Informationstechnik

Digitaler Hunger

Rechenzentren sind die Fabriken des Informationszeitalters – und fressen mehr Strom als alte Industrieanlagen. Langsam dämmert es den Internetfirmen, dass das ökologische Folgen hat

Lange Zeit kostete nichts so viel Strom wie die Herstellung von Aluminium. Oft standen die Schmelzen in der Nähe großer Kraftwerke. Auch die Eigentümer der Northwest Aluminium Smelter wählten ihren Standort bewusst: The Dalles, eine Stadt am Columbia River, ganz oben im US-Bundesstaat Oregon. Etwas östlich staut ein mächtiger Damm den Fluss, aus dem die Hütte 14 mal mehr Elektrizität zog als alle Bewohner von The Dalles zusammen.

Seit einiger Zeit steht der Stromfresser in The Dalles still. Doch gleich nebenan hat sich vor zwei Jahren ein legitimer Nachfolger der alten Schwerindustrie angesiedelt, der die Hütte in Sachen Energiebedarf bei Weitem übertrifft: Google.

»Project 02« stand auf den Bauschildern, und lange Zeit wusste kaum jemand im Ort, in wessen Auftrag die Bagger unterwegs waren. Erst spät sprach sich herum: Google baut eines seiner Rechenzentren. Zwei Hallen stehen nun am Columbia, jede so groß wie ein Fußballfeld. Im Innern arbeiten Tausende hochspezialisierte Computer, Server genannt. Wer im Internet den Wetterbericht sucht, sich bei Google Maps eine Wegbeschreibung ausrechnet oder bei YouTube ein Video anschaut, lässt hier die Prozessoren heiß laufen. Jeder Prozessor verbraucht etwa so viel Energie wie eine gleich großes Stück Schnellkochplatte, und weil es so viele sind, benötigen sie ein eigenes Kraftwerk. Schätzungen zufolge zieht Google in The Dalles 25 Prozent mehr Energie als die alte Aluminiumhütte.

Rechenzentren sind die Fabriken des Informationszeitalters. So wie einst automatisierte Webstühle und später die industrielle Fahrzeugproduktion die Gesellschaft veränderten, tut es heute die Datenverarbeitung. In Rechenzentren werden Kontobewegungen verbucht, Lieferketten von Maschinenbauern optimiert, Streckenpläne von Fluggesellschaften aufeinander abgestimmt. Weltweit gibt es derzeit etwa drei Millionen Zentren – und der Boom geht weiter, beschleunigt durch die zunehmende Vernetzung der Menschheit. 65 Millionen Nutzer besuchen regelmäßig den digitalen Treffpunkt Facebook, mehr als 200 Millionen kaufen oder verkaufen Waren bei eBay, und 280 Millionen verschicken über Hotmail ihre elektronische Post.

Die Folge: Der Stromverbrauch aller Rechenzentren dürfte mittlerweile der Produktion des Vattenfall-Konzerns entsprechen, einem der größten Energieerzeuger der Welt. In den USA, deren Stromnetz öfter von Blackouts geplagt ist, werden bereits die geeigneten Standorte rar.

An mehr als einem Dutzend Stellen wurde der Columbia River aufgestaut, um seine Strömung in Strom zu verwandeln, und alle mit großen Namen haben hier ihre Rechenzentren errichtet: Microsoft ebenso wie Yahoo!, die Suchmaschine Ask und zahlreiche Datendienstleister. In den 1940ern komponierte die Folklegende Woody Guthrie im Auftrag der Energiebehörde BPA sogar eine Hymne auf die schier unendliche Elektrizität aus dem Columbia River. Wie sollte er ahnen, dass der Strompreis steigen und sich hier einmal die Computerbranche um die guten Plätze schlagen würde?

Langsam dämmert den Unternehmen ihr Problem. »Hochgradig abhängig« sei man von der Energiezufuhr, gibt Google zu. Strom ist der einzige Rohstoff der Informationsindustrie. Damit geraten Energiekosten zum größten und zugleich unkalkulierbaren Risiko der IT-Unternehmen, das über ganze Geschäftsmodelle entscheiden kann.

Auf der diesjährigen Cebit in Hannover geben sich die Großen der Informationstechnologie daher grün. »Green IT« lautet die Zauberformel der wichtigsten Computermesse, um das ökonomische Problem der Stromkosten ökologisch zu verpacken. Man dürfe nicht mehr so weitermachen wie bisher, fordert Lorie Wigle vom Chiphersteller Intel, müsse effizienter werden. Das schone die Umwelt, zumal die meisten Rechenzentren gegenwärtig nicht durch Wasserkraft versorgt würden, sondern von Kohle- und Gaskraftwerken. Indirekt verursache IT so viel Treibhausgase wie der globale Flugverkehr, hat die Beratungsfirma Gartner ausgerechnet.

An Bekenntnissen zur Rettung der Welt herrscht denn auch kein Mangel. Gemeinsam mit Intel leitet Google die Initiative Climate Savers, die den Energiehunger von Computern bis 2010 um die Hälfte drücken will. Zudem will der Suchmaschinenkonzern daran arbeiten, erneuerbare Energien eines Tages billiger als Kohlestrom zu machen. Wir kümmern uns um die Zukunft, lautet die Botschaft.

Aber was ist mit der Gegenwart?

Abseits grüner Visionen gibt sich Google verschlossen. Wenn man die Zentrale im kalifornischen Mountain View fragt, wie viel Strom das Unternehmen verbraucht und woher er stammt, gibt es keine Antworten.

