• Klimawandel

Der Stromverbrauch der Rechenzentren in Deutschland nimmt weiter zu. 17,9 Mrd. kWh verbrauchten die Rechenzentren im Jahr 2022. Das ist deutlich mehr, als die ganze Stadt Berlin benötigt. Tendenz: weiter steigend!

Die Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft führt zum Bau neuer und auch sehr großer Rechenzentren. Und deren Stromverbrauch nimmt weiter zu.

Mit 17,9 Mrd. kWh verbrauchten die Rechenzentren in Deutschland 2022 fast eine Mrd. kWh mehr Strom als im Jahr 2021. Der Stromverbrauch eines einzigen Mega-Rechenzentrums kann die Größenordnung des Stromverbrauchs einer Großstadt erreichen.

Stromverbrauch steigt weiter | Effizienz verbessert sich

Besonders deutlich steigt der Stromverbrauch der IT-Komponenten (Server, Storage und Netzwerk), der sich seit 2010 auf 11,8 Mrd. kWh mehr als verdoppelt hat. Die Effizienz der Gebäudetechnik der Rechenzentren hat sich seit 2010 deutlich verbessert. Dennoch wird auch heute noch ein Drittel des verbrauchten Stroms für Klimatisierung, Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) und andere Gebäudetechnik aufgewendet.

Zwischen 2010 und 2022 stieg der Stromverbrauch der Gebäudetechnik nur moderat von 4,6 auf
6,1 Mrd. kWh/a an. Der PUE-Wert, ein Maß für die Effizienz der Gebäudetechnik, verbesserte sich sehr deutlich von 1,82 auf 1,52. Wenn sich der Trend des Baus von Rechenzentren fortsetzt, wird auch der Stromverbrauch weiter steigen. Ein Anstieg auf über 30 Mrd. kWh/a im Jahr 2030 wäre möglich.

Facts Stromverbrauch

Abwärme muss stärker genutzt werden

Umso wichtiger wird es, Rechenzentren nachhaltig und effizient zu betreiben. Dafür müssen auch die weiteren Ressourcenbedarfe, wie der Wasser- und Flächenverbrauch, stärker in den Blick genommen werden. Auch die Abwärme, die beim Betrieb von Rechenzentren entsteht, muss stärker genutzt werden.

Der Digitalverband Bitkom schätzt, dass theoretisch 350.000 Wohnungen mit der bislang weitestgehend ungenutzten Abwärme aus den aktuell existierenden 90 deutschen Großrechenzentren versorgt werden könnten.

Es fehlt an den Voraussetzungen

Dazu fehlt es aber sowohl an technischen Voraussetzungen wie, z. B. Wärmenetzen, als auch an geeigneten organisationalen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen auf Seiten der Rechenzentren und der Energieversorger.

Ändert sich dies, könnten nach Schätzungen von Borderstep bis zum Jahr 2035 unter sehr guten Rahmenbedingungen bis zu
6 Mrd. kWh/a an Abwärme aus Rechenzentren genutzt werden.

Facts Abwärme

Handlungsempfehlungen

Klimafreundlichkeit der Rechenzentren hängt stark vom Strommix ab

In Deutschland betriebene Rechenzentren verursachen erhebliche Mengen an Treibhausgasemissionen, die größtenteils (bis zu 90 %) auf die Stromversorgung der Rechenzentren zurückzuführen sind. Die hohe Rate an Treibhausgasemissionen resultiert aus dem noch wenig klimafreundlichen Strommix in Deutschland. Je mehr Strom zukünftig durch erneuerbare Energien gewonnen wird, desto weniger Treibhausgasemissionen entstehen.

Aber auch bei der Herstellung der IT-Geräte und der Errichtung der Rechenzentren entstehen Treibhausgasemissionen, wenngleich ihr Anteil mit etwa 10 % an den Gesamtemissionen der Rechenzentren vergleichsweise gering ist. Mit dem zunehmenden Einsatz erneuerbarer Energiequellen in der Stromversorgung gewinnt jedoch der Anteil dieser Emissionen verhältnismäßig an Bedeutung.

