Rechenzentren sind das Herzstück der Unternehmens-IT und einer der relevantesten Faktoren für das Gelingen des Digitalisierungsprozesses in Deutschland. Diese Verlagerung auf digitale Prozesse hat ihren Preis: Laut einer Studie des Bitkom e.V. machten Rechenzentren und kleinere IT-Installationen in Unternehmen 2020 rund drei Prozent des gesamten deutschen Stromverbrauchs aus, was etwa 16 Milliarden Kilowattstunden entspricht. Zum Vergleich: Der benötigte Strom im Verkehrsektor entsprach im selben Jahr etwa zwei Prozent des Jahresverbrauchs. Wie unsere Grafik zeigt, sind vor allem zwei Komponenten von Rechenzentren für den hohen Verbrauch verantwortlich.
Entfielen 2016 noch rund 39 Prozent des Stromverbrauchs auf Server, waren es 2020 schon 42 Prozent oder 6,6 Milliarden Kilowattstunden. An zweiter und dritter Stelle stehen Kühlung und Speicher, relativ wenig Strom wird für die Netzwerkprozesse selbst verbraucht. Durch den Fortschritt in der Nutzung erneuerbarer Energien schlägt sich der erhöhte Strombedarf allerdings nicht auf die durch Rechenzentren verursachten CO2-Emissionen nieder. Zwischen 2018 und 2020 konnten selbige sogar um 1,1 Millionen Tonnen reduziert werden, ohne dass die entsprechenden Installationen an Effizienz einbüßen mussten.
Obwohl die Reduktion der Emissionen ein gutes Zeichen für eine nachhaltigere IT-Infrastruktur darstellt, ist es für viele Unternehmen noch ein weiter Weg bis zur CO2-Neutralität. Laut einer aktuellen Bitkom-Umfrage wollen 45 Prozent der 506 befragten Firmen bis 2030 klimaneutral werden, rund 70 Prozent haben bereits begonnen oder planen, ihren Treibhausgasausstoß zu kompensieren, und in 52 Prozent der Unternehmen existiert eine Klimaschutz- und Nachhaltigkeitsstrategie für die gesamte Organisation oder Teile davon. Florian Zandt
Rechenzentren: Sorgen leistungsfähigere Chips für mehr Energieeffizienz?
1965 formulierte Intel-Mitbegründer und Ingenieur Gordon Moore das Mooresche Gesetz, laut dem sich die Anzahl Transistoren auf einem Mikroprozessor und damit auch seine Komplexität etwa alle zwei Jahre grob verdoppeln. Bis heute ist dieses Gesetz gültig. Recherchen des Computerwissenschaftlers Karl Rupp zufolge erschienen im Jahr 2021 Mikroprozessoren mit 58,2 Milliarden Transistoren, 2019 waren es rund 39,5 Milliarden. Zwar geht eine Zunahme an Komplexität nicht automatisch mit einer Leistungssteigerung einher, Fortschritte in der Fertigung könnten allerdings in der Theorie für energieeffizientere Chips sorgen, die gerade in Zeiten von gestiegenem Bedarf nach KI-Rechenleistung gefragt sein dürften.
Wie unsere Grafik auf Basis von Rupps Datensatz und einer Erhebung des Branchenverbandes der IT-Industrie Bitkom e.V. zeigt, wächst der Energiebedarf in deutschen Rechenzentren trotz fortschrittlicher Technik in der Chip-Industrie stetig. Zwischen 2010 und 2021 hat sich der Bedarf um 63 Prozent auf 17 Milliarden Kilowattstunden pro Jahr erhöht. Vom exponentiellen Wachstum der in Mikroprozessoren eingesetzten Transistoren ist diese Zunahme allerdings weit entfernt.
