Die Rechenzentren der Zukunft

Die Digitalisierung in Deutschland hat zu einem beachtlichen Wachstum der Rechenzentren (RZ) in Deutschland geführt. Laut der Zahlen des Digitalverbands Bitkom verzeichnete die Branche zwischen 2012 und 2022 einen Anstieg der IT-Anschlussleistung um 90 Prozent. „Wenn man sich die Bedeutung digitaler Services für unsere Gesellschaft vor Augen führt, kann man den Stellenwert von Rechenzentren gar nicht hoch genug schätzen“, sagt Günter Eggers, Director Public bei der NTT Global Data Centers EMEA GmbH. Dennoch steht die Branche vor gewaltigen Herausforderungen. So müssen die Betreiber zukünftig erweiterte Kapazitäten bereitstellen, um den wachsenden Anforderungen im Kontext von Industrie 4.0, autonomem Fahren und Smart City gerecht zu werden. „Dies beinhaltet die Bereitstellung hochskalierbarer Rechenleistung und umfangreicher Datenspeicherkapazitäten, um parallel die wachsende Datenverarbeitung und -analyse, insbesondere in industriellen Prozessen, zu bewältigen“, erläutert Anna Klaft, Vorstandsvorsitzende der German Datacenter Association e.V. Die Integration von Edge- oder In-Memory-Computing-Infrastrukturen sei unabdingbar, um latenzsensitive Anwendungen wie autonomes Fahren effizient zu unterstützen und lokale Datenverarbeitung in Echtzeit zu ermöglichen.

Cyberrisiken sind nicht zu unterschätzen

„Die gewaltige Datenmenge ist heute eigentlich nicht mehr das große Problem“, weiß Florian Sippel, Chief Operating Officer (COO) bei der Noris Network AG. Die externe Anbindung von Rechenzentren, Server- und Netzwerkkomponenten sowie Storage-Systemen sei heute so leistungsfähig, dass man auch mit mittleren Budgets sehr leistungsfähige Systeme auf die Beine stellen könne. „Die Herausforderung betrifft vielmehr den Schutz von Datenbeständen, die weltweit über das Internet verfügbar sein müssen. Das gilt gerade in Anbetracht der rasant wachsenden Cyberbedrohungen“, erklärt Sippel. IT-Sicherheitssysteme und die physische Sicherheit von Rechenzentren müssten auf ein Niveau gebracht werden, das auch Szenarien abdecke, die wir heute noch für unrealistisch halten. „Wichtig dabei ist es, sich immer wieder Tests, Prüfungen und Audits zu unterziehen, um etwaige Lücken im Vorfeld zu schließen.“

Strenge Zutrittskontrollen und die sorgfältige Auswahl der Mitarbeiter seien in Bezug auf die IT-Sicherheit bereits in heutigen Rechenzentren wichtig, versichert Günter Eggers: „Ein manipulierter USB-Stick, der in einen besonders sensiblen Server gesteckt wird, kann auch heute schnell großen Schaden anrichten.“ Bei der Konzeption und Planung eines Rechenzentrums seien gleich eine ganze Reihe von Sicherheitsaspekten von zentraler Bedeutung, erläutert Anna Klaft: „Dies umfasst nicht nur physische Sicherheitsmaßnahmen wie Zutrittskontrollen, Überwachungssysteme und Brandschutzvorkehrungen, sondern auch IT-Sicherheitselemente wie Firewalls, Intrusion Detection Systems (IDS) und verschlüsselte Datenübertragungen, um den Schutz vor Cyberangriffen zu gewährleisten.“ Ein weiterer entscheidender Faktor sei die Implementierung von Redundanzen in der Stromversorgung und Kühlung, um Ausfallsicherheit zu gewährleisten.

Das Datacenter der Zukunft wird klimafreundlicher

Mit dem jüngst verabschiedeten Energieeffizienzgesetz – der Überführung der Novelle der europäischen Energy Efficiency Directive in nationales Recht – werden energetische Aspekte von Rechenzentren erstmals gesetzlich reguliert: Der Abschnitt zu klimaneutralen Rechenzentren formuliert Anforderungen an die Energieeffizienz und explizite Einsatzquoten erneuerbarer Energien. „Welchen Einfluss diese Einsatzquoten auf die Branche, den Wirtschafts- und Innovationsstandort Deutschland und den Klimaschutz haben werden, bleibt – auch mit Blick auf das Urteil zur Umwidmung der Corona-Hilfen für den Klima- und Transformationsfonds durch das Bundesverfassungsgericht vom November 2023 – abzuwarten“, meint Anna Klaft. Auch die effektive Abwärmenutzung stelle eine komplexe Aufgabe dar, die eine enge Koordination mit lokalen Wärmeverbünden und städtischen Infrastrukturen erfordere. „Hier sehen wir die städtischen und kommunalen, aber auch die Akteure auf Landes- und Bundesebene in der Pflicht, die dringend benötigte Infrastruktur bereitzustellen“, so Klaft. Nur so könnten die gesetzlichen Vorgaben eingehalten, energetische Prozesse sinnvoll genutzt und als Beitrag für eine nachhaltige Zukunft eingebracht werden.

