TNr. 12: Energieeinsparung bei Serverräumen

Der ORH und ein Staatliches Rechnungsprüfungsamt haben 2009 untersucht, ob bei den über 1.100 dezentralen Serverräumen Energieeinsparpotenziale bestehen. Dazu wurden örtliche Erhebungen bei 50 Serverräumen in den Bereichen der Bau-, Finanz- und Vermessungsverwaltung, der Gewerbeaufsicht, der Justiz sowie der Polizei durchgeführt.


12.1 Ausgangslage

In den Serverräumen entsteht durch den Betrieb der IT-Technik Wärme. Damit Ser­ver und Netzkomponenten nicht überhitzen, müssen sie gekühlt werden; sonst dro­hen Betriebsausfälle und Datenverluste. Die Kühlung der über 1.100 Serverräume in staatlichen Gebäuden verbraucht jährlich Strom für 5 Mio. € und verursacht den Ausstoß von 17.500 t CO₂.

Nach dem Ministerratsbeschluss vom 07.03.2006 sollen die dezentralen IT-Betriebs­zentren sukzessive in die Rechenzentren (RZ Süd und RZ Nord) eingegliedert wer­den. Bei den bisher eingegliederten Stellen hat sich gezeigt, dass IT-Technik (u. a. Fileserver, Domain Controller) einstweilen vor Ort bleibt. Darüber hinaus sind in den Dienststellen auch noch lokale IT-Systeme zu betreiben (z. B. Netzwerkkomponen­ten, Telefon- und Zeiterfassungsserver).


12.2 Feststellungen und Empfehlungen


12.2.1 Möglichkeiten zur Energieeinsparung blieben ungenutzt

Zur Kühlung der Serverräume in den geprüften 50 IT-Betriebszentren wurde Folgen­des festgestellt:

• Die Serverräume wurden auf 19 bis 22°C abgekühlt. Die Temperaturen lagen damit deutlich unter den Vorgaben in den Planungsrichtlinien für die IT-Betriebs­zentren der Finanzämter von 24 und 26°C und für die Rechenzentren (RZ Süd, RZ Nord und LKA) von 25°C.

• Die IT-Systeme waren zumeist in geschlossenen Schränken (Racks) unterge­bracht. Dadurch bildet sich an den gefährdeten Stellen ein Wärmestau. Diesem wurde mit einer verstärkten Kühlung begegnet.
• Die über Kühlanlagen eingebrachte kühle Luft war häufig auf Bauteile wie Fenster, Wände oder Decken gerichtet.
• Selbst nachts und in der kalten Jahreszeit liefen die Kühlaggregate. Die Freie Kühlung (Zuführung gefilterter Frischluft) wurde nirgends praktiziert.
• Teilweise waren unnötigerweise zusätzliche Geräte in den Serverräumen unter­gebracht (z. B. Drucker, PCs), die an sich nicht gekühlt werden müssen. Da diese Geräte ebenfalls Wärme abgeben, wird zusätzliche Kühlleistung im Serverraum notwendig.

Die Feststellungen zeigen, dass die Verwaltung selbst einfache Maßnahmen zur Energieeinsparung nicht ergriff. Der ORH hat angeregt:

• Die Temperatur in den Serverräumen auf ca. 25°C anzuheben, um die Kühllast deutlich zu verringern.
• Die Türen der Serverschränke sollten geöffnet, demontiert oder - falls sicherheits­technisch erforderlich - durch luftdurchlässige Gitter ersetzt werden.
• Die Kühlluft sollte direkt auf die Geräte gerichtet werden.
• Durch Freie Kühlung könnte bei niedrigen Außentemperaturen die Kühlung redu­ziert oder abgeschaltet werden.

Nach einer überschlägigen Hochrechnung könnten allein durch Anhebung der Kühl­temperatur auf 25°C und Nutzung der Freien Kühlung die Stromkosten um 2 Mio. € und der CO₂-Ausstoß um 7.000 t jährlich reduziert werden.

Der ORH hält es darüber hinaus für notwendig, die Bediensteten der IT-Betriebs­zentren für das Thema Energieeinsparung zu sensibilisieren, ihnen konkrete Hand­lungsanleitungen für den Betrieb und die Wartung der IT-Technik und der Kälteanla­gen vorzugeben und deren Einhaltung zu überwachen.


