Zusammenhang zwischen Cloud Computing und Stromverbrauch in Datenzentren
Das Cloud Computing beispielsweise hat die Datenspeicherung und -verarbeitung revolutioniert, indem es Nutzern den Zugriff auf Rechenressourcen über das Internet ermöglicht. Diese Technologie ist jedoch mit hohen Energiekosten verbunden. Datenzentren, die Cloud Computing unterstützen, sind rund um die Uhr in Betrieb und verursachen einen enormen Stromverbrauch.
Eine der energieintensivsten Internetaktivitäten ist das Videostreaming. Streaming-Plattformen wie Netflix, YouTube und andere erfordern die kontinuierliche Speicherung, Verarbeitung und übertragung riesiger Datenmengen, was die Ressourcen von Datenzentren stark beansprucht. Sehr viel Strom verbrauchen auch Online-Spiele und große Datenbanken, insbesondere für Kryptowährungs- und Blockchain-Dienste.
Die Minimierung der Umweltauswirkungen von Datenzentren ist daher von entscheidender Bedeutung.
Elektrizität ist die Grundlage eines jeden Datenzentrums. Dessen Energieverbrauch wird von drei wesentlichen Faktoren bestimmt: ununterbrochen laufende Server, Kühlung der Anlagen und Sicherheitssysteme.
- Ununterbrochen laufende Server: Die Server sind das Herzstück des Datenzentrums, sie müssen rund um die Uhr in Betrieb sein, um den jederzeitigen Zugriff auf die gespeicherten Daten zu gewährleisten. Diese ununterbrochene Verfügbarkeit erfordert eine konstante Energieversorgung.
- Kühlung der Anlagen: Kühlsysteme sind von entscheidender Bedeutung, um überhitzungen zu vermeiden und die Serverleistung aufrechtzuerhalten. Diese Systeme, die oft mit Kältetechnik arbeiten, verbrauchen viel Strom.
- Sicherheitssysteme Datenzentren müssen vor physischen und digitalen Angriffen geschützt werden. Die entsprechenden Sicherheitssysteme, z.B. überwachungskameras und Firewalls, verbrauchen ebenfalls Energie.
Wesentlich für den Energieverbrauch ist natürlich auch die Größe des Datenzentrums. Mit der Größe wächst auch der Energieverbrauch.
Die Optimierung des Stromverbrauchs, z.B. durch den Einsatz intelligenter Energiemanagementsysteme, kann die Energiekosten erheblich senken.
Zukunft der Datenzentren: Verdoppelung des Stromverbrauchs?
Angesichts des exponentiellen Anstiegs der erzeugten und genutzten Datenmenge ist zu erwarten, dass die Nachfrage nach Datenzentrumsressourcen weiter zunehmen wird und sich der Energieverbrauch in den kommenden Jahren verdoppeln wird. Diese Perspektive unterstreicht die Notwendigkeit, in Technologien zur Senkung des Energieverbrauchs zu investieren und nachhaltigere Praktiken zu entwickeln.
Wie viel Strom verbrauchen die Datenzentren weltweit?
Nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) verursachen Datenzentren zwischen 2 und 3 % des weltweiten Stromverbrauchs. Dies entspricht nach Angaben der IEA einem Stromverbrauch von 350 TWh im Jahr 2023, ein deutlicher Anstieg gegenüber den Vorjahren.
In einigen Ländern wie Irland und die Niederlande zeigt sich dieser Trend in überdurchschnittlichem Maße. In Irland könnten bis 2028 30 % des Stromverbrauchs auf Datenzentren entfallen.
Frankreich verbraucht mit seinen 264 Datenzentren rund 8,5 TWh pro Jahr, was 2 % des Gesamtverbrauchs entspricht.
Zum Vergleich: Der Gesamtverbrauch von Datenzentren könnte bald dem eines ganzen Landes wie Japan entsprechen, was die kolossale Energieherausforderung dieser Branche verdeutlicht.
Wie hoch ist der jährliche Verbrauch von Datenzentren weltweit?
Der jährliche Verbrauch von Datenzentren weltweit ist beeindruckend und nimmt weiter zu.
Die Prognosen sind alarmierend: Bis 2030 könnten Datenzentren für bis zu 13 % des weltweiten Stromverbrauchs verantwortlich sein. Dieser Anstieg ist hauptsächlich auf die wachsende Nachfrage nach digitalen Diensten und die Zunahme der erzeugten Datenmenge zurückzuführen.
Der Verbrauch der riesigen Hyperscale-Datenzentren steigt sogar noch schneller. Deren Bedarf könnte bis 2040 jährlich um 35 % steigen.
