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Alternative Energien Google und Facebook starten die Öko-Offensive

Je mehr Daten durchs Internet rauschen, desto mehr Strom verbrauchen die Rechenzentren. Doch nun bauen Google und Facebook Solarparks, kühlen Computer in der Arktis oder verkaufen Hausbesitzern Server als Heizung. Das Internet wird grüner.

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Strom für die Suchmaschine Google investiert massiv in Solarenergie – wie hier im kalifornischen Kraftwerk Ivanpah Quelle: Getty Images

Drei gleißende Lichter strahlen über die Mojave-Wüste in der Nähe von Las Vegas. Mancher Autofahrer, der hier auf dem Interstate Highway Nummer 15 in Kalifornien unterwegs ist, könnte sie für eine Fata Morgana halten.

Es sind die Türme von Ivanpah, einem gigantischen neuen Kraftwerk, das seinesgleichen sucht. Es erzeugt aus Sonnenwärme Dampf, der Turbinen antreibt. Die produzieren so viel Strom, wie 140.000 Haushalte verbrauchen. Die drei Kolosse, jeder fast so hoch wie der Kölner Dom, sind getaucht in flirrende Sonnenstrahlen, gebündelt von 347.000 Spiegeln, die sich wie ein See aus Quecksilber in die Wüste ergießen.

Gewaltige Öko-Offensive

Das Kraftwerk ist das größte seiner Art und hat einen ungewöhnlichen Investor: Google. Der Internet-Konzern hat 170 Millionen Dollar in das Solarprojekt gesteckt. Und das ist nur der kleine Teil einer gewaltigen Ökooffensive des Suchmaschinen-Riesen: Für mehr als eine Milliarde Dollar baut Google Windräder und Solarparks mit der Leistung zweier Atomkraftwerke.

Nicht Gutmenschentum treibt die Nerds aus Kalifornien ins Geschäft mit dem Ökostrom – sondern der Hunger nach Energie. E-Mails, Videos und Bilder mögen nur aus Bits und Bytes bestehen. Doch je mehr Daten wir um die Welt schicken, je mehr Cloud-Dienste wir nutzen, desto größer wird der ganz reale Stromverbrauch der Datenzentren und Netzwerke.

Zahlen und Fakten zur grünen Datenflut

Allein Googles Rechner-Heer schluckt 3,3 Terawattstunden im Jahr, so viel wie eine mittlere Großstadt. Addiert man den Verbrauch aller anderen Netzdienste wie Facebook oder Dropbox hinzu und rechnet auch den Betrieb der Datennetze mit ein, ergibt sich laut der Umweltorganisation Greenpeace ein Stromkonsum von 684 Terawattstunden. Im Länderranking der Stromverbraucher käme das Internet auf Platz sechs. Zwei Prozent der globalen CO2-Emissionen verursacht der Betrieb von Servern, Monitoren und PCs, schätzt die IT-Nachhaltigkeitsinitiative Gesi.

Damit ist das Web schon so schmutzig wie der Flugverkehr. Dabei hat die Vernetzung des Planeten gerade erst begonnen: Zwischen 2012 und 2017, schätzt der US-Netzwerkkonzern Cisco, verdreifacht sich der Datenverkehr zu den Rechenzentren.

Auf Dauer billiger

Nicht nur für Umweltschützer, auch für viele Akteure in der Branche steht fest: Es ist höchste Zeit für eine Energiewende des World Wide Web. Vor allem Google, Facebook und Apple, die drei Riesen aus dem Silicon Valley, machen vor, wie es geht. Sie investieren Milliarden Dollar in grüne Kraftwerke. Das Ziel steht fest – 100 Prozent Ökostrom. Nicht nur, weil es gut fürs Image ist, sondern auf Dauer auch billiger, wenn fossile Rohstoffe immer teurer werden.

