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IT-Beauftragter der Bayerischen Staatsregierung Stabsstelle

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IT-Beauftragter der Bayerischen StaatsregierungStabsstelle

Leitfaden

- Klimaschutz im IT-Umfeld -

Dezember 2012

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Motivation

Klimaschutz ist eine gesamtgesellschaftliche Aufgabe. Der Freistaat Bayern hat sich

zum Ziel gesetzt, die energiebedingten CO2-Emissionen bis zum Jahr 2020 auf deut-

lich unter 6 Tonnen je Einwohner und Jahr zu verringern. Um dieses Ziel zu errei-

chen müssen CO2- und Energieeinsparmaßnahmen in allen Bereichen umgesetzt

werden. Der Freistaat will dabei seiner Vorbildfunktion gerecht werden und im eige-

nen Wirkungsbereich Klimaschutz und Energieeinsparung voran bringen.

Ein wichtiger Baustein der bayerischen Klimaschutzpolitik ist das Klimaprogramm

Bayern 2020, mit dem der Freistaat Verantwortung übernimmt. Mit dem Klimapro-

gramm hat Bayern 2008 bis 2011 über 750 Mio. Euro in den Klimaschutz investiert.

Das Klimaprogramm ruht auf den drei Säulen Treibhausgasminderung, Anpassung

an die Folgen des Klimawandels und Forschung und Entwicklung. Auch in der Zu-

kunft hat der Klimaschutz weiterhin hohe Priorität. In den nächsten fünf Jahren wird

Bayern mehr als 1 Mrd. Euro in Energie, Klimaschutz und Innovation investieren.

Treibhausgasminderung ist auch in der Informations- und Kommunikationstechnolo-

gie ein zunehmend wichtiges Thema. Verursacher von Treibhausgasen in diesem

Bereich sind sowohl die vernetzte Infrastruktur mit ihren Servern, Rechenzentren und

Dienstleistungen als auch der individuelle PC-Arbeitsplatz und die Nutzer.

Bei beiden Bereichen setzt der Leitfaden an. Neben Maßnahmen, die hauptsächlich

die Serverräume oder Rechenzentren betreffen, werden auch solche beschrieben,

mit denen jeder einzelne Mitarbeiter zum Klimaschutz beitragen kann. Damit soll die

Grüne Informationstechnik in allen Dienststellen des Freistaates Einzug halten.

Die hier vorliegende Handreichung basiert zum Großteil auf dem Leitfaden der IT-

Dienstleistungszentrale Berlin sowie dem Leitfaden zur Optimierung des Energiever-

brauchs des IT-Betriebs des Bundesministeriums des Innern.

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Inhalt Motivation .............................................................................................................................. 1

Einleitung .............................................................................................................................. 2

Maßnahmen .......................................................................................................................... 3

1. Organisatorische Maßnahmen .................................................................................... 3

1.1 Organisatorische Konsolidierung ......................................................................... 3

1.2 Energie-Monitoring .............................................................................................. 4

1.3 Beschaffung ......................................................................................................... 5

1.4 Geschäftsprozessanalysen .................................................................................. 7

1.5 Sensibilisierung der Mitarbeiter ............................................................................ 7

2. Maßnahmen für Serverräume/Rechenzentren ............................................................ 8

2.1 Optimierung von Kühlsystemen und Luftzirkulation .............................................. 8

2.2 Messung des Energieverbrauchs und der Temperaturen im Rechenzentrum .....11

2.3 Reduzierung des Stromverbrauchs der Server ...................................................11

2.4 Einsparungen bei Datenspeicherung und Verfahren ...........................................13

3. Maßnahmen im Bereich der Arbeitsplatzausstattung .................................................16

3.1 Energieeinsparpotential bei Arbeitsplatzcomputern ............................................16

3.2 Energieeinsparpotential beim Drucken ...............................................................17

3.3 Optimierung von Netzwerken ..............................................................................18

4. Checkliste für PC-Anwender ......................................................................................20

Literaturverzeichnis ..............................................................................................................22

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Einleitung

Die Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) hat in den vergangenen

Jahrzehnten die Arbeit in Unternehmen sowie in Behörden maßgeblich beeinflusst.

Mittlerweile durchdringt sie sämtliche Bereiche der Organisationen und ist aus dem

täglichen Leben nicht mehr wegzudenken. Mit ihrer fortschreitenden Verbreitung hat

sie jedoch auch einen größeren Anteil am Energieverbrauch einer Organisation inne.

Aktuelle Studien zeigen, dass allein ein PC, der zehn oder mehr Stunden am Tag in

Betrieb ist, ungefähr ein Zehntel der CO2-Emissionen verursacht, die von einem Auto

pro Tag ausgestoßen werden. Im Bereich der Server trifft das verschärft zu. Berech-

nungen haben ergeben, dass allein die sich in Europa im Betrieb befindenden Server

eine Energiemenge verbrauchen, die der Jahresleistung von 3,5 Kernkraftwerken

entspricht, Tendenz steigend.

Um eben diesem Anstieg des Stromverbrauchs entgegenzuwirken, ist besonders in

der öffentlichen Verwaltung aufgrund Ihrer Vorbildfunktion dringender Handlungsbe-

darf geboten. Aus diesem Grund hat der IT-Planungsrat den Bund und die Länder im

Jahr 2011 zu Ihren Green-IT-Aktivitäten befragt. Dabei hat sich gezeigt, dass bereits

vielerorts Green-IT-Maßnahmen umgesetzt worden oder zumindest geplant sind. Die

Auswertung belegt, dass vor der Umsetzung von Green-IT-Maßnahmen in einem

ersten Schritt auf jeden Fall der Status Quo des Energieverbrauchs in den Behörden

ermittelt werden sollte, um im Anschluss besonders effektive und profitable Maß-

nahmen zu realisieren.

