Der Bau von Rechenzentren unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit: Was funktioniert

Rechenzentren halten die moderne Welt online. Sie treiben die KI an, die Ihren nächsten Einkauf vorhersagt, streamen Ihre Lieblingssendungen ohne Pufferung, speichern Ihre wachsende Fotosammlung und ermöglichen es Ihnen, Freunden auf der anderen Seite des Globus in Sekundenschnelle Nachrichten zu senden. Aber all das hat seinen Preis. Diese digitalen Maschinen verbrauchen enorme Mengen an Strom und Wasser, was die lokalen Ressourcen belastet und zu den globalen Emissionen beiträgt.

Da die Nachfrage nach KI, Cloud-Diensten und Daten weiter steigt, hat sich der Aufbau nachhaltiger Rechenzentren von einer netten Idee zu einer geschäftlichen Notwendigkeit entwickelt.

Führungskräfte im Infrastrukturbereich debattieren nicht darüber, ob Nachhaltigkeit wichtig ist. Sie konzentrieren sich darauf, wie sie sie umsetzen können - indem sie Anlagen entwerfen, die ESG-Ziele erfüllen, Kosten senken und mit dem unaufhaltsamen digitalen Wachstum Schritt halten. Da Nachhaltigkeit zum neuen Standard wird, stellt sich eine Frage: Was funktioniert?

Strom: Senkung des Verbrauchs und Verbesserung der Effizienz

Warum PUE wichtig ist (und warum es nicht die einzige Geschichte ist)

Der Energieverbrauch ist nach wie vor der wichtigste Teil des Nachhaltigkeitspuzzles. Die Internationale Energieagentur schätzt, dass Rechenzentren heute etwa 1-2 % des weltweiten Strombedarfs ausmachen, eine Zahl, die mit der Ausweitung von KI und anderen rechenintensiven Anwendungen voraussichtlich weiter steigen wird (Internationale Energieagentur, 2023).

Rechenzentrumsteams überwachen die Power Usage Effectiveness (PUE) genau, um die tatsächliche Energieeffizienz zu beurteilen. Ein perfekter PUE-Wert von 1,0 bedeutet, dass jedes Watt direkt in die Server fließt und nicht für Kühlung oder Beleuchtung verschwendet wird. Die besten Einrichtungen von heute können einen Wert zwischen 1,1 und 1,4 erreichen - eine erhebliche Verbesserung gegenüber früheren Designs.

Praktische Schritte, die etwas bewirken

Die Betreiber wenden bewährte Strategien an, um zu versuchen, diese Zahlen zu senken:

-Flüssigkeitskühlung:

Im Gegensatz zu Luftsystemen wird die Wärme bei Flüssigkeiten viel effektiver abgeführt. In einigen Einrichtungen werden die Server sogar in spezielle Flüssigkeiten getaucht, die die Wärmeübertragung verbessern und den Energieverbrauch der Lüfter reduzieren.

-KI-gesteuerteKlimasteuerung:

Modelle für maschinelles Lernen können die Serverauslastung und lokale Wettermuster vorhersagen und die Kühlung in Echtzeit anpassen, um Energieverschwendung zu vermeiden.

-modulare USV-Systeme:

Statt überdimensionierter Stromversorgungen verwenden viele Rechenzentren heute modulare unterbrechungsfreie Stromversorgungen, die genau die benötigte Kapazität liefern, und zwar genau dort, wo sie gebraucht wird.

Das Rechenzentrum von Google in Hamina, Finnland, ist ein perfektes Beispiel dafür. Durch die Nutzung von kaltem Meerwasser zur Kühlung hat das Unternehmen nicht nur die Betriebskosten gesenkt, sondern auch den CO2-Fußabdruck des Standorts erheblich verringert (Google, 2022). Diese Art der lokalen Anpassung zeigt, wie sich clevere Technik in Verbindung mit der Geografie sowohl in Bezug auf die Nachhaltigkeit als auch auf das Endergebnis auszahlen kann.