Dieser enorme Verbrauch unterstreicht die Bedeutung des Einsatzes umweltverträglicher Technologien für einen optimalen Betrieb.
Wie hoch wird der weltweite Verbrauch von Datenzentren in TWh im Jahr 2025 sein?
Prognosen für das Jahr 2025 deuten auf einen weltweiten Verbrauch der Datenzentren zwischen 600 und 1.050 TWh hin, je nach angenommenen Bedingungen.
Diese Variabilität hängt hauptsächlich von der technologischen Entwicklung und den Praktiken des Energiemanagements ab. In der Mitte des Spektrums scheint eine Schätzung von 800 TWh plausibel zu sein.
Im Vergleich zu den 460 TWh, die im Jahr 2022 verbraucht werden, bedeutet dies fast eine Verdoppelung.
Es sind daher erhebliche Anstrengungen notwendig, um die Energieeffizienz zu verbessern und erneuerbare Energien noch weitergehend zu integrieren.
Internetgiganten und Datenzentren: der Fall Google
Google, ein wesentlicher Treiber des Stromverbrauchs von Datenzentren
Google ist ein wesentlicher Akteur auf dem Gebiet der Datenzentren und verbucht einen erheblichem Stromverbrauch. Im Jahr 2011 verbrauchte das Unternehmen weltweit fast 2.675.898 MWh Strom, was der Jahresproduktion von 650 Windkraftanlagen an Land entspricht.
Doch trotz dieses enormen Verbrauchs hat Google bemerkenswerte Fortschritte bei der Optimierung der Energieeffizienz seiner Datenzentren gemacht. So sind beispielsweise die Datenzentren von Google im Durchschnitt doppelt so energieeffizient wie der Branchendurchschnitt.
Google hat außerdem einen Anteil von 67 % kohlenstofffreier Energie erreicht, und zwar rund um die Uhr in allen seinen Datenzentren. Dies bedeutet eine deutliche Verbesserung gegenüber 2019, als der Anteil bei 61 % lag. Diese Verbesserung ist das Ergebnis einer gezielten Strategie zur Verkleinerung des CO2-Fußabdrucks.
Googles Bemühungen zur Senkung des Stromverbrauchs
Um den Stromverbrauch zu minimieren, konzentriert sich Google auf mehrere Bereiche. Eine der wichtigsten Strategien ist die Optimierung der Datenzentren. Dazu nutzt Google insbesondere DeepMind, eine Technologie, die maschinelles Lernen und künstliche neuronale Netze kombiniert. Mit diesem Instrument werden erhebliche Energieeinsparungen erzielt. Google hat außerdem seine Server umgebaut, um sie energieeffizienter zu machen. Seit 2001 entwickelt das Unternehmen eigene Server, nutzt hocheffiziente Stromversorgungen und baut Batterien direkt auf den Systemen auf. Nach diesem Prinzip konnte Google einige der leistungsstärksten Server des Sektors bauen.
Wie können wir die Auswirkungen des Energieverbrauchs von Datenzentren verringern?
Um ihren Energieverbrauch zu senken, können Datenzentren ökologische Initiativen ergreifen, wie z.B. die Verbesserung der Energieeffizienz, die Integration erneuerbarer Energien und die Einführung innovativer Kühlverfahren.
Ein besseres Energie- und Ressourcenmanagement, wie z.B. die Servervirtualisierung, die es ermöglicht, mehrere virtuelle Systeme auf einem einzigen physischen Server laufen zu lassen, können ebenfalls zu einer erheblichen Senkung des Energieverbrauchs beitragen.
Konzentration auf ökologische Initiativen für Datenzentren zur Förderung eines verantwortungsvolleren Energieverbrauchs
Viele Unternehmen und Organisationen haben sich zu ökologischen Initiativen verpflichtet, um die Umweltauswirkungen von Datenzentren zu verringern. Diese Initiativen verfolgen verschiedene Ansätze, darunter die Verbesserung der Energieeffizienz, die Nutzung erneuerbarer Energien und innovative Kühlmethoden.
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Intelligentes Energiemanagement
Die Einführung von Energiemanagementsystemen spielt eine entscheidende Rolle bei der Optimierung des Stromverbrauchs. Eine präzise überwachung hilft, Abweichungen genau zu erkennen und Lösungen zu deren bestmöglicher Begrenzung zu finden.
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Umweltzertifizierungen
Von Datenzentren wird zunehmend erwartet, dass sie Umweltzertifizierungen wie LEED oder Energy Star nachweisen. Diese Zertifizierungen belegen das Engagement für nachhaltige Praktiken und tragen dazu bei, Industriestandards für den umweltfreundlichen Bau und Betrieb von Anlagen zu schaffen.