Neben Maßnahmen, die hauptsächlich Serverräume bzw. Rechenzentren betreffen,

existieren auch solche, die von jedem einzelnen Mitarbeiter umgesetzt werden und

allein aufgrund der hohen Quantität in Summe einen beachtlichen Effekt zeigen kön-

nen. Daher richtet sich dieser Leitfaden nicht nur an Beschäftigte aus dem IT-

Bereich, sondern an alle Beschäftigten des Freistaats Bayern. Wichtig in diesem Zu-

sammenhang ist die Sensibilisierung jedes Einzelnen.

In dieser Handreichung werden die wichtigsten Maßnahmen zur Reduzierung des IT-

Stromverbrauchs in Rechenzentren/Serverräumen sowie im Büroumfeld kurz vorge-

stellt. Ziel ist es, eine breite Auswahl an Möglichkeiten aufzuzeigen, die in Abhängig-

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keit der individuellen Situation von den Organisationen umgesetzt werden können.

Da die Handreichung auf einen sehr breiten Adressatenkreis zielt, wurde bewusst auf

technische Details verzichtet.

Maßnahmen

Dieser Abschnitt bildet den Kern des vorliegenden Leitfadens, in dem organisatori-

sche sowie technische Möglichkeiten zur Verminderung des IT-Energieverbrauchs in

Behörden in Form von Maßnahmen beschrieben sind.

Das erste Teilkapitel befasst sich mit dem Aufbau der administrativen Basis zur Defi-

nition, Planung, Steuerung und Prüfung von zielgerichteten Aktivitäten für die Reduk-

tion des Energieverbrauchs. Das zweite Teilkapitel stellt die vielseitigen Möglichkei-

ten zur Verbrauchssenkung in Rechenzentren/Serverräumen vor. Das dritte Teilkapi-

tel beschäftigt sich mit entsprechenden Lösungen im Büroumfeld. Das vierte und

letzte Teilkapitel enthält eine Checkliste mit Verhaltensregeln, die von jedem PC-

Arbeitsplatz-Nutzer umgesetzt werden sollten.

1. Organisatorische Maßnahmen

1.1 Organisatorische und physische Konsolidierung von Rechenzentren

und IT-Betriebszentren

Die organisatorische und physische Konsolidierung der Einheiten der IT-

Leistungserbringung ist einer der wesentlichen Schritte zur Steigerung der Energieef-

fizienz; er geht zumindest großenteils mit einer Zentralisierung der IT-Infrastrukturen

einher. Im Freistaat Bayern hat der Ministerrat am 7. März 2006 ein Konzept zur

Konsolidierung der bis dahin über 1.100 staatlichen Rechenzentren und IT-

Betriebszentren beschlossen, das seither von den beiden Rechenzentren Nord und

Süd, der Staatskanzlei und den Ressorts gemeinsam umgesetzt wird.

Die organisatorische Konsolidierung umfasst dabei die Eingliederung der bisherigen

Rechenzentren bzw. IT-Betriebszentren in die beiden Rechenzentren Nord und Süd,

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den Übergang des entsprechenden Personals und der Sachressourcen sowie der

Betriebsverantwortung. Bei der physischen Konsolidierung entscheiden die Rechen-

zentren Nord und Süd in Abstimmung mit der Staatskanzlei und den Ressorts an-

hand der vorgegebenen Rahmenbedingungen (z.B. Leitungskapazitäten), ob Server

künftig an einem zentralen Ort betrieben werden können oder noch dezentral vorge-

halten und fernadministriert werden sollen.

Die physische Konsolidierung bleibt dabei eine Daueraufgabe der Rechenzentren,

weil sich die Rahmenbedingungen durch technologische Weiterentwicklung laufend

verändern. Deshalb sollten sich die IT-Organisationen auch über das vom Ministerrat

am 7. März 2006 angestoßene Konsolidierungsprojekt hinaus weiterhin hinterfragen

und ggf. zusätzlich identifiziertes Konsolidierungspotenzial realisieren. Mit dem Zu-

sammenführen der IT sind verschiedene Vorteile verknüpft, die energietechnische

Auswirkungen haben:

• Eine Zentralisierung der dezentralen IT-Ressourcen an den Rechenzentren

kann zu einer effizienteren Nutzung der IT-Ressourcen führen.

• Investitionen zur Energiereduktion sind häufig erst ab einer bestimmten Größe

wirtschaftlich.

• Harmonisierung der Prozesse und Technologien führt zu einer Homogenisie-

rung der Serverlandschaft bei gleichzeitiger Verbesserung der Energieeffizi-

enz.

• Die Auslastung der einzelnen Server steigt (z.B. durch Server-Virtualisierung)

und unnötiges Speichervolumen kann abgebaut werden.

1.2 Energie-Monitoring

Nur wer weiß, wie viel Energie wo in einer Organisation tatsächlich verbraucht wird,

kann vernünftig handeln und den Verbrauch reduzieren. Daher sollte als Grundlage

für zielführende Planungen der Energieverbrauch der verschiedenen Verbraucher

gemessen werden. Als Hilfestellung für die richtige Durchführung der Energiever-

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brauchserfassung sowohl in Büroumgebungen als auch in Rechenzen-

tren/Serverräumen sei hier auf die „Handreichung – Verbindliche Vorgaben der

Green-IT-Initiative des Bundes für Energieverbrauchsmessungen in der Bundesver-

waltung“1 verwiesen. Mit Hilfe der erfassten Verbrauchswerte lassen sich Kennzah-

len ermitteln (z.B. Power Usage Effectiveness, PUE), die ein Benchmarking2 mit an-

deren Organisationen ermöglichen und auf diese Weise dazu beitragen, Energieein-

sparpotenziale zu identifizieren. Außerdem können die Kennzahlen dazu verhelfen,

den Fortschritt der Green-IT-Aktivitäten sichtbar zu machen.

