„All4Green“ – Rechnen, wenn der Wind bläst

Rechenzentren gehören weltweit zu den Großabnehmern von Energie. Ihr Anteil am globalen Stromverbrauch beträgt etwa 1,5 Prozent. Bei den CO2-Emissionen verzeichnen sie unter sämtlichen Branchen der Informations- und Kommunikationsindustrie die größten Zuwachsraten. Der Grund für den enormen Energieverbrauch ist die starke Nachfrage nach IT-Dienstleistungen aller Art: Ob Cloud Computing, Soziale Netzwerke oder Smartphone Apps – Sie alle benötigen Rechenleistung, um zu funktionieren.

Die Energie, mit der die Rechenzentren diese Leistung erzeugen, nutzen sie bisher jedoch sehr ineffizient. Im Rahmen des EU-Projekts „All4Green“ arbeiten Mitarbeiter des Lehrstuhls für Softwaretechnik an der Universität Mannheim an einer Lösung für dieses globale Problem.

„Bisher ist es noch so, dass sich die Stromanbieter nach der Nachfrage richten“, erklärt Projektleiterin Sonja Klingert. Das heißt: Wenn Großverbraucher wie Rechenzentren oder Industrie viel Energie benötigen, aber nicht genug Strom im Netz vorhanden ist, helfen die Stromanbieter nach: In der Regel speisen sie dann mit Hilfe umweltverschmutzender Dieselmotoren zusätzlichen Strom ins Netz, um die Nachfrage zu decken – Solar- und Windkraftanlagen sind zu unzuverlässig, um solche kurzfristigen Engpässe auszugleichen.

„Wir wollen durch ein Softwaretool und bestimmte vertragliche Rahmenbedingungen nun jedoch erreichen, dass nicht die Stromanbieter auf die Nachfrage reagieren müssen, sondern die Rechenzentren ihren Energieverbrauch dem Angebot anpassen“, sagt die Mannheimer Volkswirtin.

Die Idee: Das Rechenzentrum soll Aufgaben, für die viel Rechenleistung und damit viel Energie benötigt wird, zu Zeiten verrichten, in denen ausreichend Strom aus Wind- und Sonnenenergie vorhanden ist beziehungsweise mehr Strom im Netz ist als nachgefragt wird. „Strom, der im Netz ist, aber nicht verbraucht wird, verpufft einfach“, erklärt Professor Colin Atkinson vom Lehrstuhl für Softwaretechnik. „Somit wird Energie verschwendet, die eigentlich genutzt werden könnte.“

Um die Kommunikation zwischen Energieversorgern und Rechenzentren herzustellen, beteiligen sich die Mannheimer Wirtschaftsinformatiker im Rahmen des EU-Forschungsprojekts „All4Green“ an der Entwicklung eines bisher weltweit einzigartigen Softwaretools: Gibt es mehr Strom als nachgefragt wird, sendet es automatisch eine Anfrage an das Rechenzentrum, ob es seinen Energieverbrauch kurzfristig um einen bestimmten Prozentsatz erhöhen kann. „Das Rechenzentrum kann dann zum Beispiel die Kühlung der Server hochfahren, um dann später, in Zeiten knapper Energie weniger kühlen zu müssen“, erklärt Sonja Klingert. „Oder es kann Aufgaben aus anderen Rechenzentren übernehmen.“

Für diese Einschränkungen sollen die Rechenzentren wiederum einen günstigeren Stromtarif erhalten. Neben der technischen Lösung arbeiten die Mannheimer Forscher deshalb auch an den vertraglichen Rahmenbedingungen, die eine Kooperation zwischen Energieversorger und Rechenzentren ermöglichen. „Von der Kooperation würde letztendlich nicht nur die Umwelt, sondern auch die Wirtschaft profitieren“, betont Sonja Klingert. „Denn die zu erwartenden Energieeinsparungen von bis zu zwanzig Prozent könnten langfristig zu niedrigeren Energiepreisen führen, wodurch sich Europa als Wirtschaftsstandort einen eindeutigen Wettbewerbsvorteil verschafft.“

Seit November 2011 forschen die Wirtschaftsinformatiker der Universität Mannheim im Rahmen des EU-Projekts „All4Green“ in einem Konsortium aus neun internationalen Partnern. Eine erste Version der Software wird voraussichtlich Anfang nächsten Jahres fertig gestellt sein. Daraus soll in einer zweiten Projektphase ein Prototyp entstehen, welcher in der Praxis von Energieversorgern und Rechenzentren eingesetzt werden kann.

Weitere Informationen zu „All4Green“ finden Sie unter: www.all4green-project.eu

Kontakt:
Sonja Klingert
Lehrstuhl für Softwaretechnik
Universität Mannheim
Schloss
68131 Mannheim
Telefon: 0621 / 181- 3904
E-Mail: klingert@informatik.uni-mannheim.de