Rechenzentren: Trends und Herausforderungen 2024

Aufgrund des wachsenden Bedarfs an Rechenleistung durch Trends wie KI, HPC und Edge Computing ist für den deutschen Rechenzentrumsmarkt in den kommenden Jahren weiterhin ein signifikantes Wachstum zu erwarten. Allerdings steht die Branche auch vor großen Herausforderungen. Vor allem die Verschärfung der gesetzlichen Vorgaben könnte den Markt und die Expansion ausbremsen.

Mit immer neuen Anwendungen für verschiedene Arbeits- und Lebensbereiche wächst auch hierzulande die Datenflut und damit der Bedarf an Rechenleistung. Deutschland belegt in Sachen Digitalisierung derzeit Platz 27 in der Welt beziehungsweise Platz 11 in der EU. Sowohl Hyperscaler wie Google, AWS, und Microsoft, als auch Unternehmenskunden werden in den nächsten Jahren verstärkt Rechenzentrumskapazitäten nachfragen.

KI, HPC und Edge Computing erfordern zusätzlich Kapazitäten 

Angeheizt wird der Kapazitätsbedarf vor allem durch die Nachfrage nach Anwendungen für künstliche Intelligenz. Allerdings erfordern viele KI-Anwendungen ein hohes Maß an Sicherheit und Datensouveränität. Immer mehr Unternehmen planen daher entsprechende Kapazitäten in Deutschland, um die Risiken zu reduzieren.

Zudem setzt sich der Trend zum High-Performance-Computing (HPC) unvermindert fort. Die leistungshungrigen Anwendungen kommen bereits in vielen Unternehmen quer durch alle Branchen zum Einsatz. Nachdem die HPC-Kapazitäten seit Jahren in die nordischen Länder abwandern, gibt es mittlerweile starke Bestrebungen, in Deutschland wieder mehr aufzubauen. 

Auch die Nachfrage nach künstlicher Intelligenz ist ungebrochen. Allerdings erfordern viele KI-Anwendungen ein hohes Maß an Sicherheit und Datensouveränität. Immer mehr Unternehmen planen daher entsprechende Kapazitäten in Deutschland, um die Risiken zu reduzieren.

Ein weiterer wichtiger Trend ist Edge Computing. Nach Jahren wachsender Formate mit bis zu dreistelligen MW-Kapazitäten nehmen auch kleinere Edge-Deployments zu. Vielerorts entstehen Konzepte für dezentralisierte und integrierte städtische Standorte, einschließlich kleinerer Rechenzentren. Allerdings fehlen bisher dafür noch die Betreiber.

Neue Kühltechnologien und Konzepte für die Energieerzeugung

Die Rechenzentrumsbranche reagiert auf den steigenden Kapazitätsbedarf mit innovativen Technologien und Konzepten. So werden Lösungen für die Flüssigkeitskühlung schon seit Jahren intensiv diskutiert. Durch den Einsatz von direkter Chipkühlung oder Immersionskühlung lassen sich die Temperaturen in Rechenzentren senken und auf diese Weise durch ein geändertes Design die Baukosten reduzieren. Bei einer direkten Chipkühlung steigt die Temperatur der Abwärme. Bei der Flüssigkeitskühlung ist zudem die Wärmeübertragung an die Fernwärme effizienter, da bei der Energieentnahme aus flüssigen Medien wesentlich weniger Energie verloren geht als bei der Gewinnung aus der erwärmten Luft.

Die Technologie ist bereits ausgereift, es fehlt allerdings noch an Akzeptanz von Seiten der Cloud-Anbieter und Hyperscaler, um als „state-of-the-art“ anerkannt zu werden. In Anbetracht der jüngsten Entwicklungen und politischen Zielvorgaben ist aber zu erwarten, dass sich die die Flüssigkühlung mittelfristig durchsetzen wird.

Energieeffizienzgesetz: Herausforderung oder Chance?

Vor diesem Hintergrund ist das Potenzial für die deutsche Rechenzentrumsbranche enorm. Allerdings gibt es auch nicht zu unterschätzende Hürden. So bergen die Verschärfung der gesetzlichen Vorschriften sowie technologische Barrieren die Gefahr, dass sich der Schwerpunkt für die weitere Expansion auf andere europäische Länder verlagert.