1.3 Beschaffung

Bei Beschaffungen neuer IT- Anlagen und -Geräte dürfen in Zeiten von steigenden

Energiekosten nicht mehr nur die reinen Investitionskosten betrachtet werden; viel-

mehr müssen die (Betriebs-)Kosten über den gesamten Lebenszyklus inklusive der

zu erwartenden Energiekosten mit in die Entscheidungsfindung einfließen.3 Auch

andere ökologische Aspekte (toxische Materialien, Recycling…) sollten bei Beschaf-

fungen beachtet werden. Vor allem durch die Konzentration bei der Beschaffung von

Hard- und Software können Anforderungen zur Energieeffizienz (z.B. energieeffizien-

te Geräte, Vermeidung von Datenredundanz, Unterstützung von Thin-Client-

Architekturen) in Ausschreibungen als Bedingung vorgegeben werden. In Bayern

wird bereits seit einigen Jahren im Rahmen der zentralen Beschaffung von IKT-

Arbeitsplatzausstattung der Standard BayITS-11 „PC-Arbeitsplatz“ berücksichtigt, der

die Beachtung diverser Umwelt- und Gütesiegel als Mindestvoraussetzung bei der

Beschaffung vorschreibt. Außerdem sind Vergabestellen in Bayern aufgrund der

„Richtlinien über die Berücksichtigung von Umweltgesichtspunkten bei der Vergabe

öffentlicher Aufträge“, zuletzt geändert durch Bekanntmachung vom 28. April 2009

(StAnz Nr. 19 vom 8. Mai 2009)4, verpflichtet, bei umweltbedeutsamen öffentlichen

1 http://www.cio.bund.de/SharedDocs/Publikationen/DE/Innovative-Vorhaben/green-it_handreichung_energiverbrauchsmessung_download.pdf?__blob=publicationFile 2 http://www.greenit-bb.de 3 siehe dazu auch unter http://www.cio.bybn.de/intranet/cio/4/20167/index.htm: Erfahrungsbericht nachhaltige Beschaffung von Bund, Ländern und Kommunen im Bereich IKT 4 http://www.gesetze-bayern.de/jportal/portal/page/bsbayprod.psml?showdoccase=1&doc.id=VVBY-VVBY000021612&doc.part=X&doc.origin=bs&st=vv

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Aufträgen Kriterien des Umweltschutzes und insbesondere der Energieeffizienz zu

beachten, soweit dies wirtschaftlich vertretbar ist.

Folgende Punkte, die den Energiechecklisten des Leitfadens für eine energieeffizien-

te Informationstechnik des ITDZ-Berlin entnommen sind, sollten sowohl bei zentralen

als auch bei dezentralen Beschaffungen beachtet werden:

• Im öffentlichen Bereich sollte grundsätzlich auf eine umweltfreundliche Be-

schaffung und Auftragsvergabe geachtet werden. Es gilt der Grundsatz,

dass nur Produkte erworben werden, die im Vergleich zu konkurrierenden Er-

zeugnissen bei der Herstellung, dem Gebrauch sowie der Entsorgung die

Umwelt so gering wie möglich belasten.

• Die Energieeffizienz sollte bei der Bewertung von Angeboten angemessen

mit einfließen. Ist eine öffentliche Ausschreibung erforderlich, können nach

den neuen europäischen Vergaberichtlinien Umweltkriterien bei der Bewer-

tung des „wirtschaftlich günstigsten Angebots“ mit einbezogen werden, soweit

diese auftrags- und produktbezogen sind.

• Beachtung der Umweltzeichen: Offiziell anerkannte Siegel und Zertifikate, die

bei den Geräten Umweltfreundlichkeit und Energieeffizienz bescheinigen, sind

Orientierungshilfen bei der Bewertung der Geräte.

• Aufnahme von Umwelteigenschaften in die Leistungsbeschreibung: Bei Aus-

schreibungen können die für ein zu beschaffendes Produkt relevanten Um-

welteigenschaften entweder unter Bezugnahme auf ein Umweltzeichen in der

Leistungsbeschreibung angegeben oder die Kriterien, die hinter dem Umwelt-

siegel stehen, einzeln aufgeführt werden.

• Kosten der Produkte über den gesamten Lebenszyklus vergleichen: Bei der

Beschaffung sollten die Kosten eines Produktes oder einer Dienstleistung von

der Produktion über die Bereitstellung und Nutzung bis hin zur Entsorgung be-

trachtet werden.

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• Bei der Beschaffung schon an die Entsorgung der Geräte denken: Auch hier

geben der Blaue Engel und das EPEAT-Siegel Hilfestellung, da umweltge-

rechte Entsorgung, recyclinggerechte Konstruktion, Schadstoffarmut, Rück-

nahme, Wiederverwendung und Verwertung Zertifizierungskriterien sind.

1.4 Geschäftsprozessanalysen

Geschäftsprozessoptimierung ist nicht nur in Unternehmen der freien Wirtschaft son-

dern auch in der öffentlichen Verwaltung eine wichtige Aufgabe. Dabei geht es weni-

ger darum, alle Geschäftsprozesse einer Organisation in einem Schritt einer aufwen-

digen Analyse zu unterziehen und ggf. zu optimieren, sondern vor allem, den Weg

der kleinen Schritte zu wählen. Immer, wenn eine organisatorische Veränderung an-

steht, sollte nicht nur die Effizienz des neu zu gestaltenden oder des anzupassenden

Geschäftsprozesses im Fokus stehen, sondern in diesem Rahmen auch ökologische

Aspekte mit einfließen (z.B. Verzicht auf Papierausdrucke, Vermeidung redundanter

Datenhaltung, etc.).

1.5 Sensibilisierung der Mitarbeiter

Ein wichtiger – wenn nicht gar der wichtigste – Faktor zur Erreichung von Green-IT-

Zielen ist es, die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter einzubeziehen und mitzunehmen.

