Planung einer energetischen Optimierung eines mit dem Blauen Engel ausgezeichneten Rechenzentrums

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Problemstellung und Zielsetzung der Arbeit
1.2 Aufbau und Aufteilung der Arbeit

2 Rechenzentrumsplanung
2.1 Rechenzentrum - eine Kurzdefinition
2.2 Wozu einen Business Plan?
2.3 Herausforderungen
2.3.1 Standortauswahl
2.3.2 Bauliche Maßnahmen und Brandschutz
2.3.3 Klimatisierung
2.4 Risiken

3 Green-IT im Detail
3.1 Definitionen
3.1.1 Green-IT
3.1.2 Effektivität vs. Effizienz
3.1.3 Nachhaltigkeit und CSR
3.1.4 Kennzahlen (KPI)
3.2 Grüne Zertifizierungen - Der Blaue Engel
3.3 Motive der Einführung von Green-IT
3.3.1 Ökonomische Motive
3.3.2 Soziale Motive
3.3.3 Ökologische Motive
3.4 Green-IT Maßnahmen
3.5 Gründe gegen eine Einführung von Green-IT
3.6 Exemplarisches Rechenbeispiel

4 Kennzahlen zur Ermittlung der Energieeffizienz eines RZ

5 IST Analyse des gewählten Unternehmens
5.1 Kurzvorstellung des Unternehmens
5.2 Unternehmensphilosophie
5.3 Aufbau des Rechenzentrums
5.3.1 Details zur Hardware im RZ
5.3.2 Grundriss des RZ
5.3.2 Kennzahlen und Verbräuche des Rechenzentrums

6 Ansätze zur Optimierung
6.1 Zielformulierung und Vorgehensweise
6.2 Maßnahmenplanung
6.2.1 Handlungsfeld Klimatisierung und Luftführung
6.2.2 Handlungsfeld IT-Komponenten
6.2.3 Handlungsfeld USV
6.2.4 Weitere Möglichkeiten
6.3 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
6.4 Risikobetrachtung

7 Leitfaden zur energetischen Optimierung
7.1 Potentialanalyse
7.2 Energiemanagement und -controlling

8 Schlussbetrachtung
8.1 Zusammenfassung
8.2 Kritik an Green-IT
8.3 Kritische Auseinandersetzung
8.4 Ausblick

A Anhang A
A.01 Grundriss der Firma A
A.02 Foto Einhausung Rechenzentrum B

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 - Kalt- und Warmgangprinzip eines Serverraums

Abbildung 2 - Kreislauf des Risikomanagements

Abbildung 3 - Ganzheitliche Betrachtungsweise von Green-IT

Abbildung 4 - Struktur eines Rechenzentrums oder Serverraums

Abbildung 5 - Stromverbrauchsanteile unterschiedlicher Komponenten im RZ

Abbildung 6 - Kreislauf eines nachhaltigen Informationsmanagements

Abbildung 7 - Prinzip der Para-Virtualisierung

Abbildung 8 - Wirtschaftlichkeitsbetrachtung am Beispiel eines deutschen Mittelstandsunternehmens

Abbildung 9 - Grundriss des Beispiel RZ

Abbildung 10 - Schema der Einhausung im RZ

Abbildung 11 - Übersicht Anteile am Stromverbrauch

Abbildung 12 - PUE Kennzahl des Beispiel RZ

Abbildung 13 - JAZ Kennzahl des Beispiel RZ

Abbildung 14 - Wirkungskette der Energieeffizienz in Rechenzentren

Abbildung 15 - Green-IT als komplexes System

Abbildung 16 - Rechenzentrum mit Kaltgangeinhausung

Abbildung 17 - Rackbelegung vor und nach der Optimierung

Abbildung 18 - Foto Einhausung Rechenzentrum B

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1 - Übersicht verbauter Blades

Tabelle 2 - Übersicht verbauter SANs

Tabelle 3 - Durchschnittliche Auslastungen der Rechenhardware im RZ

Tabelle 4 - Eckdaten der verbauten Klimaanlage

Tabelle 5 - Übersicht über die Stromverbräuche des b.r.m.-RZ des Jahres 2014

Tabelle 6 - Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

Tabelle 7 - Wetterdaten der Stadt Bremen (30 Jahre)

