrarot-Beleuchtung (PIR) arbeiten.“

Ökostrom immer beliebter?

Neben den Bemühungen um einen effizienteren RZ-Betrieb, steigt auch das Interesse an der Versorgung mit Ökostrom. „Wir bieten unseren Kunden an jedem RZ-Standort die Möglichkeit, Strom aus erneuerbaren Energien zu beziehen“, berichtet Markus Ecke von E-Shelter. Einige Standorte seien dabei bereits zu 100 Prozent auf zertifizierten Grünstrom umgestellt, in anderen wachse der Anteil stetig. Ähnlich äußert sich Birger T. Aasland von Arvato Systems: „Steigende Energiekosten werden immer mehr zum wirtschaftlichen Faktor für die Rechenzentrumsbetreiber, die Kunden gleichzeitig aber auch sensibler.“ Daher müsse sich jeder Betreiber mit diesem Thema befassen. Bei dem in Gütersloh ansässigen Anbieter fängt das Thema erneuerbar Energie bei den Zulieferern an: „Unser Energielieferant erzeugt 18 Prozent seines Stroms in einer umweltverträglichen Koppelproduktion“, so Aasland. Darüber hinaus tausche man sich über das „LEEN-Programm“ des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) ständig mit anderen Unternehmen zum Thema erneuerbare Energien für das Rechenzentrum aus.

Einen Schritt weiter geht Patrick Pulvermüller. Er lässt sich zu der gewagten These hinreißen, dass „alle relevanten Hosting-Anbieter in Deutschland ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energiequellen einsetzen“. Dass es damit gar nicht so falsch liegt, bestätigt das Beispiel von 1&1. „Denn der Strom für die mehr als 15.000 Server in unserem Hochleistungsrechenzentrum in Karlsruhe stammt aus einem norwegischen Wasserkraftwerk“, berichtet Robert Hoffmann. Er räumt jedoch ein, dass – die Hosting-Anbieter ausgenommen – eine Nutzung von Ökostrom in hiesigen Rechenzentren eher selten zum Tragen kommt. „Experten schätzen, dass im besten Fall 25 Prozent des Strombedarfs der deutschen Rechenzentren aus erneuerbaren Energien gedeckt werden“, so Robert Hoffmann.

Der perfekte RZ-Standort

Colt betreibt ein Rechenzentrum in Island, Microsoft in Irland und Hosting-Spezialist OVH im Norden Frankreichs. Doch gibt es eigentlich den optimalen Standort für ein Rechenzentrum? „Unserer Erfahrung nach, eignen sich die gemäßigten Klimazonen besonders gut für den Betrieb von Rechenzentren“, erklärt Germain Masse, Verantwortlicher der Datacenter bei OVH. Dabei findet sich das ideale Klima typischerweise nördlich des 45. Breitengrades: im Norden der USA, in Kanada, Deutschland, Polen, der Benelux-Region etc. Anders als für Germain Masse ist für Klaus Rudolph, Geschäftsführer von E-Shelter, nicht allein die Klimazone entscheidend. Derzeit evaluiert Frankfurter RZ-Spezialist verschiedene Standorte in Deutschland, Ost- und Westeuropa. „Dabei hängt die Ortswahl neben dem konkreten Marktpotential von drei wesentlichen Faktoren ab – Energie (Verfügbarkeit und Effizienz), Sicherheit (Ausfall und regulatorische Sicherheit) und IT-Infrastruktur (Internetanbindung, Glasfaser, etc.). Je nach Gewichtung haben die verschiedenen Standorte gewisse Vor- und Nachteile“, erläutert Klaus Rudolph.

Eine bestimmte Stadt hat Patrick Pulvermüller von Host Europe zwar nicht im Kopf, aber konkrete Vorstellungen: An seinem RZ-Wunschstandort muss ausreichend Bandbreite gegeben sein und es darf nie wärmer als 30 Grad Celsius werden, denn dann könne man mit der neuen Servergeneration komplett ohne mechanische Kühlung arbeiten. Zudem dürfe die Entfernung des Standorts nicht mehr als 1.000 km vom eigenen Zielmarkt betragen und es müsse ausreichend Strom aus erneuerbaren Energien verfügbar sein. „Leeds in Großbritannien, der zweite große Rechenzentrumsstandort der Host Europe Group, erfüllt schon viele dieser Kriterien“, weiß Pulvermüller abschließend zu berichten.

Welche Maßnahmen sorgen für mehr Energieeffizienz im Rechenzentrum?

• Trennung von kalten und warmen Gängen
• Einhausung der Serverracks zur Optimierung der Luftströmung
• Einbau von Blenden zum Schließen der Lücken zwischen den Servern in den einzelnen Racks
• Erhöhung der Temperatur in den kalten Gängen auf 22 bis 23 °C
• Indirekte, freie Kühlung reduziert den Energiebedarf um bis zu 33 Prozent
• EC-Ventilatoren zur stufenlosen Regulierung reduzieren den Verbrauch nochmals um 22 Prozent
• Hohe Doppelböden und eine Verkabelung oberhalb der Racks ermöglichen eine optimale Luftzirkulation

Quelle: Patrick Pulvermüller, Geschäftsführer bei Host Europe

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