Sie sind es nämlich, die die Maßnahmen umzusetzen haben. Entscheidend für den

Erfolg ist, dem gesamten Personal dieses Thema bewusst zu machen (siehe auch 4.

Checkliste für PC-Anwender). Eine Möglichkeit, Anreize zu schaffen, ist dabei das

Vorschlagswesen gemäß der Innovationsrichtlinie Moderne Verwaltung – InnovR

(Bekanntmachung der Bayerischen Staatsregierung vom 30. September 2008 (All-

MBl S. 623, StAnz Nr. 41)).

Die Einsparerfolge sollten regelmäßig überprüft werden. Gute Einsparergebnisse

können publik gemacht werden, um so die Akzeptanz und den Mitmachwillen zu för-

dern.

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2. Maßnahmen für Serverräume/Rechenzentren

Den größten Energieverbrauch und somit auch das größte Einsparpotenzial inner-

halb der IT-Infrastruktur findet man im Bereich der Rechenzentren und Serverräume.

Neben Stromverbrauchern wie Server, Switche und unterbrechungsfreier Stromver-

sorgung (USV) gehört die Kühlung zu den Hauptverursachern hohen Energiebedarfs.

Durch den Einsatz moderner Technik lassen sich hier große Einspareffekte erzielen.

Die folgenden Maßnahmen sind im Wesentlichen den Energiechecklisten des Leitfa-

dens für eine energieeffiziente Informationstechnik des ITDZ-Berlin entnommen.

2.1 Optimierung von Kühlsystemen und Luftzirkulation

� Die Raumtemperatur des Rechenzentrums muss laufend überprüft werden.

Die meisten Rechenzentren werden auf zu niedrige Temperaturen herunter-

gekühlt. Das verursacht Kosten, die nicht gerechtfertigt sind. Laut gängigen

Empfehlungen ist eine Raumtemperatur von 26°C im Rechenzentrum optimal.

Es muss jedoch darauf geachtet werden, dass die Kühlleistung auch für sog.

Hot-Spots noch ausreichend ist, um Gerätedefekte zu vermeiden.

� Direkte Sonneneinstrahlung sollte vermieden werden bzw. es sollte für eine

optimale Isolierung gegen Sonneneinstrahlung gesorgt werden.

� Kurze, hindernisfreie Belüftungswege sind von Vorteil. In kleinen, dicht ge-

packten Serverräumen können Klimaschränke und -truhen optimal sein, unter

der Voraussetzung, dass die Anlagen richtig eingestellt und nicht überdimen-

sioniert sind. Die Raumkühlung sollte ausschließlich dort stattfinden, wo hohe

Wärmelasten auftreten. Dann sorgen kurze Luftpfade dafür, dass die Ventila-

toren wenig genutzt werden müssen.

� In größeren Rechenzentren erfolgt die Kühlung meist über Lochrasterplatten

im Doppelboden. Über diese Löcher in den Bodenplatten wird der kalte Luft-

strom zwischen den Serverreihen abgegeben. Vorrichtungen in der Decke

saugen dann die Warmluft nach oben ab. Hier finden sich besonders viele An-

satzpunkte für effektives Energiesparen.

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� Die Möglichkeit einer modularen Kühlung sollte geprüft werden. Neue modu-

lare Kühlkonzepte, also die Kühlung In-Row oder In-Rack sind effizienter als

traditionelle Architekturen.

� Die Möglichkeit einer Wasserkühlung sollte geprüft werden. Wassergekühlte

Racks und Kaltwasserklimaschränke sorgen für eine besonders energieeffizi-

ente Klimatisierung.

� Die Nutzung der Außenluft durch freie Kühlung ist vorteilhaft. Man unter-

scheidet die direkte und indirekte freie Kühlung. Bei direkter freier Kühlung ge-

langt Außenluft direkt in den IT-Raum Wärmetauschprinzip Luft/Luft). Dies er-

fordert eine Vorbehandlung der Luft hinsichtlich Reinigung, Be- oder Entfeuch-

tung. Bei indirekter freier Kühlung erfolgt der Wärmetausch über Rückkühler

im Außenbereich (Wärmetauschprinzip Wasser/Luft). Nur bei hohen Außen-

temperaturen kommen Kältemaschinen zum Einsatz.

� Mit dem Einsatz von Wärmerückgewinnung kann die Wärme des Rechen-

zentrums für die Wärmeerzeugung im restlichen Gebäude genutzt werden.

� Trennung von Warm- und Kaltluft. Die Mischung von warmer Abluft der IT-

Technik mit eingehender Kaltluft sollte vermieden werden.

� Einrichtung von warmen und kalten Gängen zwischen den Serverreihen.

Statt den gesamten Raum zu kühlen, sollten die Server-Racks Front gegen

Front aufgebaut werden, damit warme und kalte Gänge entstehen. Die warme

Abluft wird von zwei Seiten in einen Gang abgegeben und dann gezielt nach

oben abgesaugt.

� Isolierung der Warmgänge oder Kaltgänge durch Einhausung. Noch mehr

Energieeinsparung kann erreicht werden, wenn eine Einhausung der Warm-

gänge oder Kaltgänge erfolgt. Die ungewollte Vermischung von kalter und

warmer Luft wird so vermindert.

� Der Luftzug im Unterboden kann verbessert werden. Hindernisse, wie

schlecht verlegte oder überflüssige Strom und Datenkabel oder Kühlmittelzu-

führungen schränken den optimalen Luftdurchsatz im Doppelboden ein. Dies

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kann durch eine ausreichende Doppelbodenhöhe, sorgfältige Verlegung oder

die Verlagerung der Daten-und/oder Stromkabel in ein Wannensystem ober-

halb der Racks kompensiert werden.

