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19.02.2009

IT-Dienstleistungszentrum Berlin setzt auf grüne IT

Öffentliche Einrichtungen stehen unter Beobachtung. Sie müssen mit ihren Mitteln besonders gut haushalten und dürfen keinesfalls gegen Umweltrichtlinien verstoßen. Green-IT-Ansätze helfen dabei weiter.

Das IT-Dienstleistungszentrum Berlin (ITDZ Berlin) steht den Behörden der Hauptstadtverwaltung als zentraler IT-Servicelieferant hilfreich zur Seite. Als Betreiber eines eigenen Rechenzentrums hat der IT-Dienstleister sich das Thema Green IT schon seit langem auf die Fahnen geschrieben. Hierzu hat das ITDZ zunächst den Status quo evaluiert und daraus Maßnahmen entwickelt, um den Energieverbrauch zu reduzieren und die CO2-Bilanz zu verbessern.

Zudem wurde eine Klimaschutzvereinbarung mit der Berliner Senatsverwaltung für Gesundheit, Umwelt und Verbraucherschutz beschlossen. Erste Erfolge bei der Verringerung von CO2-Emissionen kann das ITDZ Berlin bereits vorweisen.

Das größte Energiesparpotenzial in Sachen IT-Infrastruktur bieten Server-Räume und Rechenzentren. Besonders im Kühlsystem kann der Energieverbrauch effizient verringert werden.

Intelligente Kühlung

Das neue Kühlsystem im Data Center des ITDZ Berlin arbeitet – so weit möglich – mit freier Kühlung. Das heißt, die Kühlanlage springt erst ein, wenn die Außentemperatur zwölf Grad Celsius überschreitet. Unterhalb dieses Wertes wird durch den Austausch mit Außenluft gekühlt. Da momentan das Rechenzentrum erheblich ausgebaut wird, sind direkte Vergleiche zwar nicht stimmig. Fest steht jedoch, dass der Energieverbrauch gegenüber der bisher verwendeten konventionellen Klimaanlage um rund 35 Prozent gesunken ist.

Bereits 2006 hatte das ITDZ Berlin damit begonnen, dort Virtualisierungstechniken einzusetzen, wo die Rechenleistung absehbar nicht ausgelastet sein würde. Heute laufen 114 virtuelle Maschinen auf fünf Host-Servern. Damit werden mehr als 15 Kilowattstunden pro Stunde eingespart. Weniger Energie für die Server bedeutet dabei auch eine Verminderung der Abwärme und des Energieaufwands für die Klimatechnik.

CO2 und Kosten sparen durch Virtualisierung

Ein Rechenbeispiel aus dem Data-Center des ITDZ Berlin zeigt, dass sich mit Virtualisierung nicht nur Kosten kräftig reduzieren lassen, sondern auch der Ausstoß von Kohlendioxid erheblich gesenkt werden kann.

Stromverbrauch im Vergleich:

  • Ein System auf einem Standard-Server: 200 Watt pro Stunde,

  • 114 Systeme auf 114 Standard-Servern: 22 800 Watt,

  • 114 Systeme auf fünf Host-Servern: 1700 Watt.

Im Ergebnis beziffert sich die Stromersparnis pro Stunde auf

21 100 Watt (15,4 Kilowattstunden)

CO2- und Kostenersparnis pro Jahr:

Die Systeme im Data Center laufen 24 Stunden pro Tag und 365 Tage pro Jahr. Für 114 virtualisierte Systeme bedeutet dies im Jahr eine

  • Energieersparnis von: 184 836 Kilowattstunden,

  • CO2-Ersparnis von: 116 Tonnen (1),

  • Kostenersparnis von: 27 725,40 Euro (1).

Bei der Modernisierung seines Data Centers setzt das ITDZ Berlin im Fall von Neuanschaffungen auf energieeffiziente Technologien wie Blade-Server. Hier sind mehrere Server neben- oder übereinander in einem Baugruppenträger angeordnet. Alle werden über die Belüftung an der Rückseite des Gehäuses und somit nicht einzeln über einen gesonderten Lüfter gekühlt.