Tabelle 8 - Potential-Grobbewertung der Handlungsfelder

Tabelle 9 - Handlungsfelder Energieoptimierung allgemein

Tabelle 10 - Handlungsfelder Energieoptimierung IT-Komponenten

Tabelle 11 - Handlungsfelder Energieoptimierung Klimatisierung

Tabelle 12 - Handlungsfelder Energieoptimierung USV

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

Docendo discimus¹

1.1 Problemstellung und Zielsetzung der Arbeit

Thomas Watson, ein ehemaliger Vorsitzender von IBM soll 1943 gesagt haben: „ Ich denke, dass es einen Weltmarkt für vielleicht fünf Computer gibt. “ ² Dass er mit dieser Einschätzung bezüglich der Entwicklung der Informationstechnologie (IT) komplett daneben lag, lässt sich heute an vielen Kennzahlen ableiten. Allein das Unternehmen Google hat nach letzten Schätzungen weltweit ca. eine Million Server im Einsatz, um die mehr als drei Milliarden Anfragen seiner Nutzer pro Tag zu bewältigen und um weitere Dienste, wie Webhosting, Mailing oder Videostreaming anbieten zu können.³ Über das Innenleben dieser Serverräume (oder vielmehr der Serverhallen) kann nur spekuliert werden. Fakt ist: die Prozessorleistung und die enthaltenen Speicherkapazitäten enthalten schon lange kein „Kilo“ mehr im Namen. Weiterhin verdoppelt sich aktuell alle zwei Jahre die Menge der weltweit anfallenden digitalen Daten. Nach letzten Schätzungen liegt der momentane Datenbestand bei ca. 4,4 Zetabyte. Zur Erläuterung: Zeta beschreibt eine 1 mit 21 Nullen.⁴ Anhand dieser Fakten lässt sich ableiten, dass sich unsere Gesellschaft inmitten einer Transformation zu einer digitalen Gesellschaft befindet. Die IT und damit die digitalisierten Informationen sind aus dem heutigen Leben nicht mehr wegzudenken und liefern in vielen Unternehmen einen wichtigen und meist auch entscheidenden Beitrag zum Erfolg. Die Frage, die sich in diesem Zusammenhang stellt: Welche Energiemengen sind nötig, um diese Menge an Daten zu speichern?

Betrachtet man den gesamten Stromverbrauch Deutschlands, so lag der Anteil an Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) im Jahr 2007 bei 55 TWh, Tendenz: weiter steigend. Dies entsprach einem nicht unerheblichen Anteil von ca. 10,5 % des Gesamtstromverbrauchs.⁵ Weltweit lag dieser Anteil bei ca. 3 %.⁶ Die dadurch verursachten Emissionen an CO entsprechen somit denen der weltweiten Luftfahrtindustrie. Einige Medien diskutieren sogar die Frage: „Ist IT ein Klimakiller?“⁷ Dem versuchen viele Firmen seit einigen Jahren entgegenzusteuern, indem sie sogenannte grüne Angebote propagieren. Firmen wie IBM oder DELL versprechen energiesparende und umweltschonende Hardware sowie neuartige Managementansätze. Selbst die Betreiber der CeBIT, Deutschlands größter Messe für Informationstechnik, hatten sich in den Jahren 2008⁸ und 2010⁹ die „Green-IT“ als Motto gesetzt. Doch wofür steht Green-IT eigentlich? Wann ist ein Rechenzentrum (RZ) „grün“? Welche Hardware ist „grün“? In Zeiten knapper werdender fossiler Rohstoffe, wie z.B. Öl¹⁰ und der damit verbundenen Verteuerung des daraus produzierten Stromes stellen sich viele Unternehmen die Frage nach möglichen Effizienzsteigerungen ihrer IT-Infrastruktur, mit dem Ziel, diese Kosten zu senken.

Aus diesem Grund soll in dieser Arbeit das Thema der „energieeffizienten Rechenzentren“ näher beleuchtet werden. Der Mehrwert dieser Arbeit besteht darin, Ansätze aufzuzeigen, mit denen Rechenzentrums-Infrastrukturen energiesparender geplant und betrieben werden können. Die Beantwortung der zuvor gestellten Fragen soll dabei die Grundlage bilden. Das Hauptziel dieser Arbeit wird es sein, Ansätze aufzuzeigen, ein Beispiel-RZ, welches bereits mit dem Blauen Engel ausgezeichnet ist, energietechnisch noch einmal zu optimieren. Dabei werden sowohl bauliche als auch organisatorische Maßnahmen angesprochen. Ein weiteres Ziel ist es, einen Leitfaden zu entwickeln, sodass dieses Konzept auch auf andere Rechenzentren übertragbar ist.

1.2 Aufbau und Aufteilung der Arbeit

Zur Erreichung der angesprochenen Ziele wird zunächst im Grundlagenabschnitt der Begriff des Rechenzentrums näher beschrieben. Hierfür erfolgt zu Beginn eine kurze Definition. Im Anschluss werden mögliche Herausforderungen und Risiken bei der Planung eines RZ eingehend beleuchtet. Auch der Begriff der Green-IT wird in den Grundlagen genau erläutert. Er dient als Basis für weitere Betrachtungen dieses Themas. Mit ihm verbundene Definitionen, wie z.B. Nachhaltigkeit, Corporate Social Responsibility (CSR) oder die KPI werden dazu näher erläutert. Die verschiedenen Dimensionen dieses Begriffs stehen hierbei im Vordergrund der Betrachtungen. Weiterhin werden grüne Zertifizierungen, genauer: der Blaue Engel, angesprochen. Die weiteren Schwerpunkte dieses Grundlagenkapitels bilden Erläuterungen zu möglichen Motiven und Maßnahmen zur Einführung einer Green-IT Strategie. Nachdem im Anschluss Kennzahlen zur Bestimmung der Effizienz eines Rechenzentrums herausgearbeitet wurden, wird im Hauptteil dieser Arbeit ein Beispielunternehmen als Referenz vorgestellt. Anhand dieses Unternehmens werden verschiedene Ansätze zur energetischen Optimierung dessen RZ vorgestellt und detailliert erläutert. Darauf aufbauend wird ein allgemeiner Leitfaden zur Einführung einer Green-IT Strategie erstellt. Den Schluss dieser Thesis bilden eine Zusammenfassung, eine kritische Auseinandersetzung mit den getätigten Aussagen, sowie ein Ausblick auf zukünftige Entwicklungen auf diesem Gebiet. Auch das Thema Green-IT wird in diesem Abschnitt kritischen Fragen unterzogen.