Denn die Stromrechnung macht 40 Prozent der Betriebskosten eines Datenzentrums aus. Wer Strom spart, macht mehr Gewinn. Ideen gibt es dazu genug: Clevere Cloud-Anbieter verzichten auf Klimaanlagen und postieren ihre Server stattdessen in der Arktis. In Stockholm speisen Datenzentren ihre Abwärme ins Fernwärmenetz – gegen Bezahlung. Das Dresdner Start-up Cloud&Heat verkauft Server gar an Hausbesitzer – als Heizung, die kein Öl benötigt.

Grüne Datenzentren, melden die Marktforscher von Pike Research, sind das neue Boom-Business: Das weltweite Geschäft wachse jährlich um rund 30 Prozent – auf 45 Milliarden Dollar im Jahr 2016.

Unternehmen wir eine Reise durch das nachhaltige Internet – auf fünf Stationen von Island über die USA bis nach Berlin.

Server am Polarkreis

Schwefel liegt in der Luft, als Örn Orrason seinen Wagen auf die Schnellstraße nach Keflavik lenkt. Lava, die hier vor Tausenden Jahren floss und dann erkaltete, hat die Gegend rund um die isländische Hafenstadt in eine Mondlandschaft verwandelt. Und tief unter dem Gestein, das verrät der Geruch, brodelt noch immer ein Höllenfeuer aus den Urzeiten der Erdgeschichte.

Touristen lieben die Vulkanlandschaft, weil sie hier in heißen Quellen baden können, in der berühmten Blauen Lagune, und dabei einen Blick erhaschen in die feurige Vergangenheit der Insel. Orrason liebt sie, weil er in ihr Islands Zukunft sieht – eine Zukunft aus Siliziumchips, Glasfaserkabeln und Tausenden Festplatten. Lange hat Island nur Fisch exportiert. „Jetzt“, sagt Orrason, „exportieren wir Bits und Bytes.“

Das sind die größten Stromverbraucher weltweit

Der Isländer arbeitet bei Farice, einem Betreiber zweier Seekabel, die die Insel seit 2004 und 2009 mit Schottland, Dänemark und dem globalen Datennetz verbinden. So einsam das Vulkan-Eiland im Nordatlantik liegt – in letzter Zeit erhält Orrason oft Besuch von Firmenchefs, die seine Internet-Schnellstrecke nutzen möchten.

In der Branche spricht sich herum, dass nah am Polarkreis ideale Bedingungen herrschen, um energiehungrige Server aufzustellen. Selbst an heißen Sommertagen wird es nicht wärmer als 25 Grad. Die ganzjährig kalte Luft macht Klimaanlagen überflüssig. Die verbrauchen 40 Prozent des Stroms in einem Rechenzentrum. Gleichzeitig ist Ökostrom aus Wasserkraft und Erdwärme im Überfluss vorhanden.

Plötzlicher Boom

Die Nachbarn in Skandinavien erleben dank dieser Vorzüge schon einen IT-Boom: Google hat im finnischen Hamina ein Rechenzentrum gebaut, das mit Wasser aus der Ostsee gekühlt wird, und investiert nun weitere 600 Millionen Dollar in den Standort. Facebook errichtet im schwedischen Luleå am Polarkreis bereits seinen zweiten Serverpark. Microsoft zieht nach und stellt für 250 Millionen Dollar einen Cloud-Speicher in Finnland auf.

Auch Island entwickelt sich nun zu einem grünen Daten-Eldorado. Weil der Ausbruch des Vulkans Eyjafjallajökull vielen Geschäftskunden noch präsent ist, muss Kabelbetreiber Orrason sie vor allem von einem überzeugen: dass ihre Server nicht von Lava verschluckt oder von Erdbeben zerrüttet werden. Als ob im Silicon Valley keine Erdstöße drohten.

Vulkane hin oder her: Längst haben zahlreiche Unternehmen ihre Server in Island postiert, viele auf einem ehemaligen Militärgelände der Nato, in das Orrason nun mit seinem Wagen einbiegt. In Lagerhallen, groß wie Fußballfelder, hat das britische IT-Unternehmen Verne Global Ende 2011 eines der modernsten Datenzentren der Welt eröffnet – und eines der grünsten.