� Der Doppelboden muß als Druckboden ausgelegt werden damit alle not-

wendigen Öffnungen und Durchlässe mit wirksamen Abdichtungen ausstattet

sein. Die Kühlleistung wird dadurch effizient und sparsamer.

� Installation von Blenden vor ungenutzten Einschüben in Server-Racks. Durch

das Anbringen von Abdeckpaneelen kann die ineffiziente Vermischung von

Kalt- und Warmluft vermieden werden.

� Verbesserung beim Zusammenspiel der Klimaanlagen. Ältere Klimaanlagen

für Computerräume regeln die Kühlung und Entfeuchtung unabhängig vonei-

nander. Neuere Klimaanlagen koordinieren Kühlung und Entfeuchtung und

beziehen dabei auch ältere Systeme mit ein.

� Der Einsatz von Lüftern mit stufenlos regelbarer Drehzahl im Kühlungs-

bereich führt zu einer effizienten Energienutzung. Traditionelle Kühlsysteme

verwenden Lüfter mit fester Geschwindigkeit. Eine Geschwindigkeitsverringe-

rung um zehn Prozent bedeutet schon eine Stromersparnis um etwa ein Vier-

tel.

� Kühlung der Rückkühler. Der Einsatz von Rückkühlern mit adiabatischer

Kühltechnik (die zusätzliche Nutzung der Verdunstungskälte bei Benebelung

der Rückkühler mit Wasser) verbessert die Energieeffizienz. Die Rückkühler

müssen für diese Technik ausgelegt sein (Automatismus, Versorgung mit

Wasser, Sprühtechnik). Rückkühler sollten möglichst nicht in der Sonne auf-

gestellt werden.

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2.2 Messung des Energieverbrauchs und der Temperaturen im Re-

chenzentrum

� Messung der Energieeffizienz. Es gibt eine Vielzahl von Kennzahlen, nach

denen die Energieeffizienz gemessen werden kann. Green Grid (Vereinigung

aller großen IT-Anbieter) verwendet u. a. den Quotienten

PUE�Gesamtstromverbrauch des RechenzentrumsStromverbrauch der IT-Geräte

Ein an 1,0 grenzender PUE-Wert bedeutet hundertprozentige Energieeffizienz,

d.h., die gesamte Energie wird ausschließlich für die IT-Geräte genutzt.

Schätzungen zufolge weisen heute viele Rechenzentren einen Wert von 3,0

auf. 1,5 gilt bei optimaler Technik als realistisch.

� Verwendung von Sensoren oder Wärmebildkameras. Damit kann festge-

stellt werden, an welchen Stellen Temperaturprobleme auftreten.

� Kontinuierliche Messung im Zeitablauf. Es gibt moderne Systeme zum

Energie- und Temperaturmonitoring, die genaue, flächendeckende und konti-

nuierliche Messungen ermöglichen.

� Messung der Luftströme. Eine Analyse der Luftströme im Rechenzentrum

kann auch anhand der Numerischen Strömungsmechanik (Computational Flu-

id Dynamics = CFD) durchgeführt werden.

2.3 Reduzierung des Stromverbrauchs der Server

� Bei der Beschaffung neuer Server ist auf den Stromverbrauch zu achten. Je-

des Watt an Leistung, das eingespart werden kann, muss weder gekühlt noch

über eine USV abgesichert werden. Da ein Server im Regelfall im Gegensatz

zum Büro-PC innerhalb seiner Abschreibungszeit mehr Energie verbraucht als

für seine Herstellung notwendig ist, sollten regelmäßig Alternativen geprüft

und evtl. frühzeitige Neubeschaffungen getätigt werden, sofern dies wirtschaft-

lich ist.

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� Konsolidierung der Server. Dabei werden Systeme, Anwendungen und Da-

tenbestände vereinheitlicht und zusammengeführt und im Ergebnis auf eine

geringere Anzahl von Servern verteilt. Systemressourcen wie Rechenleistung

und Arbeitsspeicher werden somit gemeinsam genutzt. Damit wird zweifach

gespart: durch geringeren Stromverbrauch und durch weniger Geräte.

� Virtualisierung der Server. So viele Server wie möglich sollten auf virtuelle

Server umgestellt werden. Damit verbessert sich die Auslastung der vorhan-

denen Hardware und damit wieder die Energieeffizienz.

� Installation von Blade-Servern. Blade-Server haben eine höhere Energieeffi-

zienz, da hier mehrere Server neben- und übereinander in einem Baugruppen-

träger angeordnet werden. Blade-Server verfügen nicht wie konventionelle

Server über einen eigenen Lüfter, sondern werden gemeinsam über die Belüf-

tung an der Rückseite des Gehäuses gekühlt.

� Automatisiertes Herunterfahren der Server. Viel Energie kann gespart wer-

den durch Lösungen, die Server automatisiert herunterfahren und wieder star-

ten können. Viele Server werden nur zu bestimmten Zeiten genutzt, z.B. nur

zu den Bürozeiten. Zu anderen Zeiten können die nicht genutzten Server ge-

zielt abgeschaltet werden. Besonders im Zusammenhang mit der Virtualisie-

rung gibt es hierzu bereits effiziente Lösungen am Markt.

� Aktivierung des Energie-Managements des Betriebssystems. Die Maßnahme

sorgt dafür, dass Server bei längerer Inaktivität automatisch in einen Strom-

sparzustand wechseln. In Frage kommen hier vor allem lokal eingesetzte Da-

tei-, Applikations- und Datenbank-Server mit regelmäßigen Nutzungszeiten.

� Einrichtung von zentralisierten Lösungen. Grundsätzlich ist eine Zentralisie-

rung von Servern und Verfahren auch unter Energiegesichtspunkten effizien-

ter als lokale Lösungen. Es sollte geprüft werden, ob nicht ein modernes Re-

chenzentrum mit der Datenspeicherung und dem Verfahrensbetrieb beauftragt

werden kann, das die Anforderungen der Green IT bereits erfüllt.