2 Rechenzentrumsplanung

2.1 Rechenzentrum - eine Kurzdefinition

Der Mehrwert eines Rechenzentrums (RZ) liegt in der „ [ … ] Ausführung umfangreicher Berechnungen im Rahmen der Datenverarbeitung. “¹¹ Möchte man den RZ-Begriff an sich genauer beschreiben, eignet sich die Definition des Bundesministerium für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) am besten: „ Als Rechenzentrum werden die für den Betrieb von komplexen IT-Strukturen [ … ] erforderlichen Einrichtungen [ … ] und Räumlichkeiten bezeichnet. “ ¹² Darunter fallen sowohl die eigentlichen Serveranlagen und Speichersysteme als auch Klimatechnik und Anlagen zur Lieferung und Absicherung der elektrischen Stromversorgung. Nach Forderungen des BSI sollte ein Rechenzentrum außerdem als abgeschlossener Sicherheitsbereich betrachtet werden. Eine weitere Vorgabe ist, dass es ständig besetzt oder überwacht werden muss. Der Grund hierfür liegt in einem erhöhten Schadenspotential bei einem Ausfall des Systems.

2.2 Wozu einen Business Plan?

In einem Business Plan (auch als Geschäftsplan bezeichnet) werden die Vision und die Ziele eines Unternehmens schriftlich festgehalten. Er bildet das Fundament zur Gründung eines Unternehmens. In erster Linie richtet er sich an unternehmens- externe Adressaten, wie z.B. Geldgeber oder Behörden. Mithilfe dieses Planes sollen die grundlegende Erfolgsfähigkeit und die speziellen Erfolgspotentiale des Vorhabens in schriftlicher Form dargelegt werden. Des Weiteren dient er als Leitfaden im Prozess der Unternehmensentwicklung.¹³ Als Hilfsmittel dazu dienen betriebswirtschaftliche Zahlen wie die geplante Kapitalstruktur, Finanzierungspläne, Liquidität oder Lohnzahlungen.¹⁴ Außerdem kann er für Unternehmensinterne von Interesse sein, wenn es zum Beispiel darum geht, neue Strategie- und Planungskonzepte zu entwerfen. Auch etablierte Unternehmen benötigen in der heutigen Zeit diesen Plan, da dieser oftmals bei der Beschaffung von Fremdkapital angefragt wird.

Fasst man diese Aussagen im Hinblick auf mögliche Planungen zum Bau eines Rechenzentrums und der Umsetzung möglicher Nachhaltigkeitskonzepte zusammen, wird deutlich, dass bereits in den Visionen und Zielen die Langfristigkeit im Vordergrund stehen muss. Auch das noch zu erläuternde Thema der Green IT sollte bereits in der Gliederung eines Business Plans mit aufgenommen und im weiteren Verlauf mit Fakten geplanter Kohlendioxid- und Kosteneinsparungen untermalt werden. Eilige, überstürzte und schlecht vorbereitete Planungen eines energieeffizienten RZ ohne vorherige Analysen oder gar einer Zielsetzung nach S.M.A.R.T. können zu keinem langfristigen Erfolg führen. Sollten Firmengründer nicht vorhaben, einen Business Plan zu erstellen, hat sich in der Praxis auch die Durchführung einer reinen Wirtschaftlichkeitsbetrachtung als nützlich erwiesen.

2.3 Herausforderungen

Um die Verfügbarkeit und die Sicherheit des RZ zu gewährleisten, müssen bei der Planung verschiedenste Aspekte betrachtet werden, beginnend bei der Auswahl des Standorts bis hin zu einem wirksamen Risikomanagement.

2.3.1 Standortauswahl

Die Entscheidung, wo ein RZ realisiert werden soll, bindet sich an viele Faktoren. Im Vordergrund sämtlicher Überlegungen stehen dabei eine sehr hohe Ausfallsicherheit und Verfügbarkeit.

Das bedeutet: Es muss zum einen eine stetige und ausfallsichere Stromversorgung für die zu installierenden Anlagen realisiert werden, zum anderen bedarf es einer schnellen und abgesicherten Datenanbindung. Nach diesen Überlegungen scheiden in den meisten Fällen ländliche Regionen bereits aus. Aber auch der Einfluss direkter Nachbarn in städtischen Regionen muss berücksichtigt werden. So bilden Chemiefabriken in der Nachbarschaft ein ebenso großes Gefahrenpotenzial wie Hochspannungsleitungen über dem Grundstück oder angrenzende Flüsse. Besteht die Möglichkeit global zu planen, sollten auch klimatechnische Aspekte berücksichtigt werden. Gerade in ganzjährig warmen Regionen ist es eine große Herausforderung, die produzierte Wärme möglichst effizient abzutransportieren.¹⁵

Soll ein Rechenzentrum in eine bestehende Gebäudeinfrastruktur implementiert werden, muss hier berücksichtigt werden, dass bestehende Strom-, Gas- und Wasserleitungen nicht eine Gefahrenquelle darstellen. Im Allgemeinen steht bei einer solchen Planung die Langfristigkeit im Vordergrund. Einmal an einem Ort postiert, kann die Hardware eines RZ zwar noch seinen Standort ändern, jedoch ist dieses Vorhaben an weitere Kosten gekoppelt. (Stichwort: Anbindung redundanter Hochgeschwindigkeitsinternetleitungen.)¹⁶

