Energiemanagement im Rechenzentrum

Energieeffizienz ist nicht erst seit der Green-IT-Diskussion ein Thema im Rechenzentrumsbetrieb. Energiekosten sind primär für Mittelständler ein Wirtschaftlichkeitsfaktor, der immer stärker zu Buche schlägt. Der Strombedarf in Rechenzentren wuchs in den vergangenen Jahren kontinuierlich und auch für dieses Jahr prognostizieren Fachleute einen Anstieg um 18 Prozent. Deshalb ist für RZ-Betreiber und Hersteller ein Energiemanagement aus ökologischer, technischer und ökonomischer Sicht Pflicht. Vor allem, da Deutschland – trotz nachteiliger Aspekte wie Stromkosten, Grund und Boden oder bauliche Vorschriften, die als Preistreiber gelten – als Rechenzentrumsland gilt. Laut einer Studie des Borderstep Instituts, die im Auftrag des Bitkom durchgeführt wurde, wuchs das Angebot an Collocation-Fläche in Deutschland von 2008 bis 2013 um rund 20 Prozent. Deutschland befindet sich im europäischen Ranking der Tier-1-Standorte auf Platz zwei. Und das, obwohl deutsche Betreiber von Rechenzentren in einer besonderen Wettbewerbssituation stehen, wenn es um die Energienutzung geht: Europaweit sind seit einiger Zeit EEG-Zulagen mit dem Strom zu bezahlen. Hinzu kommen Steuern und weitere Abgaben, die im Strompreis mit einberechnet sind. Seit 2013 besteht hierzulande die Hälfte des Strompreises aus Steuern und Abgaben. Den größten Posten nimmt dabei die EEG-Umlage ein. So kommt es, dass Deutschland im europäischen Vergleich mit rund 14 Cent pro Kilowattstunde die höchsten Strompreise hat. Bei der großen Stromabnahmemenge eines RZs summiert sich der höhere kWh-Preis und wird schnell zu einem nachteiligen Wettbewerbsfaktor. Dem Bund steht es zwar frei, besonders energieintensive Branchen von der EEG-Umlage zu befreien oder zumindest teilweise zu unterstützen – einige Branchen profitieren auch davon – ausgerechnet Rechenzentren werden bei der Sonderregelung aber nicht berücksichtigt. „Kleine und mittelständische Unternehmen sind besonders betroffen, weil sie i.d.R. keine besonderen Mengenrabatte beim Stromeinkauf oder großzügige Ausnahmen von der EEG-Umlage in Anspruch nehmen können. Der Anteil der Stromkosten bei den Betriebskosten für das RZ ist hier besonders groß“, berichtet Marc Wilkens, Senior Consultant RZ-Products GmbH. Der Branchenverband Bitkom fordert deshalb eine Nachbesserung für Rechenzentren beim EEG-Entwurf und spricht aufgrund der Preisentwicklung von fatalen Folgen, bis zur möglichen Vertreibung der Rechenzentrumsbetreiber in Deutschland. Allerdings gestaltet sich „eine Auslagerung des Rechenzentrums nach Nordschweden, Finnland oder Island, in denen sich die Stromkosten auf etwa ein Drittel der hiesigen Stromkosten belaufen, für Familienbetriebe und mittelständische Unternehmen eher schwierig“, weiß Staffan Reveman, Energy Consultant, um die Problematik. Ein durchdachtes Energiemanagement und die Beseitigung von stromfressenden Komponenten ist derzeit die einzige Möglichkeit, um wettbewerbsfähig zu bleiben.

Gespür für Energieeffizienz fehlt – noch

Rechenzentren stehen seit langem im Ruf, die größten Energiefresser der IT-Branche zu sein. Hauptverursacher ist in den meisten Fällen die Klimatisierung. Doch es existieren noch eine ganze Reihe weiterer RZ-Komponenten, die die Stromkosten in die Höhe treiben und für eine negative Energiebilanz verantwortlich sind. Schuld daran sind etwa in die Jahre gekommene Stromkonzepte, veraltete Hardware – Server, Netzwerk- oder Speicherkomponenten – und nicht mehr zeitgemäße USV-Technologien, die nicht mehr zur hochperformanten IT-Infrastruktur passen. Staffan Reveman sieht – abgesehen von Kühlungsverfahren – nach schlechten Servernetzteilen USV-Anlagen als „zweitgrößten Energiefresser, deren Verlustleistung für etwa 8-10 Prozent im RZ steht.“ Gleichzeitig rät er: „Um Einsparungen zu erreichen, ist eine Neuinvestition in hoch moderne USV-Systeme unumgänglich und zahlt sich bei den jetzigen und zukünftigen Stromkosten schnell aus. Es gibt im Mittelstand nur wenige Investitionskosten die sich finanziell und energetisch so schnell amortisieren, wie der Austausch von alten gegen neue USV-Anlagen – auch ´Repowering´ genannt.“

Die im Auftrag von Rittal durchgeführte IDC-Studie „Wachstumsmotor IT: So fördern effiziente Rechenzentren das Unternehmenswachstum“ zeigt, wie schlecht es um die Energieeffizienz in mittelständischen Rechenzentren tatsächlich steht. Im Fokus der Studie steht die Vertriebsargumentation für einen modularen Aufbau, der laut Manuel Mair, Senior Solution Architect Datacenter EMEA bei Schneider Electric, „die genaue Anpassung der Gerätetechnik an den Bedarf des IT-Betriebs“ ermöglicht, Überdimensionierung vermeidet und Einsparungen von bis zu 15 Prozent realisierbar macht. Die Befragung von 500 mittelständischen IT-Managern offenbart aber gleichzeitig Schwachstellen und Probleme im laufenden Betrieb. Besonders auffallend ist dabei das fehlende Bewusstsein für Energieeffizienz. So haben Themen wie Energieverbrauch und Stromversorgung nur mittlere Priorität.

