Nachhaltigkeit Wie Industrie-Rechenzentren schrittweise CO2-neutral werden

Autor / Redakteur: David Mytton* / Stefan Guggenberger

Immer leistungsfähigere Rechenzentren benötigen viel Energie und sind daher nicht unbedingt umweltfreundlich. Daher müssen ökologische Aspekte beim Betrieb von IT-Infrastrukturen stärker beachtet werden. Wie Rechenzentren CO2-neutral betrieben werden können.

Firma zum Thema

Rechenzentren benötigen in der Regel 24/7 größere Energiemengen. Wer sie CO2-neutral betreiben möchte, muss also auch nachts für die Verfügbarkeit von erneuerbaren Energien sorgen.
Rechenzentren benötigen in der Regel 24/7 größere Energiemengen. Wer sie CO2-neutral betreiben möchte, muss also auch nachts für die Verfügbarkeit von erneuerbaren Energien sorgen.
(Bild: gemeinfrei // Unsplash)

Die Digitalisierung eröffnet der Industrie neue Möglichkeiten: für eine effiziente Produktion, nahtlose Supply-Chain-Prozesse, einen automatisierten Vertrieb und den Einsatz neuer Technologien. Doch mehr IT bedeutet zugleich wachsende Rechenzentren – mit einem entsprechend höheren Energiebedarf. Darum ist es unerlässlich, dass Unternehmen beim Auf- und Ausbau ihrer IT-Kapazitäten die Energieeffizienz ihrer Rechenzentren in den Blick nehmen. Es gilt, deren CO2-Fußabdruck zu reduzieren. Ziel muss sogar ein vollständig CO2-neutraler Betrieb sein.

Echte erneuerbare Energie statt Greenwashing durch Zertifikate

Die Zeit, in der es ausreichte, sich mit Renewable-Energy-Certificates (REC) gleichsam freizukaufen, geht ihrem Ende entgegen. Wer sich nicht dem Vorwurf des bloßen Greenwashings aussetzen will, muss heute mehr tun, um dem Ziel eines wirklich CO2-neutralen Rechenzentrumsbetriebs näherzukommen – er sollte seinen Strom tatsächlich aus nachhaltigen Quellen beziehen. Das Ziel: erneuerbare Energie zu 100 Prozent und rund um die Uhr. Das Uptime Institute zeigt in seinem Bericht ‚Erneuerbare Energie für Rechenzentren‘ den Weg zu einer systematischen Umstellung auf erneuerbare Energien auf. Dabei empfiehlt sich ein systematisches Vorgehen in vier Schritten:

  • 1. Den CO2-Fußabdruck messen, berichten und kompensieren
  • 2. Strom zu 100 Prozent aus erneuerbaren Quellen beziehen
  • 3. Langfristige Stromabnahmeverträge: PPAs
  • 4. Die echte 24/7-Nutzung erneuerbarer Energie

1. Den CO2-Fußabdruck messen, berichten und kompensieren

Strom ist die Komponente des CO2-Fußabdrucks eines Unternehmens, die relativ leicht messbar ist, denn der Verbrauch wird regelmäßig für Abrechnungszwecke gemeldet. So lässt sich auch für Rechenzentren nachverfolgen, wie viel Strom aus erneuerbaren und wie viel aus nicht-erneuerbaren Quellen stammt, welche Kompensationen sich anbieten und wo sich erneuerbare Energie einsetzen lässt. Diese Aufschlüsselung liefert der Stromversorger, oder es lassen sich Emissionsfaktoren auf Netzebene heranziehen, die den Strommix aufschlüsseln. Messung und Berichterstattung sind zur Ermittlung des CO2-Fußabdrucks unerlässlich, und sie werden zu einer notwendigen Funktion der Geschäftstätigkeit. Einige Länder (z. B. UK) schreiben größeren Unternehmen gesetzlich vor, über ihre Kohlenstoff-Emissionen zu berichten. Auch IT-Giganten wie Apple und Microsoft wollen bis 2030 kohlenstoffneutral beziehungsweise -negativ sein, sie verlangen von ihren Zulieferern bereits ein CO2-Reporting. Sind die Gesamtemissionen eines Rechenzentrums bekannt, kann dessen Betreiber zunächst Ausgleichsprodukte kaufen, um die bestehenden Auswirkungen zu mildern.