2.3.2 Bauliche Maßnahmen und Brandschutz

Im Zentrum der Betrachtung baulicher Maßnahmen stehen nach Aussagen des BSI und Herrn Dürr, einem Experten auf dem Gebiet der RZ-Planung, die Einführung eines Brandschutzkonzepts und die Erstellung eines Doppelbodens. Dieser zweite Boden hat zwei Aufgaben: Er dient als „großer“ Kabelkanal. Hier werden Strom- oder Datenkabel so verlegt, dass sie später noch zugänglich sind. Des Weiteren dient dieser Boden der Verteilung der Kaltluft und somit der gleichmäßigen Klimatisierung des Raums. Zur genauen Steuerung des Luftflusses sollten vereinzelte Bodenplatten mit Lüftungsgittern ausgestattet sein. Somit steht die Höhe dieses Bodens im direkten Verhältnis zur Menge der abzutransportierenden Wärme. Aus diesem Grund spielt die Gesamtraumhöhe für diese Planungen eine entscheidende Rolle. Wird die Einführung eines zweiten Bodens geplant, sind übliche Raumhöhen von rund 2,40 m bereits ein Ausschlusskriterium für diese Technik. Die Gesamthöhe handelsüblicher Serverschränke von 2,0 m lässt eine geordnete Luftzirkulation nach oben nicht mehr zu. Steht die Räumlichkeit fest und es besteht keine Möglichkeit zur Einführung eines Doppelbodens muss die Kühlung direkt im Datenschrank erfolgen und die Kabel müssen auf herkömmliche Weise durch strukturierte Verkabelung verlegt werden.¹⁷

Dass Brandschutzmaßnahmen in Serverräumen zu den grundlegenden Planungen gehören, sollte außer Frage stehen, da gerade hier erhebliches Schadenspotenzial vorhanden ist. Eine Einteilung nach organisatorischem und baulichem Brandschutz hat sich hierbei als nützlich erwiesen. Aus organisatorischen Gründen und um die Brandlast zu senken, sollten sämtliche Gegenstände (z.B. Handbücher, Kartons oder Zubehörteile), die nicht direkt benötigt werden, aus dem Raum entfernt werden. Absolut notwendige, brennbare Gegenstände sollten in schließbaren Stauräumen untergebracht werden. Das Thema des baulichen Brandschutzes wird in den DIN Normen 4102-1 und 13501-1 ausführlich erläutert. Zusammenfassend kann man feststellen, dass sämtliche Baustoffe zur Errichtung eines solchen Raumes bestimmte Feuerwiderstände besitzen müssen. Dies fängt an bei den Wänden und geht weiter über den verwendeten Mörtel, der Isolierung bis hin zu den einzubauenden Flamm- schutztüren.¹⁸

2.3.3 Klimatisierung

Da die Klimatisierung der IT-Infrastruktur eines RZ heute einen großen Teil des Gesamtenergieverbrauchs ausmacht, sollten bereits bei der Planung folgende Punkte beachtet werden:

Warm- und Kaltgang: Das komplette Rechenzentrum mit Kaltluft zu fluten, würde, schon bei kleinen Rechenzentren, die Kosten zur Kühlung ins Unermessliche steigen lassen. Eine Anordnung der Serverschränke nach dem Warm- und Kaltgangprinzip muss daher eingeführt werden. Exemplarisch soll dies mit Abbildung 1 verdeutlicht werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1 - Kalt- und Warmgangprinzip eines Serverraums ¹⁹

Eine weitere Maßnahme wäre das Einhausen der Warm- und Kaltgänge. So könnte die Durchmischung von Zu- und Abluft vermieden werden. In diesem Beispiel wird der oben angesprochene Doppelboden zum Transport der Kaltluft genutzt. Diese Variante besitzt, im Vergleich zur folgenden Maßnahme, das bessere Preis/Leistungs-Verhältnis.

Wasserkühlung: Gerade bei Anlagen, bei denen die zu kühlenden Racks eine sehr hohe Dichte aufweisen, käme eine reine Luftkühlung an ihre Grenzen. „ Mit Warmwasser kann man zirka 80 Kilowatt pro Rack abführen, mit Luft rund 30 Kilowatt. [ … ] “²⁰ Hier muss der Business Plan schon so detailliert sein, dass man sich bereits vor Beginn der Baumaßnahmen, für eine der beiden Kühlarten entschieden hat.

Rückkühlung: Nachdem festgelegt wurde, wie die Wärme von den kritischen Stellen abtransportiert wird, bleibt zu klären, wohin die Wärme abgeführt werden soll. Für dieses Problem gibt es zwei erprobte Lösungsansätze. Unter dem Stichwort der freien Kühlung findet sich die Idee, die freigewordene Wärme an die Außenluft abzugeben und im Gegenzug dazu Kaltluft anzusaugen. Vor allem nachts oder in Wintermonaten wird so keine oder nur wenig Extrakühlung benötigt. Nebeneffekt: Die erwärmte Luft kann gleichzeitig zum Heizen der Büroräume genutzt werden. Die andere Möglichkeit besteht im Einbinden aktiver Kühlanlagen. Hier wird mittels eines geschlossenen Systems, welches mit einem Kältemittel befüllt, ist die notwendige Kühlung des Wasserkreislaufs oder der Luft erreicht.²¹