Auf dem Hof begrüßt Orrason den Deutschen Andreas Sturm. Der drahtige Netzwerkexperte betreut bei Verne Global das Geschäft im deutschsprachigen Raum. Sturm führt die Besucher durch mehrere Sicherheitsschleusen, hinein in eine Halle voller Serverschränke. Ventilatoren pressen kühle Außenluft durch die Schrankreihen, es brummt wie im Bienenstock.

„Die Computer hier brauchen fünf Megawatt elektrische Leistung“, sagt Sturm. So viel wie 6.000 Haushalte. Für Islands Energieversorger Landsvirkjun kein Problem. Dieses Jahr nimmt er ein neues Wasserkraftwerk mit 95 Megawatt Leistung in Betrieb. Der Strom kostet in Island für Industriekunden im Idealfall nur 3,2 Cent pro Kilowattstunde – in Deutschland 8,6 Cent.

Surfen wird schneller und billiger

Mehr als ein Dutzend Kunden nutzen Vernes Ökodatenzentrum. Etwa der Autobauer BMW, der hier die Aerodynamik seiner Fahrzeuge berechnet, Unfälle simuliert und das Design optimiert – und damit so viel CO2 spart, wie das Verbrennen von 1,5 Millionen Liter Benzin freisetzt. Und Climate Action, ein Klimaschutzprogramm der Vereinten Nationen, speichert seine E-Mails auf Verne-Servern.

In einem nahe gelegenen Serverpark des isländischen IT-Dienstleisters Advania hat der norwegische Web-Browser-Anbieter Opera Dutzende Server in zwei blauen Containern postiert. Ruft ein Handynutzer irgendwo in Europa oder Afrika eine Web-Seite auf, dann komprimieren die Computer auf Island sie zuvor auf ein Zehntel der Datenmenge. 1,4 Milliarden Web-Seiten rechnen die Opera-Computer auf Island pro Tag klein. Surfen im Netz wird so schneller und billiger.

Noch haben die beiden Datenleitungen zur Eis-Insel reichlich Platz, dem IT-Boom steht nichts entgegen. Aber wenn wieder Vulkane ausbrechen? „Die sind Hunderte Kilometer entfernt“, sagt Verne-Manager Sturm. „Und Asche in der Luft erkennen wir mit Laser-Sensoren.“ Dann schließen sich die Fenster – und ein Wärmetauscher kühlt die Luft für die Computer.

Grünstrom von Apple

Schweine, Mais, Kartoffeln: Iowa, der US-Bundesstaat im Mittleren Westen, ist bekannt für seine bodenständigen Exportwaren. Nun bietet der Mais-Staat ein weiteres Naturprodukt feil – Strom aus Windkraft.

656 Windräder will der Energiekonzern MidAmerican Energy aus Des Moines, Hauptstadt des Bundesstaates, in der weiten Landschaft aufstellen – für 1,9 Milliarden Dollar. Es ist die größte Investition in Iowas Geschichte. Und es ist ein offenes Geheimnis, welcher Konzern die Entscheidung angestoßen hat: Facebook. Das soziale Netzwerk baut in Iowa ein 300 Millionen Dollar teures Datenzentrum, das Strom aus den Windparks beziehen wird.

So werden die großen Internet-Konzerne, oft als Umweltsünder gescholten, nun zu Treibern der Energiewende. Auch Google hat schon mehrere Energieversorger in Oklahoma und North Carolina dazu gedrängt, in Ökokraftwerke zu investieren.