Diesem Anliegen wird durch die Konsolidierung der Rechenzentren und IT-

Betriebszentren bereits weitgehend Rechnung getragen. Darüber hinaus ha-

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ben die beiden Rechenzentren auch den generellen Auftrag, durch rechen-

zentrumsübergreifende Lösungen (z.B. gemeinsame Backup- und Speicher-

konzepte) die Energieeffizienz weiter zu verbessern.

� Überprüfung des Einsatzes der USV. Die USV (unterbrechungsfreie Strom-

versorgung) sollte nur dort eingesetzt werden, wo sie zur Absicherung unbe-

dingt erforderlich ist. Es sollte auch überprüft werden, ob die Überbrückungs-

zeiten der USV verkürzt werden können.5

2.4 Einsparungen bei Datenspeicherung und Verfahren

� Überprüfung der Datenbestände. Unter Beachtung der Rahmenvorschriften

für die elektronische Aktenführung und das Übertragen und Vernichten von

Papierdokumenten (Bekanntmachung der Bayerischen Staatsregierung vom

27. Juni 2012, AllMBl S. 491) sollten nicht mehr benötigte bzw. im Sinne der

Nachvollziehbarkeit des Verwaltungshandelns erforderliche Daten gelöscht

oder auf Langzeitspeicher ausgelagert werden. Daher sollten Storage-

Hierarchien und Zugriffskonzepte erarbeitet werden.

� Vermeidung von redundanter Datenhaltung. Moderne Verfahren zur Dedup-

likation spüren mehrfach vorkommende Daten auf und sortieren diese aus.

� Optimierung der Netzarchitektur. SAN- (Storage Area Networks) und NAS-

(Network Attached Storage) Strukturen sind im Hinblick auf den Energiever-

brauch vorteilhafter als DAS- (Direct-Attached-Storage) Strukturen, da sich

netzbasierte Speicherpools immer effizienter auslasten lassen als ein direkt

mit dem Server verbundenes Storage-System.

� Richtige Wahl der Speichermedien. Festplatten verbrauchen aufgrund der

rotierenden Spindel mehr Strom als Bandmedien, die nur bei Abruf von Daten

Energie verbrauchen. Es sollte daher unter Beachtung der Aspekte der Da-

5 Rechenzentren benötigen zur Sicherstellung der Stromversorgung zusätzlich Netzersatzanlagen (NEA).

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tensicherheit geprüft werden, welche Daten auch auf Bandmedien abgelegt

werden können.

Das Information Lifecycle Management (ILM) ist hierzu hilfreich: Informationen

werden je nach Wert und Nutzungshäufigkeit auf dem jeweils am besten ge-

eigneten Medium abgelegt unter den Aspekten Geschwindigkeit, Sicherheit,

Kosten und auch Energieeffizienz.

� Überprüfung der notwendige Größe und Geschwindigkeit von Festplatten.

2,5"-Festplatten verbrauchen weniger Strom als 3,5" Festplatten und der

Stromverbrauch steigt mit der Umdrehungszahl. Bei Anwendungen, bei denen

Zugriffsgeschwindigkeiten und Datenübertragungsraten von untergeordneter

Bedeutung sind, ist die erforderliche Systemleistung zu hinterfragen.

� Optimierung der Plattensubsysteme. Es ist zu prüfen, ob bei Anwendungen

der Einsatz besonders energiesparender Massive Array of Idle Disks (MAID)

in Frage kommt. Diese Systeme reduzieren den Stromverbrauch und damit

auch die Wärmeweitergabe durch Reduzierung der Drehzahl der Festplatte

oder durch Parken des Lesekopfes. Dies ist vor allem für Anwendungen ge-

eignet, die Daten auf einen begrenzten Bereich schreiben und danach nur sel-

ten lesend darauf zugreifen.

� Verminderung der Speicherkapazität durch moderne Speicherzuweisung

(Thin Provisioning, Dedication-on-write). Bei der klassischen Speicherzuwei-

sung wird oft von vornherein für Abteilungen oder Teams zu viel Speicherplatz

reserviert, um künftiges Wachstum mit einzuplanen. Diese Überkapazitäten

können anderen Bereichen nicht mehr zur Verfügung gestellt werden und lie-

gen brach. Hier setzt das Thin Provisioning an. Dabei werden zwar auch Be-

reiche festgelegt; der Platz wird dem Zugriff anderer Anwender aber erst ent-

zogen, wenn eine Schreibaktivität den Platz einfordert. Bei Überschreiten ei-

ner bestimmten Grenze wird freie Kapazität aus einem vorhanden Speicher-

pool zusätzlich zur Verfügung gestellt.

� Überprüfung von Programmen. Programme, die unnötig zu große Hardware-

kapazitäten beanspruchen, sollten durch diesbezüglich effizientere Software

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abgelöst werden. Programme, die nicht mehr benötigt werden, sollten abge-

schaltet werden (Software-Life-Cycle).

� Optimierung von Komponenten. Bei der Neubeschaffung von Komponenten

(Laufwerke, Host-Bus-Adapter, Switches) sollte auf die Energieeffizienz ge-

achtet werden.

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3. Maßnahmen im Bereich der Arbeitsplatzausstattung

Arbeitsplatz-PCs und -geräte benötigen zwar deutlich weniger Strom und im Gegen-

satz zu Servern keine externe Kühlung; nichts desto trotz lassen sich auch hier durch

einfache Maßnahmen Einsparungen erzielen, die aufgrund der Masse den Energie-

verbrauch deutlich senken helfen. Auch dieser Teil ist größtenteils den Energiecheck-

listen des Leitfadens für eine energieeffiziente Informationstechnik des ITDZ-Berlin

entnommen.