2.4 Risiken

Die Gefahren, die zum Ausfall eines RZ führen können, sind vielfältig. Sie lassen sich dabei in die folgenden Kategorien unterteilen:

- Infrastruktur und Technik (Kabelbrand, Hardwaredefekte, Stromausfall),
- Mitarbeiter (Unachtsamkeit, Unwissenheit, menschliches Versagen),
- Externe (Einbruch, Sabotage, Hacking, Vandalismus),
- Witterungseinflüsse (Wassereinbruch, Blitzeinschlag, Schneemassen) und
- Umweltkatastrophen (Erdbeben, Erdrutsche, Hochwasser).²²

Als Folge des Eintretens einer dieser aufgezählten Risiken kann es, nach Ausfall des RZ, zu Schadensersatzansprüchen oder einem Imageverlust kommen. Die Gefahr, Kunden zu verlieren, würde sich stark erhöhen. Um dem zu entgehen, empfiehlt es sich, existierende Risiken zu kennen, sie in Eintrittswahrscheinlichkeit und mögliche Schadenshöhe einzuteilen und einen Maßnahmenkatalog bereit zu halten, welcher regelt, wie auf diese Risiken reagiert wird. Dieser Prozess wird als Risiko- management bezeichnet. Er muss in Unternehmen stetig weiterentwickelt und auf aktuellem Stand gehalten werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2 - Kreislauf des Risikomanagements ²³

Ein solches Vorgehen zur Risikobewältigung Risikobewertung Risiko- priorisierung (siehe Abbildung 2) schafft Transparenz über einen Großteil der Risiken und bietet gleichzeitig Handlungssicherheit im Falle eines Risikoeintritts. Auch das BSI hat diese Tatsache erkannt und auf deren Homepage einen IT-Grundschutzkatalog zur Verfügung gestellt, anhand dessen man vorgehen kann.²⁴

3 Green-IT im Detail

In diesem Abschnitt wird der Begriff der Green-IT (grüne Informationstechnologie) zunächst von außen mit all seinen Facetten betrachtet. Dabei werden sowohl Ziele und Auswirkungen von Green-IT Strategien erläutert, als auch mögliche Kritikpunkte des grünen Handelns angesprochen.

3.1 Definitionen

3.1.1 Green-IT

Für den Begriff der Green-IT gibt es zum jetzigen Zeitpunkt keine genormte Definition. Eine Ursache dafür kann die noch offene Fragestellung, ab wann IT „grün“ ist, gewertet werden. In diesem Zusammenhang hat die International Organization for Standardization (ISO) im Jahr 1992 mit der ISO14000-Familie ein Rahmenwerk für Unternehmen erstellt, welches sich dem Umweltmanagement- system (EMS) widmet. Dieses beinhaltet z.B. nützliches Unterlagen für Unternehmen, die darauf Wert legen, ihr ökonomisches Handeln mit den ökologischen Auswirkungen in Einklang zu bringen.²⁵ Der Begriff der Green-IT findet sich in dieser Literatur selbst nicht wieder. Dies kann als ein mögliches Indiz dafür gewertet werden, dass diese Bezeichnung nur als eine Art medienwirksames Modewort des IT-Managements und der Medien genutzt wird. Im folgenden Abschnitt werden unterschiedliche Ansätze von Green-IT zusammengefasst:

Die BITKOM, ein Branchenverband der Informations- und Telekommunikationsbranche (ITK-Branche), definiert diesen Begriff wie folgt: Green-IT „ [ … ] umfasst die umwelt- und ressourcenschonende Nutzung von Informations- und Kommunikationstechnologieüber deren gesamten Lebenszyklus hinweg: vom Design und der Architektur der Systemeüber die Produktion der Komponenten und deren Verwendung bis zur späteren Entsorgung. [ … ] “ ²⁶ Nach dieser Definition beschreibt Green-IT einen ganzheitlichen Prozess beim Umgang mit Informations- und Kommunikationstechnologien IKT (siehe Abbildung 3).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3 - Ganzheitliche Betrachtungsweise von Green-IT ²⁷

Zarnekow definiert Green-IT mit allen „ [ … ] Aktivitäten von Unternehmen, die Technologien entwickeln, produzieren oder nutzen, welche denökologisch negativen Einfluss von IT durch Ressourcenverbrauch oder Emissionen reduzieren.“²⁸

Die Autoren der Internetseite ITWissen.info definieren Green-IT wie folgt: „ Es ist ein Trend, der dem steigenden Umweltbewusstsein, gerecht wird und der für die Entwicklung umweltschonender Hard- und Software und für die Energieeinsparung steht. “²⁹ In dieser Betrachtungsweise rückt das Bewusstsein des Menschen für seine Umgebung mehr in den Fokus als es in anderen Definitionen der Fall war.

