ISO 50001: Chefsache Energie-Management
USV-Virtualisierung für mehr Effizienz
Mit dem Inkrafttreten der neuen Energie-Management-Norm DIN ISO EN 50001:2011 im April dieses Jahres wird Energieeffizienz endgültig zur Chefsache. Neben dem produzierenden Gewerbe wird sich künftig auch ein Großteil der Rechenzentren mit den Anforderungen des neuen Rahmenwerks konfrontiert sehen, denn viele Rechenzentren gelten im Sinne der Norm als "Bereiche mit erheblichem Energieverbrauch".
Offene Einsparungspotenziale bieten vor allem Server-Hardware und Klimatisierungssysteme, aber auch die für einen ausfallsicheren Betrieb wichtigen USV-Systeme bestimmen mit einem Anteil von bis zu 18 Prozent maßgeblich den Gesamtenergieverbrauch eines Rechenzentrums. Ende April 2012 haben die zuständigen Gremien die europäische Norm DIN EN 16001:2009 durch die internationale Norm DIN EN ISO 50001:2011 - Energie-Management-Systeme ersetzt. Die neue Richtlinie bietet Unternehmen einen systematischen Ansatz, um Energieverbrauch und Treibhausgasemissionen nachhaltig zu minimieren.
Größere Konzerne nutzen die in der ISO 50001 beschriebenen Prozesse auch im Rahmen des EU-Emissionsrechtehandels, etwa um ihren CO2-Ausstoß zu kontrollieren und zu protokollieren. Darüber hinaus greift in Deutschland noch die Härtefallregelung des EEGs (Erneuerbare Energien Gesetz). Diese sieht vor, dass produzierende Unternehmen aus energieintensiven Industrien unter gewissen Voraussetzungen die Stromsteuer für eine Reihe von bestimmten Fertigungsprozessen geltend machen oder den so genannten Spitzenausgleich beantragen können. Die Inanspruchnahme nach EEG setzt jedoch zwingend eine Zertifizierung nach ISO 50001 durch eine entsprechende Akkreditierungsstelle voraus.
Wichtiger Einfluss auf den Betrieb von Rechenzentren
Ähnlich wie die inzwischen weit verbreitete Qualitäts-Management-Norm ISO 9001 konzentriert sich die ISO 50001 hauptsächlich auf Prozessvorgaben. Die aus der Norm abgeleiteten Optimierungsprozesse beziehen sämtliche Energieverbraucher im Unternehmen ein - von der Produktion über die Logistik, bis hin zum Rechenzentrum und der jeweiligen IT-Infrastruktur. Dabei sind im Rahmen des sogenannten PDCA-Zyklus (Plan-Do-Check-Act) kontinuierlich Verbesserungsmaßnahmen zu planen, durchzuführen und anschließend deren Wirksamkeit auf Geschäftsleitungsebene zu überprüfen.
Im Rechenzentrum wird das Thema Energieeffizienz damit endgültig zur Chefsache, denn viele Rechenzentren gelten aufgrund ihres Strombedarfs als "Bereiche mit erheblichem Energieverbrauch" und müssen bei einer Zertifizierung nach ISO 50001 entsprechend in ein unternehmensweites EnMS (Energie-Management-System) eingebunden sein. Obwohl die Norm selbst keine speziellen Richtlinien für RZs vorsieht - sie gelten als kommerzielle Gebäude - gehen Experten davon aus, dass sich die ISO-Norm 50001 zu einer der wichtigsten Rahmenwerke für den effizienten Betrieb von Rechenzentren entwickeln wird.
Gerade RZ-Dienstleister und Cloud-Anbieter sehen sich aufgrund stark ansteigender Energiepreise schon jetzt einem erhöhten Kostendruck ausgesetzt. Jede nachhaltige Senkung des Energieverbrauchs bedeutet also eine Verbesserung der eigenen Wettbewerbsfähigkeit. Dazu zählt auch der enorme Imagegewinn, den ein Unternehmen durch einen schonenden Umgang mit Umweltressourcen erzielen kann. Eben dieses lässt sich durch eine Zertifizierung nach ISO 50001 nachhaltig belegen, zumal davon auszugehen ist, dass akkreditierte Betriebe ihrerseits Lieferanten und Anbieter mit einer entsprechenden Zertifizierung bevorzugen.
