Neue Studie sieht drastisch erhöhten Energieverbrauch von Rechenzentren durch neuen Mobilfunkstandard 5G

10.12.2019

  • Großes Abwärmepotenzial entsteht
  • Herausforderung für Stromnetze
  • E.ON ruft „Green Internet Day“ ins Leben

Mit dem Technologiesprung zum Mobilfunkstandard 5G wird der Energiebedarf von Rechenzentren drastisch ansteigen. Zu diesem Ergebnis kommt eine von E.ON bei der Universität RWTH Aachen beauftragte Studie. Danach kann allein 5G den ohnehin stark wachsenden Strombedarf in Rechenzentren um bis zu 3,8 Terawattstunden (TWh) bis zum Jahr 2025 zusätzlich erhöhen. Das wäre genug Strom, um alle 2,5 Millionen Menschen der Städte Köln, Düsseldorf und Dortmund ein Jahr lang zu versorgen. E.ON setzt sich dafür ein, den steigenden Energieverbrauch klimafreundlich zu gestalten. Außerdem prüft das Unternehmen die Situation der Stromnetze im Rechenzentrum-Ballungsraum Frankfurt mit dem Ziel, die Energieversorgung auch bei deutlich steigendem Verbrauch zu sichern.

Auslöser des Energiehungers sind die neuen technischen Möglichkeiten für Unternehmen und Verbraucher. Mit 5G bauen sich Unternehmen eigene Mobilfunknetze auf. In intelligenten Fabriken vernetzen sich selbstfahrende Roboter mit Maschinen und tauschen Informationen aus. Das Mobilfunknetz wird so leistungsfähig, dass Filme in Echtzeit und praktisch ohne Download zur Verfügung stehen. Das erfordert laut Studie den Aufbau von vielen kleinen und lokalen Rechenzentren, die vielfach als Zwischenstation zu den zentralen Einheiten fungieren.

Für E.ON-Vorstandsmitglied Karsten Wildberger kommt es jetzt darauf an, den zusätzlichen Energiebedarf von Beginn an klimafreundlich abzudecken. „Digitalisierung heißt mehr Daten, mehr Rechenkapazität, mehr Rechenzentren. Jedes Rechenzentrum verbraucht riesige Mengen an Strom. Bis 2030 werden bis zu 13 Prozent des weltweiten Strombedarfs von Rechenzentren benötigt. Hier brauchen wir eine nachhaltige Energieversorgung. Das können wir heute umweltfreundlich und zugleich wirtschaftlich realisieren.“

Für die klimafreundliche Versorgung von Rechenzentren sind laut Wildberger alle nötigen Techniken vorhanden. „Wir beliefern Rechenzentren mit sauberer Energie oder bauen an den Standorten hocheffiziente dezentrale Erzeugungsanlagen wie Blockheizkraftwerke oder Brennstoffzellen – oft kombiniert mit Photovoltaik-Systemen oder Windenergie“, so Wildberger.

Das Wachstum der Datenfabriken wirkt sich auch auf die Stromnetze aus. Im Raum Frankfurt, der Hauptstadt der Rechenzentren, hat der Netzbetreiber Syna aus dem E.ON Konzern Mitte des Jahres bereits ein Umspannwerk in Betrieb genommen, das für umgerechnet 160.000 Haushalte ausgelegt ist und besonders die Versorgung der aktuell geplanten Rechenzentren sicherstellt. Syna prüft aktuell umfangreiche Maßnahmen in ihren Netzen, um den Energiebedarf der Rechenzentren und anderer Kunden auch in Zukunft bei deutlichem Wachstum nachhaltig decken zu können.

Bei den Energiekonzepten geht es aber nicht nur um die Energieerzeugung, sondern auch die ressourcenschonende Nutzung von Abwärme. Derzeit werden 13 Milliarden Kilowattstunden Strom in deutschen Rechenzentren in Wärme umgewandelt – und bislang ungenutzt in die Umgebung abgegeben. Laut Studie nutzen nur 19 Prozent der Rechenzentren einen Teil ihrer Abwärme, zum größten Teil in den eigenen Gebäuden für Heizung und Warmwasser.

Bis zum Jahr 2025 werden laut Studie bis zu 8 TWh Abwärme zur Verfügung stehen. Wildberger sieht hier enorme Potenziale für die nachhaltige Nutzung dieser Energie. „Heute wird die Abwärme von Rechenzentren viel zu oft ungenutzt verschwendet. Abwärme ist wertvolle Energie, die knapp die Hälfte der eingesetzten Energie ausmacht. Deshalb müssen Rechenzentren zur Wärmeversorgung von Wohnsiedlungen und ganzen Stadtteilen genutzt werden. Das ist ein ganz konkreter und wichtiger Beitrag zur Kopplung der Sektoren Strom und Wärme, den wir gemeinsam mit unseren Kunden umsetzen.“

Mit der Technologie ectogrid hat E.ON ein Wärme- und Kältenetzsystem entwickelt, das mit niedrigsten Temperaturen arbeitet, von Algorithmen gesteuert wird und verschiedene Erzeuger und Abnehmer von Wärme oder Kälte intelligent miteinander vernetzt. Dieses System, auf das E.ON 39 Patente hält, bietet eine Lösung für die effiziente Nutzung von Abwärme.

Der mit zunehmender Digitalisierung steigende Energieverbrauch ist nicht allein durch die Einführung des 5G Standards bestimmt, sondern wird auch von einem neuen Online-Nutzerverhalten jedes einzelnen verursacht. Dafür will E.ON im Zuge einer Kampagne sensibilisieren. Es geht darum Bewusstsein zu schaffen und einen aktiven Beitrag zu einer klimaschonenden Digitalisierung zu leisten.

E.ON wird daher am 8. Januar als Weltpremiere einen „Green Internet Day“ ins Leben rufen. An diesem Tag wird das Unternehmen unter anderem seine gewohnten Aktivitäten im Internet und auf den Social-Media-Kanälen einstellen und stattdessen auf Lösungen für ein grünes Internet hinweisen. Rund um den „Green Internet Day“ sind zahlreiche weitere Aktionen vorgesehen, die das Unternehmen Anfang Januar vorstellen wird.

Bei der Studie handelt es sich um Berechnungen auf Basis einer Literaturrecherche, vorgenommen vom Institute for Future Energy Consumer Needs and Behavior (FCN), Prof. Madlener, der RWTH Aachen. Die Studie kann unter www.eon.com/green-internet eingesehen werden. Dort hat E.ON zudem einen Informationsbereich zum Thema Energie und Rechenzentren eingerichtet.

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