Wasser: Warum es genauso wichtig ist wie Energie

Wir konzentrieren uns in der Regel auf den Stromverbrauch, aber Wasser ist ebenso wichtig. Ältere Verdunstungskühlsysteme können jedes Jahr Millionen von Litern Wasser verbrauchen - in Regionen, die von Dürre betroffen sind, ist das kaum tragbar.

Führende Betreiber wenden sich nun verantwortungsvolleren Konzepten zu:

-diabatische Abkühlung:

Diese Systeme kühlen die Luft mit einem feinen Nebel vor und verdampfen das Wasser nur dann, wenn es wirklich benötigt wird, was die Verschwendung reduziert.

-Flüssigkeitskühlung im geschlossenen Kreislauf:

Anstatt ständig frisches Wasser zu entnehmen, wird bei diesen Systemen dasselbe Wasser wiederholt verwendet, was den Gesamtverbrauch erheblich senkt.

Die Anlage von Facebook in Prineville, Oregon, zeigt die Wirksamkeit dieser Strategien. Durch die Kombination innovativer Wassersysteme konnte der Standort den Verbrauch im Vergleich zu älteren Konzepten um mehr als 70 % senken (Meta Platforms 2021). Dieser Ansatz ist mehr als nur ein schöner Nachhaltigkeitsbericht - er hilft aktiv den lokalen Gemeinschaften, die auf diese gemeinsamen Wasserquellen angewiesen sind.

Standort: Warum die Karte immer noch wichtig ist

Lange bevor Betreiber ein einziges Rack installieren, spielt die Wahl des Standorts eine große Rolle für die Effizienz. Einrichtungen in kühleren Klimazonen nutzen oft über weite Strecken des Jahres eine Freiluftkühlung, die den Bedarf an energieintensiven mechanischen Systemen reduziert. Aus diesem Grund werden in Skandinavien, Kanada und im pazifischen Nordwesten immer wieder neue Rechenzentrumsprojekte errichtet.

Es gibt keinen Ersatz für die Nutzung von sauberer Energie in der Nähe. Durch die Ansiedlung von Rechenzentren in der Nähe von Windparks, Solarparks oder Wasserkraftwerken können sich Unternehmen durch direkte Abnahmeverträge zuverlässige grüne Energie sichern. Die Windparks von Amazon in Irland oder die Solaranlagen von Microsoft in Arizona verringern die Emissionen und verhindern, dass die Rechnungen jedes Mal steigen, wenn die Öl- und Gaspreise ansteigen (Internationale Energieagentur, 2023).

Richtig bauen von Anfang an: Nachhaltiges Bauen

Nachhaltigkeit beginnt nicht erst, wenn die Server hochgefahren werden. Sie beginnt am ersten Tag, mit den Materialien und den Baupraktiken.

Hier erfahren Sie, wie zukunftsorientierte Bauherren die Weichen stellen:

-Verwendung vonrecyceltem oder kohlenstoffarmem Stahl und Beton:

Durch die Wahl dieser Materialien wird der Kohlenstoff-Fußabdruck, der durch die Konstruktion selbst entsteht, verringert.

-Leanauf modularen, vorgefertigten Komponenten:

Die Fertigung von Teilen außerhalb des Standorts minimiert den Abfall, verbessert die Qualität und verkürzt die Projektlaufzeiten.

Ausführungmit Warmgang- und Kaltgangeinhausung:

Durch die natürliche Trennung von Warm- und Kaltluftströmen machen diese Anordnungen das gesamte Kühlsystem von Anfang an effizienter.

Über die lange Lebensdauer eines Rechenzentrums hinweg summieren sich diese Entscheidungen allmählich. Allein durch einen innovativen Luftstromplan kann der Energiebedarf für die Kühlung um bis zu 30 % gesenkt werden.