Ein weiterer Vorteil der neuen Norm ist, dass sich bisherige Effizienzmaßnahmen aus dem Energie-Monitoring, beispielsweise die regelmäßige Erfassung des Energieverbrauchs und kontinuierliche PUE-Messungen, leicht in das EnMS nach ISO 50001 integrieren lassen. Unternehmen mit international verteilten RZ-Standorten profitieren darüber hinaus von dem weltweiten Geltungsbereich der Norm, da sie länderübergreifend mit einheitlichen Prozessen arbeiten können.
Die Erwartungen an die Norm sind hoch, wie das Beispiel TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) zeigt: Schon Ende 2011 beendete der Chiphersteller und Apple-Partner die Zertifizierung seines hochmodernen Rechenzentrums nach ISO 50001. Alleine durch Umsetzung der entsprechenden Standards will TSMC dort seinen jährlichen Energieverbrauch um acht Prozent verringern. Dies bedeutet eine Einsparung von rund 2,2 Millionen kWh Strom und etwa 1.350 Tonnen Kohlendioxid. Durch weitere Investitionen in besonders energieeffiziente RZ-Infrastruktur sollen künftig sogar 50 Millionen kWh Strom pro Jahr eingespart werden, was einer Reduzierung des CO2-Ausstoßes um 36.000 Tonnen entspricht.
Rolle der USV
Neben Investitionen in energiesparende Server-Hardware und eine möglichst effizienten Klimatisierungslösung wird künftig auch die Effizienz der eingesetzten USV-Anlagen verstärkt eine Rolle spielen, damit sich Energiesparvorgaben aus einem unternehmensweiten Energie-Management-System einhalten lassen. USV-Systeme tragen nicht nur zur Ausfallsicherheit bei, sondern bestimmen mit einem Anteil von 15 bis 20 Prozent auch wesentlich die Gesamtenergieeffizienz eines Rechenzentrums. Durch Dauerbetrieb, Redundanzen und Wechselwirkungen mit der Rechenzentrumsklimatisierung machen sich dabei schon Steigerungen des Wirkungsgrads im Bereich von wenigen Prozent bezahlt.
Die Verlustleistung einer USV-Anlage geht zum großen Teil in Wärme über und ist dann von der Rechenzentrumsklimatisierung herunterzukühlen. Bei diesem Prozess entstehen weitere Verlustleistungen, da die aufgenommene elektrische Leistung der Kältemaschinen nicht vollständig als Kälteleistung zur Verfügung steht. Der Wirkungsgrad des Klimatisierungssystems liegt meist bei etwa 65 bis 70 Prozent. Ein Kreislauf, der Unternehmen viel Geld kosten kann und sich nur sehr schwer mit nachhaltigem Energie-Management verbinden lässt.
Solche Verlustleistungen sind durch den Einsatz moderner Multimode-USV-Systeme und Anlagen mit Leistungsvirtualisierung minimierbar. Diese Systeme gestatten eine genaue Dimensionierung bei der Erstinstallation und können durch eine entsprechende Skalierbarkeit schrittweise mit dem Anstieg der Rechenleistung mitwachsen.
USV-Systeme im Rechenzentrumsumfeld arbeiten meist im Doppelwandlermodus, um unabhängig von der Netzqualität jederzeit eine optimale Sicherung der Stromversorgung zu gewährleisten. Bedingt durch die aufwändige Inverter-Technik sind die maximal erreichbaren Wirkungsgrade jedoch beschränkt. Üblicherweise liegt der Effizienzgrad neuerer unterbrechungsfreier Stromversorgungssysteme im Doppelwandlermodus etwa zwischen 91 und 94 Prozent. Multimode-USV-Anlagen sind jedoch in der Lage, unterbrechungsfrei vom Doppelwandlermodus in einen speziellen Effizienzmodus zu wechseln, wenn die Netzqualität dies zulässt. Die Systeme überprüfen mittels DSP-Technologie (Digital Signal Processing) fortlaufend die Qualität des ankommenden Netzstroms, bei abnehmender Netzqualität wechseln die Systeme unterbrechungsfrei zurück in den Doppelwandlermodus.
Das Wechselverhalten ist frei konfigurierbar, sodass eventuelle Wechsel in einen kostensparenden Effizienzmodus auch ausschließlich auf Nebenzeiten oder auf das Wochenende begrenzt werden können. Voraussetzung, um die schnellen Wechsel (
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