In Ländern mit klimafreundlicher Stromerzeugung, z.B. in Skandinavien oder in Frankreich (durch Atomstrom), verursachen bereits heute die Herstellung der IT-Geräte und der Bau der Gebäude mehr Treibhausgasemissionen als der Stromverbrauch der Rechenzentren.

Mögliche Entwicklung der Treibhausgasemissionen durch den Stromverbrauch der Rechenzentren und  kleineren IT-Installationen in Deutschland bis 2030 in zwei Szenarien:
EU-Prognose (EUCO3232.5)  und 80 % Ziel (IINAS)

Weitere Infos

Das Borderstep Institut ermittelt bereits seit 2007 Zahlen zum Stromverbrauch von Rechenzentren.

Die Berechnungen erfolgen mit Hilfe eines umfangreichen Strukturmodells der Rechenzentrumslandschaft in Deutschland und Europa, das am Borderstep Institut entwickelt wurde und seit 2012 regelmäßig aktualisiert wird.

In dem Modell sind die Rechenzentren in unterschiedlichen Größenklassen in ihrer Ausstattung mit verschiedenen Servertypen, Speichersystemen und Netzwerkinfrastrukturen beschrieben.

Außerdem wird zwischen Cloud-, Edge und traditionellen Rechenzentren unterschieden. Es werden auch die Altersstruktur der Server und die Stromverbräuche der verschiedenen Servertypen in unterschiedlichen Betriebszuständen berücksichtigt. Ebenso ist die Gebäudetechnik wie Klimatisierung, Stromversorgung, USV, etc. modelliert.

Digitalisierung braucht Rechenzentren. Ohne sie können wir unsere Smartphones nicht nutzen und fast alle Fabriken würden stillstehen. Aber gerade weil wir immer mehr Rechenzentren brauchen, müssen wir sicherstellen, dass diese so klimafreundlich und nachhaltig wie möglich gebaut und betrieben werden.

Publikationen

DOWNLOAD: FACTS & FIGURES RECHENZENTREN

Seit dem Jahr 2009 ist die Anzahl der Geschäftsreisen in durchschnittlich um ca. 3 Prozent pro Jahr gestiegen. Wurden im Jahr 2009 noch knapp 145 Millionen Geschäftsreisen durchgeführt, lag die Anzahl im Jahr 2019 bereits bei 195 Millionen (VDR, 2014, 2020).

Problematisch daran ist, dass diese Reisen überwiegend mit dem PKW (knapp 40 Prozent) und dem Flugzeug (ca. 36 Prozent) durchgeführt wurden. Die klimafreundliche Bahn kam nur auf einen Anteil von 22 Prozent (Clausen & Schramm, 2021).

Mit  Beginn der Pandemie im Jahr 2020 ist die Anzahl der Dienstreisen um knapp 83 Prozent zurückgegangen (VDR, 2021). Alternative Möglichkeiten der Zusammenarbeit mussten  gefunden werden.

Das Angebot von Online Videokonferenzformaten ist in dieser Zeit explodiert. Und wie eine im Juni 2021 vom Borderstep Institut durchgeführte  Repräsentativbefragung zeigt, hat sich die Nutzung dieser Tools deutlich intensiviert

Facts Dienstreisen

Nutzung von Videokonferenzen vor und nach Corona

Viele Erfahrungen mit Videokonferenzen sind positiv. Sie reduzieren deutlich den Zeitaufwand für Meetings und immer dann, wenn sie eine Dienstreise ersetzen, reduzieren sie auch die Kosten. Im Vergleich zu realen Meetings haben sie also ein sehr günstiges Kosten-Nutzen-Verhältnis. Trotzdem wurden Online Videokonferenzen bis 2020 nur wenig genutzt. In einer von Borderstep im Jahr 2021 durchgeführten Repräsentativbefragung wurden 500 Geschäftsreisende zu ihrem Geschäftsreiseverhalten vor der Pandemie und den erwarteten Veränderungen in der Post-Corona-Zeit befragt.