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWI) sieht in Green-IT einen ganzheitlichen Ansatz, „[…] deren Verwendung zu einer deutlichen Entlastung der Umwelt führt. “ ³⁰

Man könnte den Begriff noch in mögliche Handlungsfelder der Green-IT unterteilen: Bei „Green in IT“ steht dabei der bereits angesprochene Lebenszyklus im Vordergrund, also die intelligente und energieeffiziente Nutzung sowie die umweltfreundliche Produktion und Entsorgung von IT. Bei der Klassifizierung nach „Green by IT“ geht es um mögliche Umweltentlastungen durch die Nutzung grüner IT. Hier stehen also IT-Systeme im Vordergrund, die sowohl Geschäftsprozesse optimieren als auch den Gesamtenergieverbrauch senken sollen. Als Beispiel könnte man eine intelligente Steuerung von Verkehrsströmen anbringen oder den Einsatz von Videokonferenzen, anstatt durch Dienstreisen der Umwelt zu schaden.³¹ Mit diesen Erkenntnissen sollen Auszüge der Definitionen der BITKOM und des BMWI die Grundlage für diese Arbeit legen:

„ Green-IT umfasst die ressourcenschonende und vor allem effiziente Nutzung von Informations- und Kommunikationstechnologieüber deren gesamten Lebenszyklus hinweg mit dem Ziel einer aktiven Entlastung der Umwelt. “

Die wirtschaftliche Bedeutung dieses Themas für ein Unternehmen oder mögliche soziale Auswirkungen auf Mitarbeiter und die Gesellschaft werden bei all diesen Definitionen außer Acht gelassen. Sie spielen jedoch im Folgenden bei einer näheren Betrachtungsweise eine erhebliche Rolle.

3.1.2 Effektivität vs. Effizienz

Dem umgänglichen Sprachgebrauch nach werden die Begriffe Effektivität und Effizienz oft synonym verwendet. Im weiteren Verlauf dieser Arbeit wird es aber wichtig sein, sie ihrer Bedeutung nach zu unterscheiden. Nimmt man die ISO 9000:2005 als Grundlage, so wird Effektivität (gleichbedeutend mit Wirksamkeit) wie folgt definiert: Sie ist das „[…] Ausmaß, in dem geplante Tätigkeiten verwirklicht und geplante Ergebnisse erreicht werden.“³² Im Mittelpunkt der Betrachtung stehen also der Output beziehungsweise die Wirkung einer Handlung, nicht jedoch der eingesetzte Aufwand. Im Gegensatz zur Effizienz: Sie beschreibt das „ Verhältnis zwischen dem erzielten Ergebnis und den eingesetzten Mitteln.“³³ Durch diese Beziehung könnte man auch von Wirtschaftlichkeit sprechen.³⁴

Wendet man die Bedeutung dieser Begriffe auf die IT an, wird klar, dass es in den weiteren Betrachtungen nur um Effizienz gehen kann. Die Informationstechnologie hat die Aufgabe, Geschäftsprozesse bestmöglich zu unterstützen. In Zeiten des steigenden Wettbewerbsdruckes versuchen viele Unternehmen zum einen Ihre IT- Kosten zu senken und zum anderen die Leistungsfähigkeit ihrer IT-Infrastruktur zu optimieren. Aber kann Effizienz in der IT gemessen werden? Zur Überprüfung dieser Frage wurden verschiedenste Bewertungsmodelle zu IT-Kosten und -Nutzen entwickelt. Eine Möglichkeit ist die Total Cost of Ownership (TCO). Hier werden anfallende Kosten eines IT-Systems über seinen kompletten Lebenszyklus betrachtet und in direkte und indirekte Kosten unterteilt. Weitere Ansätze wären eine IT- Kosten- und Leistungsrechnung, der ROI-Ansatz oder die Nutzwertanalyse.³⁵ Eine tiefer gehende Betrachtung dieser Ansätze soll jedoch nicht Gegenstand dieser Arbeit sein.

3.1.3 Nachhaltigkeit und CSR

Der Begriff der Nachhaltigkeit wurde erstmals im Jahr 1713 erwähnt und stammt ursprünglich aus der deutschen Forstwirtschaft. Schon damals forderte Hans Carl von Carlowitz, nur so viel Holz zu schlagen, wie wieder aufgeforstet und nachwachsen kann.³⁶ Der Brundtland Report von 1987, welcher in diesem Zusammenhang oft zitiert wird, definiert ihn wie folgt: „ Nachhaltig ist eine Entwicklung, die den Bedürfnissen der heutigen Generation entspricht, ohne die Möglichkeiten künftiger Generationen zu gefährden, ihre eigenen Bedürfnisse zu befriedigen und ihren Lebensstil zu wählen.“³⁷ Diese auf der Wissenschaft beruhende Sichtweise gibt jedoch keine Auskunft über konkrete Handlungsfelder. Daher hat sich auf der betrieblichen Ebene das 3-Säulen-Modell durchgesetzt.³⁸ Aus dessen Definition geht hervor, dass Nachhaltigkeit (auch nachhaltige Entwicklung) auf den Säulen Umwelt (Ökologie), Wirtschaft (Ökonomie) und Gesellschaft (Soziales) fußt.³⁹ Ulrich Grober behauptet sogar: „ Sie ist unser ursprünglichstes Weltkulturerbe. “⁴⁰ Damit ist gemeint, dass der Wert der Natur und die begrenzte Verfügbarkeit natürlicher Ressourcen genauso im Mittelpunkt unseres Handelns stehen müssen, wie eine positive Wirtschaftsentwicklung. Nachhaltigkeit verfolgt das Ziel, die zur Verfügung stehenden Rohstoffe bestmöglich einzusetzen, um den besten Mehrwert zu erzielen. Gerade Aspekte wie Verteilungs- und Entwicklungsgerechtigkeit gehören ebenso zu einer nachhaltigen Entwicklung.⁴¹ Im Allgemeinen soll mit diesem Begriff das langfristige Handeln im Vordergrund stehen.