Blade-Server sparen Strom und Platz

Der Austausch konventioneller Server gegen Blades spart rund 50 Prozent Energie – und viel Platz: Etwa 60 Server kann das ITDZ Berlin in einem Träger komprimieren. Bei der Ausweitung der Server-Kapazitäten entschied sich der Dienstleister zudem für eingehauste Warmgänge. Denn viel Kühlungsaufwand entsteht durch ungünstig aufgestellte Server-Racks. In der Folge mischen sich Warm- und Kaltluft. In neueren Server-Räumen wird die warme Abluft in einen geschlossenen Kubus geleitet und dort zentral gekühlt. Dadurch entweicht kaum Wärme in den Aufstellungsraum.

Arbeitsplatz: PC oder Thin Client

Das ITDZ Berlin hat darüber hinaus mit der Berliner Firma Online Datensysteme den Prototypen eines "grünen Arbeitsplatzes" entwickelt, der trotz seiner hohen Rechenleistung die Kriterien des Blauen Engels erfüllt. Zukünftig soll die Berliner Verwaltung mit diesem Angebot den durchschnittlichen Stromverbrauch pro Arbeitsplatz um rund ein Viertel senken können.

CO2- und Energieersparnis durch TFT-Bildschirme

Ein Rechenbeispiel aus der Berliner Verwaltung belegt, dass auch durch den intelligenten Einsatz von Bildschirmen Kosten und Kohlendioxidbelastung gesenkt werden können.

Durchschnittlicher Stromverbrauch im Vergleich:

  • 19-Zoll-Röhrenmonitor: 125 Watt,

  • 19-Zoll-TFT-Bildschirm: 45 Watt.

Das ITDZ Berlin verkaufte an seine Kunden in der Berliner Verwaltung 2007/08 insgesamt 12 019 TFT-Bildschirme.

CO2- und Kostenersparnis pro Jahr:

  • Energieersparnis von: 1 769 196 Kilowattstunden,

  • CO2-Ersparnis von: 1114 Tonnen (1),

  • Kostenersparnis von: 265 379,40 Euro (1).

(1) Der Berechnung liegt ein Strompreis von 0,15 Cent pro Kilowattstunde sowie die vom Bundesumweltministerium veröffentlichte Zahl von 0,63 Kilogramm CO2 für die Produktion einer Kilowattstunde Strom mit dem deutschen Energiemix zugrunde. Zudem wird von 230 Arbeitstagen pro Jahr mit acht Stunden pro Tag ausgegangen.

Eine Alternative zum energieeffizienten Arbeitsplatzrechner bieten Thin Clients. Bei dieser Lösung stellt ein zentraler Terminal-Server alle relevanten Daten und die Software für jeden Arbeitsplatz bereit.

Die rund 3500 Angestellten in der Berliner Justiz und der Senatsverwaltung für Inneres und Sport nutzen die Terminallösung bereits. Thin Clients verbrauchen durchschnittlich 25 Watt und somit ungefähr 60 Watt weniger als ein regulärer PC-Arbeitsplatz. Die so entstandene Kohlendioxid-Ersparnis von 243 Tonnen und die Kostenersparnis von 58 000 Euro im Jahr sind dabei noch vergleichsweise gering. Das Rechenbeispiel geht von einer Nutzungsdauer von acht Stunden am Tag und 230 Tagen im Jahr aus. Bei dem vom ITDZ Berlin für den Sommer 2009 angestrebten Rahmenvertrag für Thin Clients mit einem Verbrauch unter acht Watt rechnet sich diese Investition bereits mittelfristig. Die Senatsverwaltung für Inneres und Sport Berlin stellte mit dem ITDZ Berlin unlängst 380 Arbeitsplätze auf Thin Clients mit einem Verbrauch von fünf Watt um. Darüber hinaus verursachen Thin Clients im Vergleich zum PC nur rund ein Zehntel der Abfallmenge, was einen weiteren wichtigen Umweltaspekt darstellt.

Fazit:

Auf Dauer rechnet Green IT sich

Konrad Kandziora, Vorstand des ITDZ Berlin: "Uns ist bewusst, dass sich Investitionen in umweltfreundliche und energieeffiziente IT häufig erst mittel- oder längerfristig rechnen." Der Kostenersparnis ständen schließlich auch Anschaffungskosten gegenüber. "Wenn jedoch die Energiekosten weiterhin steigen, ist eine Ausrichtung der IT-Infrastruktur auf energieeffiziente Geräte unausweichlich. Der Umweltgedanke bietet auch die Chance, innovative Lösungen zu entwickeln, um den Energieverbrauch nachhaltig zu drosseln und die Kosten der öffentlichen Hand zu senken."