Mehr Energieeffizienz im Rechenzentrum erzielen

„Die größten Energiefresser liegen immer in den Bereichen ,Klimatisierung‘ und ,unterbrechungsfreie Stromversorgung‘“, erklärt Florian Sippel. „Doch die Innovationskurve flacht hier langsam ab.“ Das größte Potenzial hätten vor allem die Einspeisung der Abwärme in ein Niedertemperaturnahwärmenetz und Photovoltaikanlagen, die direkt in das RZ einspeisen. „Die Nutzung der Abwärme aus Rechenzentren in Deutschland birgt erhebliches Potenzial für eine nachhaltige Wärmeversorgung von Wohnungen und Büros“, meint auch Anna Klaft. Durch den Einsatz von effizienten Wärmerückgewinnungstechnologien, wie Wärmetauschern, könnten Rechenzentren einen erheblichen Beitrag zur Reduzierung des ökologischen Fußabdrucks leisten. „Städte müssen jedoch die nötige Infrastruktur schaffen, um diese Abwärme in das städtische Wärmenetz zu inte­grieren“, sagt Klaft.

Dies ist ein Artikel aus unserer Print-Ausgabe 12/2023. Bestellen Sie ein kostenfreies Probe-Abo.

Das Unternehmen NTT nutze bereits seit dem Bau der ersten deutschen Rechenzentren die Abwärme zum Heizen der eigenen Büroräume sowie zum Vorheizen der Notstromdieselgeneratoren, berichtet Günter Eggers. „Bis vor wenigen Jahren war die Nachfrage von Wärmenetzbetreibern oder anderen potenziellen Abnehmern jedoch sehr gering.“ Der Grund sei schnell erklärt: Wegen der extrem hohen Strompreise in Deutschland und vergleichsweise niedrigen Kosten für Gas bzw. Wärme war es wirtschaftlich nicht sinnvoll, die Abwärme der Rechenzentren mithilfe von Wärmepumpen auf das für Heizzwecke erforderliche Temperaturniveau anzuheben. „Die Stromkosten für die Wärmepumpen waren deutlich höher als die Kosten für konventionelle Wärmeerzeugung durch Verbrennung fossiler Energieträger“, erklärt Eggers. „Zudem waren auch die effizientesten Wärmepumpen nicht von der EEG-Umlage befreit, sodass es bis auf wenige Beispiele mit lokalen Besonderheiten keine nennenswerte Abwärmenutzung aus Rechenzentren gab.“ Dies habe sich in den vergangenen zwei Jahren aber durch die deutlich gestiegenen Gas- bzw. Wärmepreise geändert. Zusammen mit den Vorgaben zur Dekarbonisierung seien Rechenzentren zunehmend in den Fokus von Wärmenetzbetreibern und Energieversorgern gerückt.

Große Herausforderungen in ungewissen Zeiten

Wie sich der RZ-Markt in naher Zukunft entwickeln wird, darüber gehen laut Bitkom die Meinungen der Marktforschungsinstitute auseinander. Während die Branche selbst optimistisch in die Zukunft blickt, wird teilweise auch eine Stagnation des Markts erwartet. Grund für diese Skepsis sind vermutlich insbesondere die Turbulenzen auf den Energiemärkten und die unklaren regulatorischen und ökonomischen Rahmenbedingungen. „Eine proaktive Anpassung an diese Her­ausforderungen sowie der Aufrechterhaltung der Datensouveränität und die Implementierung innovativer Technologien werden entscheidend sein, um langfristiges Wachstum in der Branche zu sichern“, betont Anna Klaft. Der Rechenzentrumsstandort Deutschland steht momentan vor großen Herausforderungen, weiß auch Günter Eggers: „Die Nachfrage nach Kapazitäten ist derzeit deutlich höher als das Angebot. Folglich müssen erhebliche Teile der in Deutschland genutzten digitalen Services aus Rechenzentren im Ausland bereitgestellt werden.“ Zwar würden derzeit in erheblichen Umfang zusätzliche Kapazitäten aufgebaut, „dennoch hinken wir der internationalen Entwicklung hinterher“. Weder die benötigten Cloud-Kapazitäten noch der erkennbare Bedarf für neue Künstliche-Intelligenz-Systeme (KI) könnten auf absehbare Zeit aus Deutschland gedeckt werden. „Jedoch sehen wir klare Chancen, die weitere Digitalisierung in Deutschland mit sicheren, hochverfügbaren und klimafreundlichen Rechenzen­tren vor Ort voranzubringen“, so der Experte.

Bildquelle: Getty Images / iStock / Getty Images Plus