Gerade in den letzten Jahren erfreuten sich dieser Begriff und die „neue Umweltpolitik“ wachsender Bedeutung in unseren Medien. Im Bereich der Wirtschaft ist vermehrt der Begriff der Corporate Social Responsibility (CSR, deutsch: soziale Unternehmensverantwortung) wahrzunehmen. Damit verpflichten sich Unternehmen, ohne ihren wirtschaftlichen Zweck aus den Augen zu verlieren, zu umfassenderen ökologischen und sozialen Maßnahmen, die über die Gesetzespflicht hinausgehen.⁴² Dass Betriebe, die aktiv eine solche CSR-Politik betreiben, damit auch in der Öffentlichkeit werben, zeigt, dass diese Bemühungen nicht komplett uneigennützig sind. Was genau die soeben erwähnten Begriffe mit IT zu tun haben, wird in den folgenden Abschnitten erläutert.

3.1.4 Kennzahlen (KPI)

KPI steht für Key Performance Indicator, im Deutschen als Leistungsindikator, Kennzahl oder auch Messgröße bekannt, wobei sich im allgemeinen Sprachgebrauch die Abkürzung KPI durchgesetzt hat. Mithilfe dieser Kennzahlen ist es möglich, die Leistung verschiedener Unternehmensbereiche sichtbar zu machen.⁴³ Die daraus re- sultierende Vielfalt möglicher Kennzahlen ist demnach sehr hoch. Anhand von KPIs kann ermittelt werden, ob die vorgegebenen Ziele erreicht wurden. Ein weiterer Vor- teil ist, dass mit deren Hilfe komplexe, betriebswirtschaftliche Sachverhalte vereinfacht und als Zahlen kenntlich gemacht werden können. Dadurch werden Ver- gleiche ermöglicht.⁴⁴ Charakteristisch für Kennzahlen ist, dass sie an der Geschäftsstrategie ausgerichtet, leicht verständlich, beeinflussbar sind und auf vali- den Daten beruhen sollten.⁴⁵

Bezogen auf das Thema Green-IT werden Kennzahlen wie folgt definiert: „ Green- IT-Kennzahlen besitzen Informationscharakter und dienen zum Aufdecken von Opti- mierungspotenzialen und zur Erfolgskontrolle bei der Umsetzung von Green-IT- Maßnahmen. “ ⁴⁶ Daraus schlussfolgernd können zu allen Phasen des Lebenszyklus der IT unterschiedliche Messgrößen definiert werden. Weiterhin ist anzumerken, dass das reine Definieren und Messen von Kennzahlen nicht zu einem Erfolg führen wird. Vielmehr muss dieser Vorgang als ein wiederkehrender Prozess betrachtet werden, an dessen Anfang auf Managementebene Ziele und Visionen einer Green-IT Strategie definiert werden müssen. Erst wenn genau festgehalten wurde, welche Global- und welche Teilziele es gibt, können auf derselben Ebene Kennzahlen definiert werden, mit denen der Grad des Erfolgs gemessen werden kann. Die Zielformulierung nach S.M.A.R.T. -Vorgaben ist dabei unabdingbar.⁴⁷

Eine genaue Aufschlüsselung möglicher Green-IT KPI erfolgt im Abschnitt 4 dieser Arbeit. Mögliche Kennzahlen zur Ermittlung der Effizienz eines Rechenzentrums stehen hierbei im Vordergrund der Betrachtungen. Die im Abschnitt 2.1.2 angespro- chenen TCO wären eine Kennziffer für den gesamten Lebenszyklus von der Beschaffung bis zum Rücklauf. Sie stellen damit eine der wichtigsten Kennzahlen der Green-IT dar.

3.2 Grüne Zertifizierungen - Der Blaue Engel

„ Der Blaue Engel sieht alles. “ ⁴⁸

Das Auszeichnen oder Labeln ökologischer Nachhaltigkeit hat ihren Ursprung in den USA. Seit dem Jahr 1992 wird das Gütesiegel „Energy Star“ an IT-Produkte vergeben, die bestimmten Standards der amerikanischen Umweltbehörde entsprechen.⁴⁹ In Europa setzte diese Entwicklung erst im Jahr 2003 ein. In jenem Jahr wurde auf EU-Ebene eine Richtlinie zur Beschränkung von gefährlichen Substanzen bei der Herstellung und Entsorgung von technischen Geräten etabliert. Im selben Jahr wurde das Label „Energy Star“ (nach weiteren Revisionen) auch hier eingeführt. Dieses hat sich bis heute als ein wichtiges Zertifikat für IT Equipment durchgesetzt.⁵⁰

Das Auszeichnen energieeffizienter Hardware stellt allerdings nur einen Teilschritt auf dem Weg einer nachhaltigen Entwicklung dar. Aus diesem Grund hat sich in den vergangenen Jahren eine Vielzahl an Institutionen der Aufgabe angenommen, auch die langfristige Strategie eines Unternehmens und deren Umsetzung in Bezug auf Energie- und Ressourceneffizienz zu überprüfen.