Laut Daten der International Energy Agency ist der weltweite Energiebedarf von Rechenzentren zwischen 2015 und 2021 relativ gleich geblieben. Was sich jedoch verschoben hat, sind die Verbrauchsanteile. Entfielen 2015 noch knapp die Hälfte der 190 Terawattstunden auf traditionelle Rechenzentren, waren es 2021 nur noch etwa 33 Terawattstunden oder 17 Prozent. Während der Bedarf von Cloud-Rechenzentren ohne Hyperscale-Einrichtungen um rund zehn Terawattstunden anstieg, hat sich der Energiebedarf von Hyperscale-Rechenzentren, die unter anderem für Big-Data- und KI-Aufgaben eingesetzt werden, fast verdreifacht. Unter dem Begriff Hyperscale versteht man flexibel skalierbare Rechenzentren mit meist mehr als 5.000 Servern, die häufig mit großen Tech-Firmen wie Google oder Apple in Verbindung gebracht werden. Aufgrund ihrer Skalierfähigkeit seien Hyperscale-Rechenzentren auch deutlich effizienter im Energieverbrauch als normale Rechenzentren in Unternehmen. Florian Zandt
Milliardenmarkt Rechenzentren
Die Umsätze im Markt für Rechenzentren blieben in Deutschland im ersten Jahr der Corona-Pandemie weitestgehend stabil und steigen seit dem Jahr 2021 kontinuierlich. Das zeigt die Infografik auf Basis einer Schätzung der Statista Market Insights [1]. Größter Umsatztreiber ist dabei die Netzwerkinfrastruktur: 8,7 Milliarden Euro werden der Schätzung zufolge in diesem Segment im aktuellen Jahr umgesetzt. Mit Servern werden etwa 3,6 Milliarden Euro umgesetzt, mit Speicherlösungen 2,0 Milliarden Euro. Im globalen Vergleich wird der größte Teil des Umsatzes mit Rechenzentren in den USA erwartet.
Der Markt für Rechenzentren umfasst in dieser Schätzung alle hardwarebezogenen Ausgaben von Unternehmen und des öffentlichen Sektors, die für den Aufbau und die Instandhaltung von IT-Infrastruktur verwendet werden. Dies umfasst die drei großen Teilbereiche Server, Speicherlösungen sowie Netzwerkinfrastruktur wie Router und Switches.
In der Regel besitzt jedes Unternehmen heutzutage eine eigene IT-Infrastruktur, wobei auch ganz oder teilweise auf die von externen Anbietern zurückgegriffen werden kann. Das kann durch Anmietung von Kapazitäten in Rechenzentren geschehen. Matthias Janson,
[1] https://de.statista.com/outlook/tmo/rechenzentren/deutschland
https://de.statista.com/infografik/30906/umsaetze-im-markt-fuer-rechenzentren-in-deutschland/
USA und China dominieren Markt für Rechenzentren
USA und China sind weltweit die mit Abstand größten Umsatztreiber im Markt für Rechenzentren. Das zeigt die Infografik auf Basis einer Schätzung der Statista Market Insights. Japan, Deutschland und das Vereinigte Königreich folgen auf den Plätzen drei bis fünf.
Der Markt für Rechenzentren umfasst alle hardwarebezogenen Ausgaben von Unternehmen und des öffentlichen Sektors, die für den Aufbau und die Instandhaltung von IT-Infrastruktur verwendet werden. Dies umfasst die drei großen Teilbereiche Server, Speicherlösungen sowie Netzwerkinfrastruktur wie Router und Switches.
In der Regel besitzt jedes Unternehmen heutzutage eine eigene IT-Infrastruktur, wobei auch ganz oder teilweise auf die von externen Anbietern zurückgegriffen werden kann. Das kann durch Anmietung von Kapazitäten in Rechenzentren geschehen. Matthias Janson,
https://de.statista.com/infografik/30905/umsaetze-im-markt-fuer-rechenzentren/
Wie groß ist der Markt für Rechenzentren in Deutschland?
Rechenzentren sind die Grundlage der digitalen Wirtschaft und Gesellschaft. Sie speichern, verarbeiten und übertragen Daten, die für verschiedene Anwendungen und Dienste benötigt werden. Doch wie groß ist der Markt für Rechenzentren in Deutschland und welche Trends und Herausforderungen gibt es?
Laut einer Studie von Bitkom Research und eco – Verband der Internetwirtschaft e.V. betrug der Umsatz mit Rechenzentrumsdienstleistungen in Deutschland im Jahr 2020 rund 16,3 Milliarden Euro. Das entspricht einem Wachstum von 6,4 Prozent im Vergleich zum Vorjahr. Die Studie prognostiziert, dass der Markt bis 2025 auf 23,1 Milliarden Euro ansteigen wird, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 7,2 Prozent entspricht.
Die wichtigsten Treiber für den Rechenzentrumsmarkt sind die steigende Nachfrage nach Cloud Computing, Big Data, künstlicher Intelligenz und Internet of Things. Diese Technologien erfordern eine hohe Rechenleistung, Speicherkapazität und Netzwerkbandbreite, die nur von leistungsfähigen und sicheren Rechenzentren bereitgestellt werden können. Zudem spielen auch regulatorische Anforderungen eine Rolle, wie zum Beispiel die Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO), die einen hohen Schutz der personenbezogenen Daten vorschreibt.
