Steigender Stromverbrauch bei Rechenzentren

Letztmals wurde der Stromverbrauch der schweize­rischen Rechen­zentren für das Jahr 2013 erhoben. Damals lag er bei rund 1,7 TWh oder 2,8% des Gesamt­strom­verbrauchs in der Schweiz. Die neue Studie  «Rechenzentren in der Schweiz - Strom­verbrauch und Effizienz­potenzial», die von der TEP Energy GmbH und der Hochschule Luzern im Auftrag des Bundesamts für Energie/Energie­Schweiz durchgeführt wurde, weist nun für das Jahr 2019 einen Strom­verbrauch der Rechenzentren und Serverräume von 2,1 TWh oder 3,6% des gesamten Schweizer Strom­verbrauchs aus. Das ist etwa ein Viertel der Jahres­produktion des Kernkraft­werks Gösgen.

Moderates Wachstum 

Seit 2013 sind in der Schweiz einige neue Rechen­zentren gebaut und in Betrieb genommen worden. Die neuen Zahlen zeigen, dass der Strom­verbrauch dennoch nur relativ moderat zugenommen hat. Die Autoren der Studie begründen dies einerseits mit der neuen Erhebungs­methode (direkte Daten­erhebung bei den Betreibern ergänzt mit statistischen Hochrechnungen). Die Daten von 2013 und 2019 sind demnach nicht eins zu eins vergleichbar. Andererseits orten die Autoren bei den Betreibern der Rechen­zentren und Serverräume ein gestiegenes Bewusstsein für technische Energie­effizienz­mass­nahmen. Dazu hätten auch gezielte Förder­programme beigetragen. Auch der Trend, dass immer mehr Unter­nehmen ihre Rechen­leistung zu Rechen­zentren-Dienstleistern auslagern, bringt Energie­effizienzgewinne. Und: Ein Teil des inländischen Daten­zuwachses, vor allem private Cloud-Daten wie Fotos, Videos oder Social media, wird in auslän­dische Rechenzentren «ausgelagert».

Das Effizienzpotenzial ist immer noch gross

Trotz der bereits erzielten Effizienzfortschritte verbleibt gemäss Studie ein substanzielles Energie­effizienz­potenzial. Es liegt bei 0,96 TWh und entspricht damit rund 46% des heutigen Stromverbrauchs der Rechenzentren.

Energie eingespart werden kann in Rechenzentren und Serverräumen einerseits auf der Infrastrukturseite. Die Studie schätzt hier das Einsparpotenzial auf 408 GWh oder rund 20% des gesamten Stromverbrauchs der Rechenzentren. Einsparungen können erzielt werden durch das Anheben der Systemraumtemperaturen, die Nutzung von Free-Cooling, die Trennung der Kalt- und Warmgänge oder die Einhausung der Serverracks. Die Studie hat festgestellt, dass solche Effizienzmassnahmen und der Wert PUE (Power usage effectiveness), der ein wichtiges Mass für die infrastrukturseitige Energie­effizienz ist, vor allem bei den Rechenzentren-Dienstleistern bekannt sind und umgesetzt werden. Bei den unternehmens­internen Rechenzentren und bei KMUs mit Serverräumen sind der PUE und entsprechende Effizienz­mass­nahmen weniger bekannt.

Auch auf der IT-Seite kann Strom eingespart werden. Das Einspar­potenzial liegt hier gemäss Studie bei 551 GWh oder rund 26% des Gesamt­strom­verbrauchs der Rechenzentren. Einsparungen können erzielt werden durch energie­effizientere Speicher, durch höhere Auslastungen, durch mehr Virtualisierung oder durch den Einsatz von effizienteren IT-Komponenten.

Stromverbrauch wird weiter ansteigen

Die Autoren rechnen für die nächsten Jahre mit einem weiteren Anstieg des Stromverbrauchs der Rechenzentren. Er könnte von derzeit 2,1 TWh auf 2,7 bis 3.5 TWh oder sogar bis auf 4 TWh ansteigen. Gründe dafür seien die weiter voran­schreitende Digitalisierung durch Big Data, Internet der Dinge, Industrie 4.0 oder Cloud-Computing. Diese Anwendungen führen zu einem stark wachsenden Datenvolumen. Weiter sei damit zu rechnen, dass sich grosse Cloud-Anbieter in der Schweiz niederlassen, um so die steigenden Sicherheits- und Datenschutz­anforderungen der Schweizer Unternehmen zu befriedigen.

Empfehlungen

Wenn das in der Studie ausgewiesene Energie­effizienz­potenzial von insgesamt rund 46% des aktuellen Stromverbrauchs ausgeschöpft wird, könnte der Anstieg des Stromverbrauchs zumindest gedämpft werden. Die Studie listet dazu einige Empfehlungen auf, mit denen der Bund in Zusammenarbeit mit Kantonen, Gemeinden und der Branche die Entwicklung positiv beeinflussen kann. Dazu gehören: 

• Bereitstellung von Information und Beratung für Unternehmen mit internen Rechenzentren.
• Unterstützung der Kantone und Gemeinden durch den Bund, beispielweise bei der Erteilung von Bau­bewil­ligungen oder bei der Umsetzung des Grossverbraucherartikels.
• Bereitstellung von Informationen sowie Aus- und Weiterbildungs­angebote für Planer, Investoren und Betreiber von neuen und bestehenden Rechenzentren.
• Unterstützung von freiwilligen Ansätzen wie beispielsweise das Effizienzlabel der Swiss Datacenter Efficiency Association SDEA oder durch das Förderprogramm für Energie­effizienz in Rechenzentren und Serverräumen PUEDA+ von ProKilowatt.
• Für die Dekarbonisierung des Gebäudebereichs sollte bei der Planung von thermischen Netzen die Abwärme von Rechenzentren berücksichtigt werden.
• Weitere freiwillige Massnahmen und auch normative Grundlagen sollten in Zusammenarbeit mit der Branche erarbeitet und umgesetzt werden, beispielsweise mit dem Schweizerischen Ingenieur- und Architektenverein SIA und der SDEA. Mittelfristig könnten solche Grundlagen auch in Neubauvorschriften einfliessen.

 

Neue Rechenzentren in der Schweiz

Mögliche neue Rechenzentren in der Schweiz und der erwartete Zuwachs an Nutzfläche und IT-Leistung wurde im Rahmen einer von der 7pro Solution AG durchgeführten Studie im Auftrag des Bundesamts für Energie/EnergieSchweiz untersucht. Die Studie «Rechenzentren in der Schweiz - Bau- und Ausbaupläne» zeigt, dass in den nächsten Jahren mit einem deutlichen Zuwachs an IT-Leistung aus Rechenzentren gerechnet werden muss. Insbesondere im Grossraum Zürich und in der Genferseeregion.