2. Strom zu 100 Prozent aus erneuerbaren Quellen

Im Idealfall sollte ein Rechenzentrum seinen Strombedarf zu 100 Prozent mit erneuerbarer Energie decken. In der Rechenzentrumsbranche wurden dafür bisher in der Regel einfach RECs gekauft. Allerdings ist es eine Herausforderung, die Qualität dieser Kompensationsprodukte sicherzustellen. Kompensation ist darum nur das erste Element einer Nachhaltigkeitsstrategie. Denn Zertifikate wie RECs leisten keinen Beitrag zur sogenannten Additionalität – sie fördern keinen direkten Ausbau erneuerbarer Energiequellen. Auf Dauer können RECs darum nur eine ergänzende Rolle spielen.

3. Langfristige Stromabnahmeverträge: PPAs

Bei langfristigen Stromabnahmeverträgen unterscheidet man zwischen direkten, physischen PPAs und virtuellen, also finanziellen PPAs. Der Vorteil beider Formen ist, dass sie die Additionalität unterstützen, den Ausbau erneuerbarer Energien. Direkte PPAs bedeuten, dass das Rechenzentrum die erneuerbare Energie eines nahegelegenen Erzeugers nutzt. So sind direkte PPAs der Goldstandard bei der Nutzung regenerativer Energie. Denn sie stellen sicher, dass die Menge erneuerbarer Energie, die der Erzeuger ins Netz speist, dem Stromverbrauch des Rechenzentrums tatsächlich entspricht. Virtuelle, finanzielle PPAs werden dann eine Option, wenn der Strommarkt keine direkten Einzelhandels-PPAs zulässt. Diese Art der virtuellen, finanziellen PPAs bringt aber eine weitere Komplexität mit sich: Wenn der Großhandelspreis unter den Ausübungspreis fällt, der zum Kaufzeitpunkt vereinbart wurde, zahlt der Käufer eine gegebenenfalls erhebliche Differenz an den Lieferanten.

4. Die echte 24/7-Nutzung erneuerbarer Energie

Der größte Teil des Abgleichs zwischen der gekauften erneuerbaren Energie und der tatsächlich verbrauchten Energie findet auf Jahresbasis statt. Tatsächlich ereignen sich die Verschiebungen in der Erzeugung, also Änderungen in dem Strommix, der gerade im Netz ist, aber auf viel granularere Weise. Es gibt Strategien, dies auszugleichen, um eine tatsächliche Versorgung mit erneuerbarer Energie zu gewährleisten. So wollen beispielsweise Microsoft und Vattenfall 2021 für die Rechenzentren der Microsoft Azure Cloud in Schweden ein stündliches Matching der erneuerbaren Energien realisieren. Zudem lassen sich auch verschiedene Quellen erneuerbarer Energie kombinieren, etwa in Gestalt gemischter PPAs, die Solar- und Windenergieerzeugung verbinden. Denn verschiedene nachhaltige Quellen erzeugen Energie zu unterschiedlichen Zeiten. So kann es nachts, wenn keine Solarenergie verfügbar ist, dennoch Wasser- oder Windenergie geben. Auch die Energiespeicherung in großen Batterieanlagen kann helfen, eine nahezu ständige Verfügbarkeit erneuerbarer Energie zu gewährleisten.

Industrieunternehmen müssen tätig werden

Den Strombedarf zu 100 Prozent durch erneuerbare Energien zu decken, 24/7 – das ist das große Ziel vieler Rechenzentrumsbetreiber, vieler Konzerne und vieler Volkswirtschaften ganz allgemein. Auch Industrieunternehmen, für die ihre Rechenzentrumsinfrastruktur angesichts der fortschreitenden Digitalisierung immer bedeutsamer wird, sind heute aufgerufen, die damit verbundenen Themen Energieeffizienz und Nachhaltigkeit konsequent zu adressieren.

* David Mytton arbeitet als wissenschaftlicher Mitarbeiter beim Uptime Institute.

(ID:47742234)