Grüner High-Tech für Stadt und Land
Schlafkapsel von Leap-Factory Quelle: PR
Prototyp eines wärmespeichernden Grills Quelle: PR
Mini-Windkraftwerk von MRT Wind Quelle: PR
Leuchtendes Kindle-Cover Quelle: PR
Selbstversorgende Insel in der Südsee Quelle: PR
Tomaten in einem Gewächshaus Quelle: dpa
Ein Schild mit der Aufschrift "Genfood" steckt in einer aufgeschnittenen Tomate neben einem Maiskolben Quelle: dpa/dpaweb

Und die IT-Konzerne bauen selbst gewaltige grüne Kraftwerke. Apple hat an seinem Rechnerpark in North Carolina zwei Solarparks mit insgesamt 40 Megawatt Leistung installiert. Nachts erzeugen Brennstoffzellen Strom aus Biogas. Auch Erdwärme und Windkraft nutzt der Apfel-Konzern für seine vier Serverparks. iCloud, Siri, Maps: Sämtliche Cloud-Dienste von Apple saugen 100 Prozent Grünstrom.

Andere Internet-Konzerne interessieren sich allerdings kaum für sauberen Strom. Vor allem Amazon, inzwischen einer der größten Cloud-Anbieter weltweit, bezieht immer noch zum Großteil Energie aus Kohle und Gas. Der Konzern ist vor allem an geringen Strompreisen interessiert. Doch das könnte ein strategischer Fehler sein. Denn schon jetzt zeichnet sich ab, dass künftig jene Datenzentren die besten Preise bieten können, die nicht von steigenden Ressourcenkosten abhängig sind – und jene, die wenig Strom verbrauchen.

Schwimmende Server

Computer in Wasser zu tauchen, das weiß selbst der Laie, ist weder für den Computer noch für seinen Benutzer gut. Michael Kopka schert sich nicht darum. Um sein neues Kühlverfahren für Server zu demonstrieren, lässt der Manager beim US-Technologiekonzern 3M auf Messen in Deutschland schon einmal ganze Server bei laufendem Betrieb in einem Becken voll Flüssigkeit baden gehen.

Der Kurzschluss bleibt aus – dank der geheimen Zusammensetzung der Flüssigkeit: Sie sieht wie Wasser aus, ist aber keines. Sie leitet keinen Strom, aber umso besser Wärme. Und sie lässt sensible Elektronik nicht korrodieren. „Gegenüber heutigen Kühlverfahren“, sagt Kopka, „spart die Methode 97 Prozent Energiekosten.“

Grüne IT, das wird immer klarer, ist vor allem gutes Wärmemanagement. Zum Beispiel, indem Ingenieure die kalte Luft gezielter durch die Serverschränke leiten. Dazu stellen sie die Server so einander gegenüber, dass sich in den Gängen je die kalten oder die warmen Seiten begegnen. So strömt kalte Luft direkt zu den Prozessoren, ohne sich schon vorher zu erwärmen.

Aber auch die IT selbst wird effizienter. Alle 18 Monate verdoppeln Computerchips ihre Rechenleistung – bei gleichbleibendem Stromverbrauch. Sparsame SSD-Speicher ersetzen rotierende Festplatten. Und Virtualisierungssoftware verschiebt Daten so auf einzelne Geräte, dass diese am effizientesten ausgelastet werden.

Trotzdem: Datenzentren bleiben Heizkraftwerke. Der Strom, der in Computer fließt, wird nahezu komplett in Wärme umgesetzt. „Die Abwärme lässt sich aber nutzen“, sagt Ralph Hintemann, IT-Experte beim Berliner Borderstep Institut. „Darin steckt ein Riesenpotenzial.“

Wolke im Keller

Daten seien das neue Öl, heißt es oft sprichwörtlich, aber für Matthias Kutschmar hat dieser Satz eine handfeste Bedeutung. Der Kaffeeunternehmer hat in seinem neuen Einfamilienhaus am Stadtrand von Berlin eine ungewöhnliche Heizung installiert. Zwei brummende Stahlschränke, je zwei Meter hoch: Computerserver.