Die Suche nach den Energiequellen der Internetfirma ist mühsam. Google verrät weder Zahl noch Standorte seiner Rechenzentren. Schätzungen variieren zwischen einigen Dutzend und 200, und nur selten wird ein Neubau bekannt. So soll nächstes Jahr beispielsweise ein Rechenzentrum im MidAmerica Industrial Park in Oklahoma ans Netz gehen. Es gehört zu den jüngsten Google-Projekten, kostet rund 600 Millionen Dollar, und wenn sich irgendwo ein grüner Musterbau findet, dann müsste es wohl hier sein. Die Internetfirma selbst gibt nichts preis, der Industriepark prahlt indes mit »günstigen Energieressourcen«. Kein Wunder: Auf dem Gelände steht ein Kohlekraftwerk aus den frühen Achtzigern; drei Viertel des Stroms für Mid-America stammen aus der Verbrennung fossiler Energieträger, das Übrige liefert Wasserkraft.

Noch bedenklicher ist der Strommix in Texas, wo rund 86 Prozent aus Kohle und Gas erzeugt werden und fast der ganze Rest aus Kernenergie. Der Bundesstaat entwickelt sich derzeit zum zweiten großen Ballungsraum für Rechenzentren: Microsoft baut in San Antonio, in Dallas sitzen viele Verwalter von Internetdiensten, und Austin wirbt damit, Rechenzentren von Dell, Oracle, Hewlett-Packard und Citigroup angelockt zu haben.

Die deutsche Firma Strato dagegen beweist, was technisch schon möglich ist. In ihren beiden Zentren in Berlin und Karlsruhe betreut sie Internetauftritte von Hunderttausenden Privatleuten und vermietet Rechenleistung an Unternehmen. Die Energie stammt seit Anfang dieses Jahres vollständig aus Wasserkraft. Viel wichtiger aber: Trotz höherer Kosten für Ökostrom blieben die Preise für die Kunden konstant. Man habe den Verbrauch pro Kunde um ein Drittel gedrückt, sagt Vorstandschef Damian Schmidt – auf ein Niveau, das Google erst in einigen Jahren anpeilt.

Wer die Stromrechnung von Rechenzentren senken will, kann praktisch überall ansetzen. Bis zur Hälfte der Gesamtenergie brauchen Klimaanlagen, die die heißen Maschinen kühlen. Wer seine Datenfabriken gleich in Gegenden mit niedrigen Temperaturen errichtet (und nicht etwa in Texas, wo es im Sommer monatelang über 30 Grad warm wird), kann wie Strato die kühle Außenluft dazu verwenden. Neue Prozessoren erledigen zudem mehrere Rechenaufgaben gleichzeitig – statt wie bisher bloß eine nach der anderen, was sehr viel Strom kostet. Und wenn dies das Dreiliterauto der Computerbranche ist, entspricht Virtualisierung der Fahrgemeinschaft: Mittels spezieller Programme teilen sich mehrere Nutzer die Leistung eines Rechners, was dessen Auslastung erhöht.

Warum dies nicht schon längst überall geschehen ist, hat die amerikanische Umweltbehörde EPA im vergangenen Jahr untersucht – und entdeckte falsche Anreizstrukturen in vielen Unternehmen: Während IT-Manager die Rechenzentren einrichteten, wurden die Stromkosten meist den allgemeinen Betriebsausgaben zugeschlagen, für die andere Ressorts zuständig waren. Um ihr Budget zu schonen, kauften die Chief Information Officers also lieber billige Rechner als sparsame. Und trotz grünen Klimaschutzgetöses gilt: Ein niedriger Anschaffungspreis ist IT-Managern noch immer dreimal wichtiger als die Energieeffizienz von Rechnern – so eine (von IBM geförderte) Studie der Economist Intelligence Unit. Dabei dürften die Stromkosten schon bald ebenso hoch sein wie die Ausgaben für die Einrichtung eines Rechenzentrums.

Mit ihren Datenfabriken hat sich die Informationsgesellschaft billigen und größtenteils schmutzigen Energiequellen ausgeliefert. Doch paradoxerweise könnte in dem Problem auch ein Teil seiner Lösung liegen.

Der US-Autor Nicholas Carr vergleicht die Verkabelung der Welt durch schnelle Datenleitungen mit dem Aufbau der Elektrizitätsnetze vor mehr als hundert Jahren. Durch sie mussten Unternehmen keine eigene Energie mehr erzeugen. Wozu also brauchen wir heute noch Computer, wenn wir doch nur Rechenleistung benötigen? Die typischen Maschinen im Büro und daheim sind völlig überdimensioniert. In jeder steckt eine Kraft, die selten genutzt, aber oft gekühlt wird. Lagerte man sämtliche Daten und die meiste Software in Rechenzentren aus, ließen sich Millionen von Geräten abspecken – und bis zu 90 Prozent ihrer Energie sparen. »Cloud Computing« heißt das Prinzip, bei dem die eigentliche Rechenarbeit irgendwo (»in den Wolken«) erledigt wird.

Die Datenfabriken könnten ihre Größe sogar in einen Vorteil verwandeln, wie der Pionier Strato zeigt: Zehntausend gut ausgelastete Maschinen auf einem Haufen lassen sich effizienter kühlen als zehntausend einzelne. Wenn sie so helfen, den Stromverbrauch in Millionen Büros und Haushalten zu senken, könnte sich der digitale Fluch in sein Gegenteil verwandeln.

Der Preis wäre das Ende des Personal Computers. Und die Ungewissheit, nicht zu wissen, wo genau sich seine Daten befinden: irgendwo in den Wolken – oder auf den Resten einer alten Aluminiumhütte.