Die Pandemie erzwingt den Wandel

Die Befragung ergab, dass vor Corona lediglich 45 Prozent der Befragten mindestens einmal pro Woche eine Videokonferenz durchgeführt haben. Die notwendigen  Verhaltensänderungen waren ein Hemmnis. Kulturelle Barrieren mussten überwunden und Reisegewohnheiten durchbrochen werden. Seit März 2020 erzwingt die Pandemie den Wandel der Verhaltensweisen. Im Juni 2021 haben fast 90 Prozent der Befragten einmal pro Woche eine Videokonferenz durchgeführt. Die tägliche Nutzung ist von 7 Prozent auf 33 Prozent gestiegen. Auf Basis von Erkenntnissen der Diffusionsforschung kann erwartet werden, dass das geänderte Verhalten aufgrund seiner Vorteile in einem hohen Umfang beibehalten wird.

Facts Videokonferenzen

Weiter lässt sich aus den Ergebnissen der Befragung ableiten, dass die Personen eine Reduzierung ihrer dienstlichen Reisen um 25 Prozent erwarten. Dies hätte eine Reduktion der Treibhausgasemissionen von ca. 3 Mio. t CO₂äq pro Jahr zur Folge.

Potenzial von Dienstreisenrückgang nutzen

Um die möglichen THG-Einsparungen zu realisieren, müssen Videokonferenzen weiterhin verstärkt genutzt werden. Denn im Vergleich zu einer Dienstreise lassen sich durch den Einsatz von Online Kollaborationstools mehr als 90 Prozent der THG-Emissionen einsparen.

Videokonferenzen sparen Zeit und Geld

Mit Blick auf die Substitution von Geschäftsreisen durch Videokonferenzen ist von einem starken Stabilisierungseffekt auszugehen. Getrieben wird dieser von den Geschäftsreisenden durch die erhebliche eingesparte Zeit, von den Unternehmen durch die ebenso erheblichen eingesparten Kosten. Laut Verband deutsches Reisemanagement (VDR) sind die Kosten für Geschäftsreisen von 55,3 Mrd. € in 2019 auf 10,1 Mrd. € in 2020 und damit um knapp 82 Prozent zurückgegangen (siehe VDR, 2021).

Reboundeffekte könnten in zusätzlichen Videokonferenzen bestehen, deren Klimawirkung aber im Vergleich zu realen Reisen eher gering ist.

Fazit

DOWNLOAD: FACTS & FIGURES KLIMASCHUTZ DURCH VIDEOKONFERENZEN STATT DIENSTREISEN

Gebäude sind einer der Hauptverursacher von CO2-Emissionen in Deutschland. Sie sind für ein Drittel des Endenergiebedarfs in Deutschland verantwortlich. Für die deutsche Klimapolitik ist der Gebäudesektor deshalb ein zentraler Baustein.

In der bisherigen Diskussion standen vor allem die energetische Sanierung (Dämmung, Tausch von Fenstern, etc.) sowie die Dekarbonisierung der Energieträger (Gas und Öl) im Mittelpunkt.

Aber auch digitale Technologien im Gebäudesektor (Gebäudeautomation) können erheblich zur Reduktion von Energieverbrauch und CO2-Emissionen beitragen. Ihre Rolle für den Klimaschutz wurde bisher jedoch nicht systematisch ermittelt.

Das Borderstep Institut hat daher in mehreren Studien die CO2-Einsparpotenziale von Gebäudeautomation in Deutschland analysiert.

Facts

In der Studie Klimaschutz und Energieeffizienz durch digitale Gebäudetechnologien für den Branchenverband Bitkom untersuchte das Borderstep Institut die Rolle von digitalen Technologien für den Klimaschutz im Gebäudesektor. Tragen digitale Technologien zu einer Senkung des Energieverbrauchs in Gebäuden bei? Welchen Anteil haben sie bei der Erreichung der Klimaschutzziele?

Facts

Fazit

DOWNLOAD:FACTS & FIGURES KLIMASCHUTZ DURCH GEBÄUDEAUTOMATION