Grüne Rechenzentren

Verborgenes Datenbiotop

Eine ehemalige Mine, eine verlassene Militärstation, ein früherer Bunker: Die Betreiber von Rechenzentren entwickeln immer kreativere Ideen, um steigende Datenmengen zu speichern. Wer am Ende erfolgreich sein möchte, muss aber vor allem das Vertrauen der Nutzer in die Datensicherheit gewinnen.

Text Joscha Duhme

Zwischen den Inseln Husevågøy und Vågsøy im Westen Norwegens liegt der Eingang zum Vågsfjord. Was nach Kreuzfahrt-romantik klingt, ist viel mehr als eine malerische Szenerie für touristische Werbeangebote. Der Fjord ist wie ein Kühlschrank für das Lefdal Mine Datacenter (LMD), einem der ambitioniertesten Rechenzentrumsprojekte der Welt. Dessen Kühlung erfolgt mit Meerwasser, das auch im Sommer kaum über 17 Grad Celsius warm wird. Damit ist das LMD ein Beispiel für eine der innovativsten Lösungen in einer rasant wachsenden Branche. In Zeiten von Cloud-Computing und Hochgeschwindigkeitsverbindungen setzen viele Betreiber auf besonders umweltverträgliche Lösungen für IT-Rechenzentren. Der Grund dafür liegt nicht nur im steigenden ökologischen Bewusstsein, sondern hat vor allem wirtschaftliche Gründe. Strom ist ein enormer Kostenfaktor für jedes Rechenzentrum. Anlagen in Regionen mit günstigen Strompreisen, sparsame Technologien und die effiziente Energienutzung zahlen sich daher aus. Von außen ist das im Bau befindliche LMD nahezu unsichtbar. Es entsteht tief unter der Erde in einer ehemaligen Mineralienmine. Wo einst Gestein abgebaut wurde, werden nun Daten, quasi die Rohstoffe der Zukunft, gespeichert und verarbeitet. Ein einzelner, streng bewachter Eintrittspunkt soll ein Höchstmaß an Sicherheit bieten. Der umgebende Fels garantiert Schutz vor elektromagnetischen Impulsen. In dem fünfstöckigen Stollensystem bieten 120.000 Quadratmeter Platz für eine Infrastruktur, die in der letzten Ausbaustufe bis zu 100 Megawatt an Energie verbrauchen wird. „Es heißt ja Big is beautiful“, sagt Egil Skibenes, Vorstandsvorsitzender von LMD. „Und die Lefdal Mine ist sehr, sehr, sehr groß.“

 

LUKRATIVES GESCHÄFT

Fakt ist, dass sich die Welt um uns herum schneller verändert als jemals zuvor. Grund dafür ist die Digitalisierung mit Big Data, also riesigen Datenmengen, einer mobilen Datennutzung und der damit verbundenen Verlagerung von Inhalten und Anwendung in die sogenannte Cloud. Tag für Tag werden weltweit Milliarden Gigabyte Daten generiert, mit exponentiellem Wachstum: 90 Prozent der Daten, die weltweit gespeichert sind, stammen aus den vergangenen beiden Jahren. Prognosen zufolge wird sich das weltweite Datenvolumen etwa alle 18 Monate verdoppeln. „Allein bis 2020 sehen wir daher einen Bedarf von 60 neuen großen Rechenzentren in Europa“, sagt Egil Skibenes. Die einfache Rechnung der LMD-Betreiber: Wenn der Standort, an dem Daten lagern, scheinbar immer unwichtiger wird, ist es sinnvoll, in besonders günstigen Gegenden zu bauen. Also nicht im Ballungsgebiet mit hohen Grundstückspreisen, sondern in der preiswerten Peripherie. In Regionen mit einem Überfluss an günstiger Energie. Und am besten unter Nutzung bestehender Infrastrukturen. Alle diese Standortvorteile treffen auf die norwegische Westküste zu. „Die Kosten gegenüber einem Rechenzentrum, das wir oberirdisch bauen müssten, betragen die Hälfte. Die Mine ist ja schon da“, sagt Skibenes. Würde man außerdem zum aktuellen Zeitpunkt mit einem komplett ausgebauten LMD ans Netz gehen, würden die Stromkosten rund 150 Millionen Euro betragen. In Deutschland müsste man mit rund 300 Millionen, in Großbritannien sogar mit 500 Millionen Euro rechnen.

