Stromverbrauch von Rechenzentren in Deutschland nimmt weiter zu

Rechenzentren 2022

Der Stromverbrauch der Rechenzentren in Zitieren Sie uns!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

  • Rechenzentren verbrauchten im Jahr 2022 17,9 Mrd. kWh Strom.
  • Das sind 3,7 % des deutschen Stromverbrauchs und deutlich mehr als die ganze Stadt Berlin benötigt.
  • Der Stromverbrauch von IT-Komponenten in den Rechenzentren hat sich seit 2010 mehr als verdoppelt.
  • Ein Anstieg auf über 30 Mrd. kWh/a im Jahr 2030 wäre möglich.

Stromverbrauch von Rechenzentren in Deutschland

 


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 Infobox PUE WertRahmenbedingungen 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

  • Aktuell könnten theoretisch 350.000 Wohnungen mit der Abwärme aus Deutschlands 90 Großrechenzentren geheizt werden.
  • Bis 2035 könnten auch praktisch bis zu 6 Mrd. kWh/a an Abwärme aus Rechenzentren genutzt werden.
  • Damit könnten bis zu 600.000 Wohnungen mit Wärme aus Rechenzentren versorgt werden.

Rechenzentren 2022: Ein Mega-Rechenzentrum verbraucht soviel Strom wie eine Großstadt.


Handlungsempfehlungen

  • Abwärme aus Rechenzentren muss stärker genutzt werden.
  • Dafür ist der Ausbau von Nah- und Fernwärmenetzen dringend nötig.
  • Technische Voraussetzungen zur Auskopplung von Abwärme aus Rechenzentren müssen geschaffen werden.

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)Treibhausgas Szenarien


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.

Dr. Ralph Hintemann

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.

Dr. Ralph Hintemann

Publikationen

  • Hintemann, R. & Hinterholzer, S. (2022). Rechenzentren 2021. Cloud Computing treibt das Wachstum der Rechenzentrumsbranche und ihres Energiebedarfs. Download
  • Hintemann, R. (2021). Rechenzentren 2020. Cloud Computing profitiert von der Krise. Energiebedarf der Rechenzentren steigt trotz Corona weiter an. Download
  • Hintemann, R. (2020). Rechenzentren 2018. Effizienzgewinne reichen nicht aus: Energiebedarf der Rechenzentren steigt weiter deutlich an. Download
  • Hintemann, R. (2018). Rechenzentren 2017. Boom führt zu deutlich steigendem Energiebedarf der Rechenzentren in Deutschland im Jahr 2017. Download
  • Hintemann, R. (2017). Rechenzentren 2016. Trotz verbesserter Energieeffizienz steigt der Energiebedarf der deutschen Rechenzentren im Jahr 2016. Download
  • Hintemann, R. (2015). Rechenzentren 2015. Deutliches Wachstum bei deutschen Rechenzentren – Update 2015. Download
  • Hintemann, R. (2015). Rechenzentren 2014. Deutliches Wachstum bei deutschen Rechenzentren im Jahr 2014. Download
  • Hintemann, R. & Fichter, K. (2013). Server und Rechenzentren in Deutschland im Jahr 2012. Download

 

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