Die Schränke in Kutschmars Haus sind via Datenleitung mit dem Internet verbunden. Sie sind Teil einer Cloud, eines vernetzten Rechnerparks also. Aber zugleich geben sie ihre Hitze über einen Wärmetauscher an einen großen Wassertank ab. Mit dem Wasser kann Kutschmar auch an kalten Wintertagen das ganze Haus heizen und nebenbei ein heißes Bad nehmen. „Ich habe alles durchgerechnet“, sagt der 47-Jährige, „und das hier ist die preiswerteste Heizung, die ich auftreiben konnte.“

Die hat der Berliner beim Dresdner Start-up Cloud&Heat gekauft. Preis: 12.000 Euro. Dafür garantiert der Anbieter 15 Jahre genug Warmwasser und Heizleistung für den Bedarf einer Familie. Er zahlt auch den Strom, der zu 100 Prozent aus erneuerbaren Quellen stammt, die Internet-Anbindung und die Wartung. „Um Öl- und Gaspreise“, sagt Ralf Knobloch, Technik-Chef bei Cloud&Heat, „machen sich unsere Kunden keine Gedanken mehr.“

Vor allem in gut isolierten Gebäuden mit Passivhaus-Standard spielt die Datenheizung ihre Stärken aus. Ein Serverschrank spart hier gegenüber Öl und Gas in 15 Jahren 30 Prozent Betriebskosten ein – sofern Heizöl jährlich fünf Prozent teurer wird.

Heizungs-Server sind um 60 Prozent günstiger

Auch die Cloud-Kunden sparen Geld: Die Server für den Heizungskeller sind im Vergleich zu zentralen Rechenzentren um 60 Prozent günstiger, da Klimatisierung, Umhausung und Bewachung weniger kosten. Wer versucht, sie gewaltsam zu öffnen, löst eine Zwangsabschaltung aus, die zugleich die virtuellen Schlüssel zu den Daten löscht. Manchen mag das nicht sicher genug sein. Aber mehrere Start-ups und Mittelständler haben Cloud&Heat ihre Informationen schon anvertraut.

Und was im kleinen Heizkeller funktioniert, klappt auch im großen Datenzentrum: Der Stockholmer Cloud-Anbieter ISP Bahnhof, bekannt geworden durch ein architektonisch spektakuläres Datenzentrum in einem alten Atombunker, hat bereits zwei seiner fünf Rechenfabriken an das Fernwärmenetz der schwedischen Hauptstadt angeschlossen – und kassiert sogar Geld dafür. „Die Hitze der Server hat uns immer Geld gekostet“, sagt Gustav Bergquist, Cloud-Chef bei ISP Bahnhof. „Jetzt beschert sie uns Einnahmen.“

Umwelt



Nach spätestens fünf Jahren soll sich die Investition bezahlt machen. Seine nächsten Datenzentren will ISP Bahnhof von Grund auf für die optimale Nutzung der Wärme konzipieren – und damit einen neuen Effizienzrekord erreichen.

Algen züchten

Seit in der schwedischen Kleinstadt Växjö ein Datenzentrum den Betrieb aufgenommen hat, ist das ganze Jahr über Fußballsaison. Denn die Abwärme der Rechner fließt in einen Wasserkreislauf direkt unter ein Rasenfeld und hält es frei von Schnee.

Energiekreisläufe, wie die Schweden sie nutzen, will auch Oliver Fronk anzapfen – und für die Landwirtschaft einsetzen. Der Datenzentren-Spezialist des IT-Dienstleisters Prior1 in St. Augustin bei Bonn hat ein preisgekröntes Konzept mit entwickelt, das die Wärme von Servern in Hochhausfarmen speist.

Dort heizen die Rechner Treibhäuser, in denen Gemüse wächst; sie wärmen Zuchttanks für Fische; und sie spenden Reaktoren Energie, in denen Algen gedeihen – der Rohstoff der Zukunft für Biogas, Kosmetika, Tiernahrung und Medikamente.

Schon in drei bis vier Jahren, glaubt Fronk, könnten solche Server- und Algenfarmen den Betrieb aufnehmen. Und sie wären dann buchstäblich grüne Datenzentren.

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