Die größten Herausforderungen für den Rechenzentrumsmarkt sind der Fachkräftemangel, der hohe Energieverbrauch und die Umweltauswirkungen. Laut der Studie fehlen in Deutschland rund 51.000 IT-Fachkräfte, die für den Betrieb und die Wartung von Rechenzentren qualifiziert sind. Der Energieverbrauch von Rechenzentren in Deutschland lag im Jahr 2020 bei etwa 16 Terawattstunden, was etwa 3 Prozent des gesamten Stromverbrauchs entspricht. Die Umweltauswirkungen von Rechenzentren umfassen nicht nur den CO2-Ausstoß, sondern auch den Wasserverbrauch, die Abfallproduktion und die Flächeninanspruchnahme.
Um diese Herausforderungen zu bewältigen, müssen Rechenzentren effizienter, nachhaltiger und innovativer werden. Dazu gehören Maßnahmen wie die Optimierung der Hardware- und Software-Architektur, die Nutzung erneuerbarer Energien und Abwärme, die Implementierung von Künstlicher Intelligenz und Automatisierung, die Förderung der Aus- und Weiterbildung von Fachkräften und die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle und Kooperationen.
Rechenzentren sind ein wichtiger Faktor für die digitale Transformation und die Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands. Sie bieten nicht nur technische Infrastruktur, sondern auch wirtschaftliche Chancen und gesellschaftlichen Nutzen. Der Markt für Rechenzentren in Deutschland ist groß und wächst weiter, aber er steht auch vor großen Herausforderungen, die eine gemeinsame Anstrengung von Politik, Wirtschaft und Gesellschaft erfordern.
Risiken und Chancen
Wie steht es um die Rechenzentren in Deutschland? Welche Risiken und Chancen bieten sie für den Standort, die Umwelt und die Sicherheit?
Die Risiken für Rechenzentren in Deutschland sind vielfältig. Zum einen sind sie abhängig von der Verfügbarkeit und dem Preis von Strom, der für ihren Betrieb benötigt wird. Die Energiewende stellt daher eine Herausforderung dar, die eine Anpassung an erneuerbare und schwankende Energiequellen erfordert. Zum anderen sind Rechenzentren potenzielle Ziele von Cyberangriffen, die ihre Daten oder ihre Funktion beeinträchtigen oder zerstören können. Die Sicherheit der Rechenzentren muss daher ständig gewährleistet und verbessert werden. Schließlich sind Rechenzentren auch mit ökologischen und sozialen Kosten verbunden. Sie verbrauchen viel Energie und Ressourcen, die zu Treibhausgasemissionen und Umweltbelastungen führen. Sie erzeugen auch viel Abwärme, die entsorgt oder genutzt werden muss. Zudem können Rechenzentren zu einer Konzentration von Macht und Wissen führen, die ethische Fragen aufwirft.
Die Chancen für Rechenzentren in Deutschland sind jedoch ebenfalls groß. Zum einen bieten sie eine Möglichkeit, die digitale Transformation zu gestalten und zu fördern. Sie ermöglichen Innovationen in verschiedenen Bereichen wie Industrie 4.0, Künstliche Intelligenz oder Cloud Computing. Sie schaffen auch Arbeitsplätze und Wertschöpfung für die deutsche Wirtschaft. Zum anderen können Rechenzentren einen Beitrag zur Energiewende leisten, indem sie ihren Energieverbrauch senken, ihre Energieeffizienz steigern oder ihre Abwärme nutzen. Sie können auch als Speicher oder Puffer für erneuerbare Energien dienen, indem sie ihre Last flexibel anpassen oder überschüssigen Strom aufnehmen. Schließlich können Rechenzentren auch zu einer höheren Datensouveränität und -sicherheit beitragen, indem sie lokale oder europäische Alternativen zu globalen Anbietern bieten. Sie können auch zu einer transparenteren und verantwortungsvolleren Datenverarbeitung beitragen, indem sie Datenschutz- und Ethikstandards einhalten.
Rechenzentren in Deutschland stehen also vor großen Herausforderungen, aber auch vor großen Möglichkeiten. Sie sind ein wichtiger Faktor für die digitale Zukunft des Landes, der sorgfältig abgewogen und gestaltet werden muss.
Genki Absmeier