12.2.2 Planung von Serverräumen oft nicht energiebewusst

Zur Planung der Serverräume wurde festgestellt:

• Die wenigsten Serverräume waren nordseitig ausgerichtet. Dadurch entsteht mehr Wärme durch Sonneneinstrahlung, was eine höhere Kühlleistung erfordert.
• Die Außengeräte (Verflüssiger bzw. Kondensatoren) wurden in den geprüften Fällen auf Flachdächern oder in ungedämmten Spitzböden installiert. Diese Flä­chen heizen sich in den Sommermonaten auf über 50°C auf. Dadurch benötigt das Kühlsystem weit mehr Energie als im Vergleich zu kühleren Aufstellungsorten.
• Nirgends wurde die Freie Kühlung vorgesehen.
• Die warme Raumluft wurde nicht zum Heizen anderer Gebäudeteile genutzt.

Nach Auffassung des ORH war die Planung der Serverräume in der Vergangenheit oft nicht energiebewusst. Dies ist unverzichtbar, um später einen wirtschaftlichen und ökologischen Betrieb der IT-Anlagen zu gewährleisten.

Der ORH hat angeregt, die "Planungsrichtlinie für Kommunikationsnetze (KomNet)" um folgende Punkte zu ergänzen:

• Unterbringung der Serverräume auf der Nordseite,
• Aufstellung der Außengeräte an einem möglichst kühlen Ort,
• Nutzung der Abwärme,
• Nutzung der Freien Kühlung.

Eine besondere planerische Herausforderung ist der sukzessive Aufbau der Rechen­zentren Nord und Süd. Durch hocheffiziente Server-/Rack-Systeme, Bündelung der Server und Erhöhung des Server-Nutzungsgrades mittels Virtualisierung kann die Zahl der Server verringert werden. Damit sinkt der Kühl- und Energieaufwand. Gleich­zeitig kann die zentral anfallende, gebündelte Betriebsenergie besser rückgewonnen und nutzbar gemacht werden.


12.2.3 Zuständigkeiten für Energieverbrauch unkoordiniert

Die Zuständigkeiten für Planung und Betrieb der Serverräume sind wie folgt fest­gelegt:

• Die Bauverwaltung plant und errichtet die Serverräume und die Kühlsysteme.
• Die jeweilige Hausverwaltung schließt Strom- und Wartungsverträge über die Kli­maanlagen ab und stellt die Temperatur ein.
• Die zentralen IT-Organisationseinheiten (Rechenzentren, Mittelbehörden und Oberste Dienstbehörden) betreiben eigenverantwortlich Systeme in den dezen­tralen Serverräumen und geben teilweise auch Richtlinien für die Kühltempera­turen vor.
• Die IT-Organisationseinheiten sind für den Betrieb der IT-Technik vor Ort zu­ständig.

Nach Ansicht des ORH fehlt bislang eine klare Zuständigkeit für den Energiever­brauch von Serverräumen. Um den Energiebedarf und den CO₂-Ausstoß wirksam zu reduzieren, muss die Verantwortung koordiniert und gebündelt werden.


12.3 Stellungnahme des IT-Beauftragten und Schlussbemerkung des ORH

Die Empfehlungen des ORH hat der IT-Beauftragte der Staatsregierung positiv auf­genommen. Sie würden auch von der Staatskanzlei und den Ressorts breit unter­stützt.

Vielfältige Aktivitäten seien nach Vorliegen der Prüfungsfeststellungen des ORH be­reits unternommen worden. So hätten die Staatskanzlei und einige Ressorts Klima­schutzbeauftragte bestimmt und Anregungen zum energieeffizienten Betrieb umge­setzt bzw. eingeleitet, wie die fallbezogene Anhebung der Raumtemperatur auf 25°C und den Einsatz der Freien Kühlung. Die Ergänzung der Planungsrichtlinie sei vor­gesehen, die Verlagerung von Servern in die zentralen Rechenzentren solle bis Ende 2013 weitestgehend abgeschlossen sein.

Das Anliegen der Energieeinsparung bei Serverräumen könne insbesondere durch die Konsolidierung der Rechenzentren und IT-Betriebszentren mit einer entsprechen­den Servervirtualisierung unterstützt werden. Die Stabsstelle des IT-Beauftragten werde diese Aufgabe weiter vorantreiben.

Damit die Idee "Green-IT" zügig und erfolgreich umgesetzt wird, sollten nach Auffas­sung des ORH neben der Bündelung der Server in Rechenzentren

• die Verantwortlichkeiten für Klimaschutz und Green-IT strategisch übergreifend und vor Ort geregelt,
• die Bediensteten für das Thema Energieeinsparung sensibilisiert sowie
• die Fülle der Möglichkeiten zur Energieeinsparung, vom effizienten System-Betrieb bis zur Rückgewinnung von Betriebsenergie, weiterhin konsequent verfolgt und überwacht werden.