Standortvorteil Klima

Einen Anteil daran hat auch die norwegische Regierung, die in Lösungen wie dem LMD die Möglichkeit sieht, ein führender Global Player im Bereich Datenverarbeitung und Rechenzentren zu werden. „Wir produzieren mehr Energie, als wir benötigen, obwohl wir ausschließlich auf erneuerbare Energien setzen“, sagt der Erdöl- und Energieminister Tord Lien. „Und unser Klima bietet beste Voraussetzungen für natürliche Kühlverfahren."

Diese Vorteile im hohen Norden haben auch Verne Global überzeugt. Ihren 180.000 Quadratmeter umfassenden Rechenzentrumscampus hat die britische Firma im isländischen Keflavík  errichtet – auf einem ehemaligen Nato-Luftwaffenstützpunkt. „Mit durchschnittlichen Temperaturen zwischen 3 und 14 Grad Celsius bietet Island ideale Voraussetzungen für Datenzentren“, erläutert Birgit Kneschke, Marketingdirektorin bei Verne Global. Das kühle isländische Klima ermöglicht die nahezu vollständige freie Kühlung der Anlage. Verbunden mit dem europäischen Festland ist das Rechenzentrum über Glasfasermeereskabel.

Auf dem Marine­fliegerstützpunkt

Auf dem Marine­fliegerstützpunkt

Der 180.000 Quadratmeter großen Campus des Rechenzentrums von Verne Global liegt westlich von Reykjavik, der Hauptstadt Islands, nur Minuten vom internationalen Flughafen Keflavík entfernt. Die gesamte Anlage wird zu 100 Prozent mit erneuerbaren Energien versorgt und vollständig durch das isländische Klima gekühlt. So frostig wie es an der Oberfläche ist, so heiß ist es darunter – wie an den Rauchschwaden hinter den Gebäuden des Rechenzentrums zu sehen ist. Keflavík liegt in einem Geothermiegebiet. Das heiße Wasser speist unter anderem ein Thermalfreibad, das den Namen Blaue Lagune trägt.

 

RAUS AUFS LAND?

Sind Datenzentren wie die Anlagen am Vågsfjord oder in Keflavík also die Lösung und der Königsweg für die Rechenzentren der Zukunft mit einem immer höheren Energieaufwand und steigenden Kosten für die Speicherung neuer, riesiger Datenmengen? Marko Hoffmann, Teamleiter Neue Medien des Bereichs Sec-IT von TÜV SÜD, gibt sich trotz vieler Vorteile zurückhaltend. „Ich glaube, bei solchen Beispielen handelt es sich um Vorzeigeprojekte“, sagt er. „Es muss schon sehr viel zusammenpassen, um das Problem von Verfügbarkeit, Effizienz und Sicherheit von Rechenzentren zu lösen.“ Das heißt: Umweltfreundlichkeit und niedrige Kosten sind nur zwei von einer ganzen Reihe an entscheidenden Kriterien.

Zwar sind Planung, Bau und Betrieb der Großanlagen in Norwegen oder Island aufgrund der klimatischen, geografischen und geologischen Bedingungen besonders günstig. Entscheidend für die spätere Nutzung ist aber das Vertrauen in die Sicherheit. Die Vorstellung, einem Dienstleister in Tausenden Kilometer Entfernung sensible Unternehmensdaten anzuvertrauen, lässt vermutlich die meisten IT-Verantwortlichen von Firmen erschauern.

Zwar versprechen die Betreiber höchste Sicherheit und werben gezielt mit der Lage ihrer Einrichtungen – fern von elektromagnetischen Einwirkungen und Großstädten. „Doch wo die Daten gelagert werden, ist für viele Kunden hochsensibel“, bestätigt Marko Hoffmann. „Für Firmen mit hohem Datenschutz- und Sicherheitsbewusstsein ist es wichtig, dass die Daten im eigenen Land gespeichert werden.“ Gerade im mittelständischen Bereich setzen viele Unternehmen daher lieber auf regionale Rechenzentren oder auf eigene Lösungen, bei denen die Daten direkt im Haus bleiben.