3.1 Energieeinsparpotential bei Arbeitsplatzcomputern

� Beachtung des Energieverbrauchs bei neuen Arbeitsplatz-PCs6. Hier ge-

ben Umweltzeichen wie der „Blaue Engel“ oder „EPEAT“ und der „EnergyStar“

Orientierungshilfe.

� Der Einsatz von Thin Clients kann Energie sparen. Bei dieser Alternative zum

Arbeitsplatzrechner stellt ein zentraler Terminal-Server oder ein virtueller

Desktop alle relevanten Daten und die Anwendungen für jeden Arbeitsplatz

bereit. Thin Clients zusammen mit Terminal Servern oder einer virtuellen

Desktop Infrastruktur (VDI) sparen somit Strom und Abfallmenge. Bei der Nut-

zung unterscheiden sie sich nicht vom Desktop-PC, sondern bieten dem An-

wender die gewohnte Arbeitsumgebung mit demselben Komfort. Allerdings

eignen sie sich nicht uneingeschränkt für alle Anwendungsszenarien.

� Noch im Einsatz befindliche Röhrenmonitore sollten möglichst umgehend

durch energiesparende TFT-Monitore7 ersetzt werden.

� Überprüfung der eingesetzten Prozessoren. Die CPU-Leistung eines Prozes-

sors sollte nicht höher sein als erforderlich. Bei der Anschaffung sollte auf den

Kauf aktueller Chips geachtet werden. Die Überlegung, eine ältere CPU mit

6 siehe hierzu auch Nr. 1.3 Beschaffung 7 Die BayITS-11 gibt TFT-Monitore für Standardarbeitsplätze vor. Daher dürften in der Bayerischen Staatsverwaltung eigentlich kaum noch Röhrenmonitore im Einsatz sein.

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geringerer Leistung benötige weniger Strom, trifft nicht immer zu. Die Herstel-

ler geben die Leistungsaufnahme als Thermal Design Power (TDP) an.

� Die Grafikkarte kann nach den Erfordernissen der Anwendungen dimensio-

niert werden. Für einen einfachen Bürorechner sind kleiner dimensionierte und

damit stromsparende Modelle völlig ausreichend.

� Effizienz der Netzteile der Rechner. Hochwertige Geräte haben einen Wir-

kungsgrad von 80 Prozent und mehr (gegenüber billigeren mit unter 50 Pro-

zent). Energieeffiziente Netzteile sind u.a. durch das Logo „80 Plus“ erkenn-

bar.

� Nach dem Ausschalten der Peripheriegeräte8 sollten sie vom Netz getrennt

werden. Schaltbare Steckerleisten helfen, alle angeschlossenen Peripheriege-

räte am Ende des Arbeitstages vom Stromkreislauf zu trennen.

� Die Energieverwaltung der Geräte sollte genutzt werden. Im Gerätemanager

des Arbeitsplatz-PCs können die entsprechenden Energiespareinstellungen

aktiviert werden. Einzelne Komponenten der Computer, z.B. der USB-

Controller, die nicht gebraucht werden, sollten ausgeschaltet werden.

� Motivation der Anwender. Tipps zum Energiesparen, die durch die PC-

Anwender umgesetzt werden können, sind auf nachfolgenden Seiten zu fin-

den.

3.2 Energieeinsparpotenzial beim Drucken

� Ist-Analyse der installierten Systeme. In einer Bestandsaufnahme werden

Aufstellungsort, Auslastung, erforderliche Druckqualitäten (Auflösung, s/w,

farbig) ermittelt und Verbesserungs- und Einsparpotenziale festgelegt.

� Drucker können vom Stromnetz getrennt werden. Da Drucker auch im aus-

geschalteten Zustand Strom verbrauchen, lohnt es sich, diese komplett vom

8 Unter Umständen ist eine Trennung der Arbeitsplatzrechner vom Stromnetz wegen administrativer Vorgaben (Wake on LAN, automatisierte Softwareverteilung etc.) nicht angezeigt

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Netz zu trennen, z.B. durch eine schaltbare Steckerleiste. Dies gilt für Tinten-

strahldrucker aber nur dann, wenn sie nach dem Einschalten keine automati-

sche Reinigung starten.

� Prüfung des Einsatzes von Multifunktionsgeräten. Multifunktionsgeräte

(Drucker, Kopierer, Faxgerät, Scanner in einem) ersetzen eine ganze Palette

von Stromverbrauchern und haben damit i. d. R. einen geringeren Energiever-

brauch und eine geringere Schadstoffemission.

� Zentralisierung durch Massendruck. Es kann energieeffizienter sein, Drucke

zentral in einem modernen Druckzentrum herstellen zu lassen. Besonders

komfortabel ist dies bei Nutzung von Outputmanagementsystemen9 (OMS).

Dann erfolgt der Ausdruck im Druckzentrum direkt aus dem Fachverfahren

heraus.

� Nutzung von elektronischen Dokumentenmanagement- oder Vorgangs-

bearbeitungssystemen. Die elektronische Aktenhaltung und Archivierung

spart Lagerraum und damit wiederum Energie.

3.3 Optimierung von Netzwerken

� Modernisierung von Netzwerken. Überflüssige Komponenten sollten identifi-

ziert und entfernt sowie Komponenten im Rahmen von Ersatzbeschaffungen

durch neue stromsparende Geräte ersetzt werden.

� Bei der Beschaffung von neuen Switches sollte auf deren Verbrauchswerte

(sowohl im Betrieb als auch im Leerlauf!) geachtet werden.

� Erhöhung der Portdichte der Switches. Switches sollten so effizient wie mög-

lich dimensioniert und genutzt werden.