Tipps für Energieeffizienz in Server-Räumen

  • Energieeffizientes Kühlsystem einsetzen.

  • Kühlluft möglichst direkt zu den Komponenten leiten, die einer Kühlung bedürfen.

  • Die Mischung warmer Abluft der IT-Technik mit der eingehenden Kühlluft vermeiden.

  • So oft wie möglich kalte Außenluft verwenden (freie Kühlung).

  • Generell: keinen Raum mit Sonneneinstrahlung wählen, der Server-Raum sollte auch kein Abstellraum sein.

  • Ungehinderten Luftfluss sicherstellen: Häufig sind Düsen, Blenden oder Lüftungsschlitze verstopft oder zugestellt.

  • Das Energie-Management des Betriebssystems aktivieren.

  • Es sorgt dafür, dass Server bei längerer Inaktivität automatisch in einen Stromsparzustand wechseln. In Frage kommen dafür vor allem lokal eingesetzte Datei-, Applikations- und Datenbank-Server mit regelmäßigen Nutzungszeiten.

  • Konsolidierung von Servern: Bei der Server-Konsolidierung werden Programme, Funktionen und Speicherplatz auf eine geringere Anzahl von Servern verteilt und Systemressourcen wie Rechenleistung und Arbeitsspeicher gemeinsam genutzt.

Tipps für Energieeffizienz am Arbeitsplatz

  • Auf Bildschirmschoner verzichten: Die Deaktivierung des Bildschirmschoners lässt den Monitor nach längerer Inaktivität des PC direkt in den Standby-Modus umschalten. Einstellung: Rechtsklick Desktop – Eigenschaften – Bildschirmschoner – im Auswahlfeld (Kein) wählen.

  • Bildschirmeinstellungen überprüfen: Eine weniger helle Bildschirmwiedergabe kann bis zu 15 Prozent Strom sparen. Die Einstellungen hierfür nimmt man direkt im Menü des Bildschirms vor. Am jeweiligen Monitormodell gibt es in der Regel eine Taste "Menü oder Settings" – dort ist der Unterpunkt "Helligkeit" oder auch "Brightness" zu finden.

  • Stromsparmöglichkeiten des BIOS-Setup nutzen: Darüber lässt sich das Ausschalten von Hardwarekomponenten wie Prozessor, Festplatte, Grafikkarte oder Lüfter regeln. Der PC wird dabei nach einem vorher festgelegten Zeitraum, in dem der Rechner nicht aktiv war, ausgeschaltet. In der Regel findet man diese Einstellungen unter dem Menüpunkt "Power Management" im BIOS.

  • Energiesparfunktionen des Betriebssystems aktivieren: Das Betriebssystem bietet ähnlich wie auch das BIOS zahlreiche Möglichkeiten, um energieintensive Komponenten bei Nichtbenutzung des PC vorübergehend auszuschalten. In Windows XP findet man das Menü dafür unter Start - Einstellungen - Systemsteuerung - Energieoptionen.

  • Bei der Beschaffung auf Energieeffizienz achten: Es gibt zahlreiche Siegel und Plaketten, die ein Produkt als energieeffizient auszeichnen. Effektiv ist auch eine Steckerleiste, mit der man alle angeschlossenen Geräte nach dem Arbeitstag vom Stromkreislauf trennen kann. Das Umweltzeichen "Blauer Engel" steht für die Bemühungen zur Vermeidung von Schadstoffen und Abfall in Produktion, Gebrauch und Entsorgung. Das Siegel "GEEA" der Gemeinschaft Energielabel Deutschland sichert einen energiesparenden Standby-Betrieb bei Drucker und Bildschirm zu. Das "TCO"-Siegel stellt hohe Anforderungen bezüglich Stromverbrauch, Wiederverwertbarkeit sowie Umweltverträglichkeit und garantiert den neuesten technischen Standard. Das "Energy-Star"-Label stellt definierte Anforderungen an die Energieeffizienz des Gerätes, ist jedoch verhältnismäßig leicht zu erlangen.