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Nutzung erneuerbarer Energien
Viele Datenzentren sind bestrebt, ihre CO2-Bilanz zu verbessern, indem sie erneuerbare Energien in ihre Stromversorgung einbeziehen. Dazu kann die Installation von Sonnenkollektoren auf Dächern oder der Bezug von ökostrom von zertifizierten Anbietern gehören. Dies verringert die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und fördert einen saubereren, umweltfreundlicheren Betrieb.
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Umweltfreundliche Kühlung
Die Einführung effizienterer Energie- und Kühltechnologien spielt dabei eine entscheidende Rolle. Innovationen wie adiabatische Kühlung, freie Kühlung sowie Warm- und Kaltlufteinhausungssysteme tragen zur Optimierung des Energieverbrauchs bei.
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Virtualisierung und Konsolidierung von Servern
Durch die Konsolidierung von Servern und die Virtualisierung von Ressourcen können Datenzentren die Anzahl der physischen Server verringern, was wiederum den Gesamtenergieverbrauch senkt. Diese Strategie senkt außerdem den Platzbedarf und die damit verbundenen Kosten.
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Verwendung von wiederaufbereitetem Wasser
Die Verwendung von wiederaufbereitetem Wasser für Kühlsysteme ist eine weitere neue Methode zur Verringerung der Umweltauswirkungen von Datenzentren. Die benötigte Menge an Frischwasser ist geringer und unterstützt eine nachhaltigere Wasserwirtschaft.
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Wärmerückgewinnung
Die Rückgewinnung und Nutzung der von Datenzentren abgegebenen Wärme kann zur Beheizung nahegelegener Büros und Wohnräume genutzt werden, was zu einer höheren Gesamtenergieeffizienz beiträgt. Abwärme wird damit als Ressource genutzt, wodurch der Bedarf an externer Heizenergie gesenkt wird.
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Öffentliches Engagement und Transparenz
Die Information der öffentlichkeit und der Interessengruppen über die Umweltanstrengungen von Datenzentren schafft Vertrauen und fördert einen transparenteren und verantwortungsvolleren Ansatz im Energiemanagement. Die Veröffentlichung von Nachhaltigkeitsberichten und die Teilnahme an lokalen Nachhaltigkeitsinitiativen können außerdem das Image und das soziale Engagement eines Unternehmens verbessern.
Diese Initiativen kommen nicht nur der Umwelt zugute, sondern tragen auch dazu bei, die Betriebskosten langfristig erheblich zu senken. Nachhaltige Praktiken können also mit wirtschaftlicher Rentabilität sehr wohl einhergehen.
Diese Initiativen sind wesentlich für die Wandlung von Datenzentren zu umweltfreundlicheren Anlagen und die Förderung eines verantwortungsvolleren Energieverbrauchs. Sie tragen auch dazu bei, die Betriebskosten langfristig erheblich zu senken und beweisen, dass nachhaltige Praktiken und wirtschaftliche Rentabilität sich nachweislich ergänzen können.
Unsere Lösungen zur Senkung des Stromverbrauchs in Datenzentren ohne Beeinträchtigung der Stromverfügbarkeit
Socomec hat sich verpflichtet, Datenzentren bei ihrer Energiewende zu unterstützen. Dazu werden verschiedene Lösungen angeboten, wie z.B.:
- Hocheffiziente USV-Systeme: Jeder Energieverlust zählt. Durch den Einsatz einer USV mit optimalem Wirkungsgrad werden die Verluste erheblich minimiert.
Die für die modularen USV-Systeme MODULYS und die Hochleistungs-USV-Systeme DELPHYS XL verfügbare intelligente Stromwandlung senkt Verluste um den Faktor 5 und ermöglicht einen Wirkungsgrad von 99,1 %, ohne die Qualität der Stromversorgung zu beeinträchtigen. - Energieüberwachungssysteme: Das Multi-Start-Energieüberwachungssystem DIRIS Digiware mit der Genauigkeitsklasse 0,5 verfügt über exklusive Technologien zur Erkennung von Ineffizienzen und zur Senkung der Betriebskosten. Mit diesem skalierbaren System können Stromverbrauch, Qualität und Fehlerströme unabhängig von der Verteilungsmethode (PDU oder Busway) überwacht werden.
- Energiespeichersysteme: Energiespeichersysteme wie SUNSYS HES L ermöglichen eine bessere Integration erneuerbarer Energien wie Solar- oder Windenergie, indem sie überschüssige Energie zur späteren Nutzung speichern. Bei einem Stromausfall können Speichersysteme auch die Nutzung von Dieselgeneratoren verringern und so zur Senkung der Kohlendioxidemissionen und der Kraftstoffkosten beitragen.