� Switches als Energie-Manager benutzen, d.h. Abschaltung von Ports, wenn

diese nicht benötigt werden. Moderne Switches mit intelligenter Technologie

9 z.B. Outputmanagementservice des RZ-Nord

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zur Portkonfiguration können über definierte Schnittstellen sogar zum Energie-

Manager werden und z.B. Netzwerkkomponenten wie IP-Telefone abschalten,

wenn diese nicht benötigt werden (z.B. außerhalb der Geschäftszeiten).

� Einsparungen bei der Lüftung. Es sind temperaturgesteuerte Lüfter oder Ge-

räte empfehlenswert, die durch ihr Design komplett ohne Lüftung auskommen.

� Künftig mit Energy Efficient Ethernet planen. Dahinter steht die Idee, dass

ein LAN-Port nur dann Energie verbraucht, wenn wirklich gerade Daten über-

tragen werden. Soweit von den Herstellern von Netzkomponenten bereits ver-

fügbar, sollte dieser neue Standard berücksichtigt werden.

� Einsatz von energieeffizienten Netzteilen.

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4. Checkliste für PC-Anwender

Für die unter Ziffer 1.5 genannte Sensibilisierung der Mitarbeiter kann folgende

Checkliste herangezogen werden, die ebenfalls zum größten Teil dem Leitfaden für

eine energieeffiziente Informationstechnik des ITDZ-Berlin entnommen und entspre-

chend adaptiert ist:

� Ausschalten

Bei längerer Abwesenheit vom Arbeitsplatz sollten sämtliche elektrischen Ver-

braucher (z.B. Bildschirm, PC, Drucker, Licht, etc.) ausgeschaltet werden. Nur

ein ausgeschaltetes Gerät verbraucht keinen Strom!

� Verzicht auf Bildschirmschoner

Bildschirmschoner wurden entwickelt, um das Einbrennen von kontrastreichen

Bildern auf der Monitoroberfläche von Röhrengeräten zu verhindern. Diese

Gefahr besteht bei modernen TFT-Monitoren nicht mehr. Bildschirmschoner

sind hier völlig überflüssig und teuer, denn Grafikkarte und Prozessor verbrau-

chen zum Berechnen der Graphiken ständig Strom. Die Deaktivierung des

Bildschirmschoners lässt den Monitor nach längerer Inaktivität des PC direkt in

den Standby-Modus umschalten.

� Nutzung der Energieverwaltung

Im geöffneten Fenster der Reiterkarte „Bildschirmschoner“ auf „Energieverwal-

tung“ klicken. Ein neues Fenster erscheint. Bei „Energieschemas“ sollte hier

„Desktop“ angezeigt sein. Nun können die Einstellungen für das Energie-

schema „Desktop“ vorgenommen werden: „Monitor ausschalten“. Einstellung,

wann sich der Monitor selbständig ausschaltet, wenn der Rechner nicht be-

nutzt wird, z.B. in der Mittagspause oder bei Besprechungen. 15 Minuten sind

hier empfehlenswert.

� Überprüfung der Bildschirmeinstellungen

Eine weniger helle Bildschirmwiedergabe kann bis zu 15 Prozent Strom spa-

ren. Die Einstellungen hierzu können direkt im Menü des Bildschirms vorge-

nommen werden. Am jeweiligen Monitormodell gibt es in der Regel eine Taste

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„Menü“ oder „Settings“ - dort ist der Unterpunkt „Helligkeit/Brightness“ zu fin-

den.

� Vermeidung redundanter Datenhaltung

Oft werden Daten mehrfach auf dem Rechner oder auf verschiedenen Lauf-

werken vorgehalten. Alle Daten verbrauchen Speicherplatz und damit Energie.

Daher sollten alle überflüssigen und unnötigerweise mehrfach abgespeicher-

ten Dokumente gelöscht werden.

� Das Internet sparsam nutzen

Auch das Surfen verbraucht Energie, in erster Linie durch die Netzinfrastruktur

und die Server. Suchanfragen bei Suchmaschinen sollten so präzise wie mög-

lich eingegeben werden. Je treffsicherer die Ergebnisse, desto geringer der

Anteil an „Datenmüll“.

� So wenig wie möglich und nur so viel wie nötig drucken

Müssen E-Mails und Dokumente wirklich ausgedruckt werden oder reicht die

digitale Speicherung nicht völlig aus?

� Reduzierung der Anzahl der gedruckten Seiten

Wenn der Drucker doppelseitigen Druck unterstützt, sollte so viel wie möglich

doppelseitig (bei einigen Geräten auch „Duplex“ genannt) gedruckt werden.

Bei einigen Druckern kann das standardmäßig eingestellt werden.

� Die Druckqualität an den Anforderungen ausrichten

Benötigen wirklich alle Dokumente die höchste Auflösung beim Ausdruck?

Muss es wirklich ein Farbausdruck sein? Das Heruntersetzen der Druckquali-

tät spart Toner. Bei einigen Geräten kann man zusätzlich einen Tonersparmo-

dus aktivieren.

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Literaturverzeichnis

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http://www.itdz-berlin.de/dokumente/itdz_berlin_whitepaper_green_it.pdf

HMD – Praxis der Wirtschaftsinformatik (Heft 274: Green Computing &

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Green IT im Rahmen eines nachhaltigen Informationsmanagements

Die Beauftragte der Bundesregierung für Informationstechnik: Green-IT; Ein

Leitfaden zur Optimierung des Energieverbrauchs des IT-Betriebes (Version 1.0)

http://www.cio.bund.de/SharedDocs/Publikationen/DE/Innovative-Vorhaben/green-

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www.bitkom.org

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iX (01/2010): Alexander Schatten: Mehr als „Green IT“: Nachhaltigkeit und IKT, Keh-

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iX (09/2010): Alexander Schatten: Mythos „grünes Rechenzentrum“, Hoch hinaus

iX (01/2011): Alexander Schatten: Energieeffizienz in Rechenzentren messen, Ab-

rechnung