Den Spielstand festhalten: Warum Metriken und Transparenz wichtig sind

Um sich weiter zu verbessern, müssen die Betreiber ihre Leistung verfolgen. Die Überwachung der PUE und der Wassernutzungseffizienz (WUE) liefert den Teams die Erkenntnisse, die sie für die Feinabstimmung ihres Betriebs benötigen. Investoren und Partner verlangen jetzt zunehmend klare Berichte und Prüfungen durch Dritte, um Nachhaltigkeitsansprüche zu bestätigen.

Dieses Maß an Transparenz geht über die bloße Einhaltung von Vorschriften hinaus - es schafft Vertrauen. Da Unternehmen ihren Fokus auf den CO2-Fußabdruck in der Lieferkette richten, werden sie mit Rechenzentren zusammenarbeiten, die ihr echtes Engagement für grüne Praktiken unter Beweis stellen.

Mehr als nur ESG-Optik

Man kann sich zu Recht fragen, ob all dies hauptsächlich für ESG-Schlagzeilen getan wird. Aber immer wieder zeigen die Ergebnisse, dass sich diese Investitionen auszahlen. Ein geringerer Strom- und Wasserverbrauch senkt die Rechnungen, schützt die Betreiber vor Ressourcenknappheit und hilft, unerwartete behördliche Eingriffe zu vermeiden.

Es gibt auch einen Wettbewerbsaspekt. Unternehmen, die in Sachen Nachhaltigkeit führend sind, gewinnen in der Regel die Kunden, die grüne Infrastrukturen als eine Erweiterung ihrer Markenwerte betrachten. Diejenigen, die hinterherhinken, riskieren, sowohl Marktanteile als auch ihren Ruf zu verlieren.

Wohin die Reise geht: Von intelligenten Verbesserungen bis zu kühnen Experimenten

Die Industrie begnügt sich nicht mit kleinen Verbesserungen. Die Ingenieure erforschen große Ideen, von der Aufstellung von Regalen unter Wasser über die Nutzung natürlicher Strömungen zur Kühlung bis hin zur Ableitung von Abwärme in die Nachbarschaft. Viele dieser Konzepte befinden sich noch in der Entwicklung, aber sie zeigen das Engagement der Branche für innovative, umweltfreundlichere Lösungen.

Rechenzentren waren einst berüchtigte Energiefresser. Jetzt werden sie zu echten Lösungen für das Klima. Ob Server in Öl getaucht werden, Flüssigkeiten isoliert werden, KI zur Senkung des Stromverbrauchs eingesetzt wird oder kohlenstoffarme Baumaterialien gewählt werden - jeder Durchbruch trägt dazu bei, dass die Technik und der Planet Seite an Seite gedeihen.

Partnerschaft mit Introl für intelligenteres Bauen

Wir von Introl begleiten unsere Kunden bei den komplexen Abwägungen beim Aufbau von Rechenzentren, die schnell, skalierbar und umweltfreundlich sein müssen. Ganz gleich, ob Sie dichte GPU-Cluster für die künstliche Intelligenz bereitstellen oder Ihre regulären Edge-Standorte einrichten - die Entscheidungen, die Sie jetzt treffen, werden sich über Jahre hinweg auf die Umwelt auswirken.

Wenn Sie herausfinden möchten, wie Ihr nächstes Projekt Ihre umweltfreundlichen Strategien übernehmen kann, ohne Abstriche bei der Leistung oder dem Zeitplan zu machen, lassen Sie uns darüber sprechen. Gemeinsam können wir eine wichtige und effiziente Infrastruktur aufbauen und dazu beitragen, dass die Zukunft auf einem gesünderen Planeten gedeiht.

Referenzen (Chicagoer Stil)

- Internationale Energieagentur. Datenzentren und Datenübertragungsnetze. IEA, 2023.

- Google. Umweltbericht 2022. Alphabet Inc., 2022.

- Meta-Plattformen. Highlights der Nachhaltigkeit. Meta, 2021.

- Internationale Energieagentur. Tracking Data Centres 2023. IEA, 2023.

•        Die Umweltauswirkungen des Cloud Computing - Mudiator. https://mudiator.com/the-environmental-impact-of-cloud-computing/