Zum Beispiel in München. Mitten in der bayerischen Landeshauptstadt baut der Bezirk Oberbayern ein neues Rechenzentrum – in einem ehemaligen Bunker unter der Erde. TÜV SÜD war bei der Planung von Anfang an dabei und hat vor allem die Energieeffizienz der Anlage optimiert. Wo kein kühles Fjordwasser und nur begrenzte regenerative Energiequellen zur Verfügung stehen, müssen die Betriebskosten über Effizienzsteigerungen gesenkt werden.

 

 

Thomas Grüschow, TÜV SÜD-Spezialist für Rechenzentren
„Moderne, effiziente Technik und wärme­tolerante IT-Geräte einzusetzen – das sind Kern­elemente der Umweltfreundlichkeit und Nachhaltigkeit für ein Rechen­zentrum."

Eine Frage der Temperatur

Thomas Grüschow ist Spezialist für Rechenzentren bei TÜV SÜD und hat das Projekt geleitet. Er sieht sich als Vorreiter – auch ökologisch. „Wer seine Anlagen mit Wasser direkt aus dem Naturkreislauf kühlt, wählt zwar eine kosteneffiziente Lösung. Ob diese jedoch ökologisch nachhaltig für unseren Planeten ist, ist fraglich“, sagt er. Denn Megarechenzentren wie das LMD erwärmten den Fjord, was wiederum den Sauerstoffgehalt im Wasser reduziere.

Grüschow begrüßt daher neue Ansätze für die Kühlung und regenerative Energieversorgung in geeigneten Regionen der Welt, sieht die Zukunft neuer Datenspeicher aber in einem anderen Vorgehen. „Die Technik muss weiterentwickelt werden, damit sie energieeffizienter als heute betrieben werden kann.“ Konkret heißt das: Server müssen mit höheren Temperaturen umgehen können, und die Verlustleistung muss reduziert werden.

Aktuelle Entwicklungen bestätigen die Wirkung dieses Ansatzes. Lagen die Temperaturen in einem Rechenzentrum vor einem Jahrzehnt noch bei 18 Grad Celsius, hält die neueste Technik heute über 23 Grad Celsius aus. „Moderne, effiziente Technik und wärmetolerante IT-Geräte einzusetzen sind Kernelemente der Umweltfreundlichkeit und Nachhaltigkeit für ein Rechenzentrum“, sagt Grüschow. „Und nicht vermeintliche Vorteile wie das Kühlen mit Wasser aus dem Naturkreislauf auszunutzen, ohne die langfristige Naturverträglichkeit zu kennen.“

Und so scheint es, als stünden sich schlussendlich zwei Varianten gegenüber, die die Zukunft der Rechenzentren prägen werden: die internationale und die lokale. Ausschließen müssen sich diese beiden allerdings nicht zwangsläufig, sondern sie können sich vielmehr ergänzen. Während hochsensible Daten aus Sicherheitsgründen besser vor Ort oder in der Nähe eines Unternehmens gespeichert werden sollten, ist für das Gros der weltweiten Daten keine Lokalisierung notwendig. Diese könnten also weltweit gespeichert werden – vorausgesetzt, das Vertrauen der Menschen in diese Systematik wird nicht erschüttert.

Was die beiden Varianten wiederum eint, ist das Streben nach einer immer besseren ökologischen Bilanz. Schon vor neun Jahren verbrauchte das Internet so viel Kohlenstoffdioxid wie die Flugbranche. Die Datenmengen werden in unserer Gesellschaft weiter steigen und mit ihnen auch die Kosten. Am Ende besteht die größte Herausforderung daher darin, den Dreiklang der Daten sicherzustellen: Effizienz, Klimaneutralität und Sicherheit.

Im Bunker

Im Bunker

Im Zentrum von München ist ein hochverfügbares Rechenzentrum aus den 1970er-Jahren im Untergeschoss eines Büro- und Verwaltungsgebäudes entstanden. Ein Teil des Untergeschosses war als eine Bunkeranlage gebaut worden. Für einen geringen Energieverbrauch sorgen die freie Kühlung und die Verwendung von Hocheffizienzpumpen.