Ein Grund für die schlechte Energieeffizienz ist das hohe Alter der RZ-Anlagen. Die meisten Komponenten sollten nach Expertenmeinung alle zwei bis vier Jahre erneuert werden, um von neuen Funktionen und technischen Weiterentwicklungen zu profitieren. Laut Studienteilnehmer liegt das durchschnittliche Alter allerdings bei 6,9 Jahren. Obwohl für viele der  in Betrieb befindlichen Komponenten eine längere Lebensdauer durchaus akzeptable ist, stammen viele also noch aus der Zeit vor der „Green IT“-Trendwende –  und das macht sich bemerkbar.

PUE-Wert als Kennzahl

Die Auswirkungen veralteter Gebäude- und Anlagentechnik ist auch beim PUE-Wert (Power Usage Efficiency) sichtbar, der bei den befragten Unternehmen bei durchschnittlich schlechten 2,4 liegt. Damit werden für jede Kilowattstunde Strom, die von den IT-Geräten verbraucht wird, weitere 1,4 kWh für das Gebäudemanagement (beispielsweise Kühlung oder Beleuchtung) verbraucht. Denn der PUE-Wert setzt die im Rechenzentrum verbrauchte Energie ins Verhältnis zur Energieaufnahme der Rechner. Je näher der Wert der Zahl 1 kommt, desto effizienter arbeitet das RZ. Generell gilt ein Wert von 1,4 als besonders gut, große IT-Dienstleister mit optimierten Anlagen können sogar einen Wert von 1,2 erreichen.

Grünes Rechenzentrum: Erst messen, dann handeln

Ein zukunftsfähiges und leistungssicheres Rechenzentrum ist eine Managementaufgabe mit zumeist hohen Budget-, Kapazitäts-, Zeit- und Erfahrungsanforderungen, die in mittelständischen Betrieben häufig fehlen. Doch ein Energiemanagement ist an dieser Stelle unabdingbar, um die Qualität des Rechenzentrums nicht zu gefährden und die Kosten einzudämmen.
Wer etwas verändern oder eine Entscheidung bezüglich Anpassung, Modernisierung oder gar Neubau treffen will, sollte zunächst eine Bestandsaufnahme und eine Analyse des Energieverbrauchs der vorhandenen Infrastrukturen vornehmen. Eine beliebte Lösung bei IT-Verantwortlichen, um den Stromverbrauch im Rechenzentren und Serverräumen zu senken sowie Hardwarekosten zu sparen, sind beispielsweise Themen wie Virtualisierung und Cloud-Anwendungen. Doch auch dafür sind neue IT-Komponenten notwendig, die zu neuerlicher Hitzeentwicklung führen und  die zusätzliche Kühlung erfordern – ein Kreislauf.

Maßnahmen zur besseren Energieeffizienz sollten daher unter ganzheitlichen Aspekten betrachtet werden und bedeuten nicht den Austauch von Stromfresser wie Kühlgeräte, USV-Anlagen, Verkabelung, Lüfter und Beleuchtung aufs Geratewohl. Eine Verhaltensänderung der Mitarbeiter kann hilfreich sein und beginnt bei solch banalen Regelungen wie „Der letzte macht das Licht aus“ oder dem täglichen Herunterfahren aller PCs. Denn „nur mit einer durchgängigen Planung der Effizienzmaßnahmen können Einsparungen von bis zu 30 Prozent beim RZ-Gesamtstrombedarf erzielt werden. Bei der Umsetzung einzelner isolierter Maßnahmen ohne Berücksichtigung des Gesamtsystems RZ sind die Einsparung meist nur minimal – im schlimmsten Fall erhöht sich der Strombedarf sogar“, gibt Marc Wilkens zu Bedenken.

Der vornehmliche Zweck eines Rechenzentrums – nämlich die zuverlässige Bereitstellung von IT-Services – sollte bei allem Engagement zum Energiesparen nicht aus den Augen verloren werden. Das belegt auch das Ergebnis der IDC-Studie: Für die meisten Befragten genießen in den nächsten Jahren die Themen Verfügbarkeit, Systemmanagement und Mitarbeiterqualifikation hohe Priorität. Eine vorrangige Senkung der Energie- und damit auch der Betriebskosten planen dagegen nur 24 Prozent.

Tipps für ein Energiemanagement

• Einführung eines RZ-Energie-Monitorings: Der Strombedarf für die Bereiche Kühlsystem, Stromverteilung (USV und ggf. PDUs) und IT muss gemessen werden.
• Strombedarf analysieren und Kennwerte berechnen (z.B. PUE-Wert, Anteil der USV-Verluste am IT-Strombedarf, Auslastung der IT-Hardware, Strombedarf pro Rack oder Jahresarbeitszahl für die Effizienz der RZ-Kühlung)
• Die Ergebnisse liefern die Grundlage für einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess – z.B. für ein verbessertes Kapazitätsmanagement bei allen RZ-Komponenten oder als Planungsgrundlage für die zukünftige RZ-Ertüchtigung bzw. den RZ-Neubau.

Quelle: Marc Wilkens, RZ-Products

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