Vor allem das geplante Energieeffizienzgesetz (EnEfG) ist eine Herausforderung für alle Akteure der Branche. Denn sie verpflichtet die Betreiber von Rechenzentren, ihre überschüssige Wärme an externe Abnehmer zu liefern – allen voran Kommunen und Fernwärmeversorger. Letztendlich müssen alle Betreiber die gleichen Dekarbonisierungsziele erreichen. Und eine erfolgreiche Abwärmenutzung ist nur möglich, wenn die Beteiligten reibungslos zusammenarbeiten. Bislang praktizieren allerdings nur wenige die Wiederverwendung von Abwärme oder planen dies. Denn die Zweifel an der Machbarkeit der vorgegebenen Quoten sind groß. In den Ballungsgebieten werden bereits erste Projekte mit Fernwärmeversorgung umgesetzt. Bei älteren hochkalorischen Fernwärmenetzen besteht jedoch nur ein begrenztes Interesse, sich an Rechenzentren mit niedrigkalorischer Überschusswärme anzuschließen. 

Das EnEfG gibt ein PUE-Ziel (Power Usage Effectiveness) von 1,2 vor. Dieser Wert beschreibt, wie effizient ein Rechenzentrum Energie nutzt. Das PUE-Ziel betrifft alle Rechenzentren, die nach dem 1. Juli 2026 in Betrieb gehen – darunter viele Projekte, die sich derzeit in der Endphase der Planung befinden. Diese müssen unter Umständen umgestaltet werden, um dem EnEfG zu entsprechen.

Es fehlt an Flächen und Netzkapazitäten

Weitere Hürden bei der Entwicklung neuer Projekte sind die Knappheit von passenden Grundstücken und erneuerbaren Energien sowie fehlende Netzkapazitäten in den Top-Tier-Regionen. Dadurch kann die Planung künftiger Kapazitäten nur mittel- bis langfristig erfolgen. Da die Wartezeit für verfügbaren Strom teilweise mehr als zehn Jahre beträgt, werden zunehmend alternative Energielösungen in Mikronetzen gefördert. Es kommt darauf an, sich rechtzeitig Kapazitäten zu sichern, um neue Rechenzentren bauen zu können.

Erneuerbare Energien reichen nicht aus

Mit dem Ende der Atomkraft hat sich der Energiemix in Deutschland wieder in Richtung Kohle verschoben. Denn abgesehen vom Mangel an Wasserkraft und den insgesamt fehlenden Kapazitäten für erneuerbare Energien ist Strom aus Wind- und Sonnenenergie wetterabhängig sowie nicht in effizientem Umfang speicherbar. Eine 100-prozentige Deckung des Strombedarfs aus erneuerbaren Energien für Unternehmen und Privatverbraucher ist daher hierzulande nicht möglich. Trotzdem fordert das EnEfG einen Anteil von 50 Prozent an erneuerbaren Energien ab Januar 2024 und von 100 Prozent ab Januar 2027.

Prognosen für 2024 und danach

Derzeit sind Rechenzentrumsprojekte mit Hunderten von MW in den besonders gefragten Städten Frankfurt und Berlin in der Entwicklung – vorrangig für die Hyperscaler oder in ihrem Auftrag. Auch an Tier-2-Standorten wie Düsseldorf, Hamburg, Nürnberg und München sind weitere neue Projekte geplant, hauptsächlich von Unternehmensanwendern und Colocation-Anbietern. Und diese künftigen Kapazitäten werden sich auf die bestehenden Rechenzentren auswirken. 

Betreiber und Entwickler von Rechenzentren können neue Kapazitäten schaffen und die wachsende Nachfrage decken, wenn sie folgende Trends und Empfehlungen berücksichtigen:

1. Planung der mittel- und langfristigen Verfügbarkeit von Immobilien und Strom
2. Nachhaltiges Design
3. Schlankes Entwerfen und Bauen
4. Maßgeschneidertes Design für die Anforderungen der Endnutzer
5. Wiederverwendung von Abwärme 
6. Neue Standards und Grenzen für Deutschland durch das EnEfG
7. Zunahme von Edge-Einsätzen

www.ndc-garbe.com/