Im weiteren Verlauf soll der Blaue Engel als „eine“ grüne Zertifizierung aus folgenden Gründen näher betrachtet werden: Zum einen liegt laut einer empirischen Studie im Auftrag des Bundesumweltamtes aus dem Jahr 2013 der Bekanntheitsgrad des Blauen Engel in der deutschen Bevölkerung bei 93 Prozent.⁵¹ Zum anderen wurden in den vergangenen Jahren nur Produkte von der RAL gGmbH ausgezeichnet, so bietet sie seit Juli 2012 die Zertifizierung „Blauer Engel - Energiebewusster Rechenzentrumsbetrieb“ an, in der nicht eine Marke oder ein Produkt, sondern eine Dienstleistung prämiert wird.⁵² Zur Erlangung dieses Labels verpflichtet sich ein Unternehmen unter anderem die folgenden Kriterien einzuhalten: Ein IST-Zustand verbauter Hardware und Verbräuche wird ermittelt. Ein Energiemanagementsystem wird aufgebaut. Bei der Beschaffung neuer Geräte wird auf erhöhte Umweltverträglichkeit geachtet. Kühl-Kennziffern werden ermittelt und übersandt an die RAL gGmbH übersandt. Es wird ein Monitoring über den Verbrauch elektrischer Energie und der IT-Lasten eingeführt.⁵³ Weitere Zertifikate, die sich mit Nachhaltigkeit beschäftigen, sind das TCO-Siegel⁵⁴, das SWAN-Label⁵⁵, EPEAT⁵⁶ oder EcoStep⁵⁷.

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¹ Lateinisch für: „Durch Lehren lernen wir“

² Zitat Thomas Watson im Jahr 1943 (vor der Erfindung des Transistors im Jahr 1947)

³ Vgl. Ihlenfeld, Jens (Golem.de) (2012)

⁴ Vgl. Schober (2014)

⁵ Vgl. Hintemann, Ralph / Fichter / Klaus (2010), S. 10

⁶ Vgl. Clauß, Ulrich (2011)

⁷ Vgl. Koenen, Jens (2011)

⁸ Nähere Informationen dazu unter: Gfaller, Hermann (2008)

⁹ Nähere Informationen dazu unter: Rousseau, Marie-Christine (2010)

¹⁰ Nähere Informationen dazu unter: Ganser, Daniele (2013)

¹¹ Duden (2013)

¹² BSI (2009)

¹³ Vgl. Fischl, Bernd et al (2010), S. 15 ff. und vgl. Businessplan (o.J.)

¹⁴ Vgl. Businessplan (2)(o.J.)

¹⁵ Vgl. Dürr, Bernd (2013), S. 59

¹⁶ Vgl. Dürr, Bernd (2013), S. 59 f.

¹⁷ Vgl. Dürr, Bernd (2013), S. 65 ff.

¹⁸ Vgl. Dürr, Bernd (2013), S. 295 ff.

¹⁹ Hintemann (BITKOM) et al (2010), 16

²⁰ Matzer, Michael et al (2014)

²¹ Vgl. Dahme, Christopher (2010), S. 15 ff.

²² Vgl. Dürr, Bernd (2013), S. 41 ff.

²³ In Anlehnung an Rinne, Matthias (2009), S. 8 und in Anlehnung an Dürr, Bernd (2013), S. 47 ff.

²⁴ Nähere Informationen dazu unter BSI (o.J.)

²⁵ Vgl. ISO 14.000 (o.J.)

²⁶ Bitkom (2015)

²⁷ Murugesan, San (2008)

²⁸ Zarnekow, Rüdiger et al (2013), S. 16

²⁹ ITWissen (2015)

³⁰ BMWI (2015)

³¹ Vgl. Rossol, Harald (2014), Folie 5 und vgl. Computerwoche (2013)

³² Schlünz (2005), S.22

³³ Schlünz (2005), S.22

³⁴ Vgl. Branz, Petra (2009) S. 9 f. und vgl. Krems, Burkhardt (2014)

³⁵ Vgl. Dürr, Peter (2013), S. 51 ff.

³⁶ Vgl. Nachhaltigkeit.info (2015)

³⁷ Bildung für nachhaltige Entwicklung (2014)

³⁸ Vgl. Zarnekow, Rüdiger et al (2013), S. 13

³⁹ Vgl. Weidman, Rainer et al (2013), S-147 f.

⁴⁰ Grober, Ulrich (2010), S. 13

⁴¹ Nähere Informationen dazu unter: Infothek gläserne Konversion (o.J.)

⁴² Vgl. Grimme-Institut Gesellschaft für Medien, Bildung und Kultur mbH (2009)

⁴³ Vgl. Fleig, Jürgen (o.J.)

⁴⁴ Vgl. Schott, Gerhard (1988), S. 19 f. und vgl. Reimus, Enrico et al (2014)

⁴⁵ Vgl. Diestelberg, Michael, (o.J.), S. 8

⁴⁶ Opitz, Nicky (2013), Folie 7

⁴⁷ Vgl. Karavul, Berekat (o.J.)

⁴⁸ Zitat Schröper, Jörg (2013)

⁴⁹ Vgl. Ruth, Stephen (2009); S. 80

⁵⁰ Vgl. Zarnekow, Rüdiger (2013), S. 16 f.

⁵¹ Vgl. Stieß, Immanuel / Birzle-Harder, Barbara (2013), S. 20

⁵² Vgl. Rz-Products (o.J.), S. 12

⁵³ Nähere Informationen dazu unter Blauer Engel (2015)

⁵⁴ Nähere Informationen dazu unter TCO (2015)

⁵⁵ Nähere Informationen dazu unter Nordic Swan (2015)

⁵⁶ Nähere Informationen dazu unter EPEAT (2015)

⁵⁷ Nähere Informationen dazu unter EcoStep (2015)