Energieeffizienz in Rechenzentren und Serverräumen

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1 Efficiency matters. Herzliche willkommen zur Informationsveranstaltung PUEDA: Förderung von Energieeffizienz i in Rechenzentren und Serverräumen Zürich, 24. August 2011 Trägerschaft: Gefördert durch: Efficiency matters. Informationsveranstaltung PUEDA c/o Amstein+Walthert, Zürich Energieeffizienz in Rechenzentren und Serverräumen Adrian Altenburger Programmleiter PUEDA, c/o Amstein+Walthert Zürich, 24. August 2011 Trägerschaft: Gefördert durch:

2 Agenda Hintergrund (A. Altenburger) Rechenzentren in der Schweiz Strombedarf Energieeffizienz Messkonzepte (J. Willers) Förderprogramm PUEDA (Dr. M. Jakob) Ziele Trägerschaft/Finanzierung Förderkriterien/Förderbeiträge Ablauf Anmeldung Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August Hintergrund Attraktiver Standort Schweiz Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August

3 Hintergrund Rechenzentren in den Medien Tagesanzeiger, Jan 2011 NZZ, Okt 2009 PCTipp, Apr 2008 Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August Hintergrund Strombedarf in Rechenzentren Steigend - Aufgrund stetig ti steigenden Anforderungen an Rechenzentren (RZ) in Bezug auf Rechenleistung, Speicherkapazität, Zuverlässigkeit und Sicherheit steigt der Strombedarf 2% - Strombedarf von IKT inklusive Rechenzentren (RZ) verursacht ca. 2% des weltweiten CO 2 -Ausstosses, gleich viel wie der gesamte Luftverkehr 4x - Weltweiter Energiebedarf in RZ hat sich in den letzten zehn Jahren ca. vervierfacht 50% - Im Durchschnitt fällt rund 50% des Stromverbrauchs von Rechenzentren für die IT-Infrastruktur an (Raumkonditionierung, Wärmeabführung und unterbrechungsfreie Stromversorgung, etc.) Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August

4 Hintergrund Stromkonsument IT Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August Hintergrund Power Usage Effectiveness (PUE) Power Usage Effectiveness (PUE): international ti anerkannter Messwert für die Energieeffizienz von Rechenzentren (RZ) PUE eingeführt von "The Green Grid", einem globalen Verband von IT-Firmen Je näher der PUE bei 1.0, desto kleiner der Anteil der IT- Infrastrukturkomponenten (Lüftung, Kühlung, USV, Licht) am Gesamtstromverbrauch des RZ Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August

5 Hintergrund PUE - Facts Umfrage The Green Grid (2009): Mittelwert des PUE betrug 2.03 (n = 60 RZ) Benchmarking Lawrence Berkeley National Laboratory (2006) Mittleren PUE von 1.86 (n = 19 RZ) Studie Technischen Universität Berlin (2008) PUE von 1.74 (n = 16 RZ) PUE = 2: Hälfte des Stromverbrauches für Betrieb IT- Infrastrukturkomponenten (Lüftung, Kühlung, USV, Licht, Telekom) Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August Hintergrund PUE - Figure PUE bestehender Rechenzentren Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August

6 Hintergrund Effizienzpotentiale Grosse Effizienzpotentiale i ti im Bereich der IT-Infrastruktur I Mögliche Massnahmen zur Verbesserung der Stromeffizienz: Anhebung der Systemtemperaturen Nutzung von Free Cooling Variable Regelung der Luftmengen Trennung der Kalt- und Warmgänge Einhausung der Serverracks Teillastoptimierung der USV Lichtsteuerung Effiziente Geräte/Komponenten (Pumpen, KM, RK) Übergreifende Automation Wirtschaftliche und sichere Umsetzung von Massnahmen möglich Abwärmenutzung -> Gutschrift Systemischer Ansatz Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August Efficiency matters. Informationsveranstaltung PUEDA PUEDA Messkonzept - Beispiele i aus der Praxis Jobst Willers Jobst Willers Eng. AG Zürich, 24. August 2011 Trägerschaft: Gefördert durch:

7 Messkonzept Grundlagen Zentrale Punkte in PUEDA sind eine Energieanalyse, ein Massnahmenplan und ein Messkonzept Messkonzept: Wo / Welche Geräte / Welche Auswertung Elektrische Energie (kwh) Thermische Energie (kwh) Verifikation nach Umsetzung der Effizienz-Massnahmen (optional auch Messung vor Umsetzung) Investition von Messeinrichtung relativ niedrig meist Elektrozähler 13 Messkonzept Eigenheiten RZ Speziell für Rechenzentren sind: Geringe Lastschwankungen im IT-Bereich Saisonale Lastschwankungen im Infrastruktur-Bereich Kälteerzeugung mit hohem COP/JAZ ist entscheidend Freecooling / Abwärmenutzung wirken 14

8 Messkonzept Konfigurationen Bestimmung des PUE mit wenig Messeinrichtungen möglich Standard-Messkonzept für RZ gibt Empfehlung für Geräte und Datenlogger Beispiel i Konfiguration a: Keine Abwärmenutzung und keine geteilte Kältenutzung Systemgrenze + E2 PUE DA = PUE = E2 Kälteerzeugung Übrige IT Infrastruktur Q Serverräume Server 15 Messkonzept Konfigurationen Beispiel i Konfiguration b: Geteilte Kältenutzung mit Kühlinfrastruktur innerhalb der Systemgrenzen + E2 E3 * Q2 / (Q1 + Q2) PUE DA = PUE = Systemgrenze E 2 Übrige IT Infrastruktur E3 Kälteerzeugung Q1 Serverräume Server Q2 Externe Räumlichkeiten 16

9 Messkonzept Konfigurationen Beispiel i Konfiguration c: Direkte Abwärmenutzung zu Heizzwecken + E2 PUE = E2 PUE DA = E3 * Q2 / (Q1 + Q2) Systemgrenze E2 E3 Kälteerzeugung Übrige IT Infrastruktur Infrastruktur Q1 Serverräume Server Externe Räumlichkeiten Q2 17 Messkonzept Praxisbeispiel Praxisbeispiel ETH, Gebäude HIT Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August

10 Messkonzept Fazit Fazit Hauptsächlich Elektrozähler günstige Installationen Kleine Lastgangs-Dynamik, g daher kürzere Messperioden möglich Abwärmenutzung wird 1:1 belohnt Einfacher als VHKA 19 Efficiency matters. Informationsveranstaltung PUEDA Einführung zum Förderprogramm PUEDA Martin Jakob Programmmanagement PUEDA, c/o TEP Energy Zürich, 24. August 2011 Trägerschaft: Gefördert durch:

11 Förderprogramm PUEDA Eckdaten PUEDA wird im Rahmen der Wettbewerblichen bli Ausschreibung 2010 zur Steigerung der Stromeffizienz des Bundes durchgeführt Insgesamt 1 Million CHF an Mitteln stehen zur Verfügung, die überwiegend in Form von Fördermitteln ausgeschüttet werden Die Gesamtmenge an Fördergeldern als auch die Laufzeit des Förderprogramms sind begrenzt (frühzeitige Anmeldung empfohlen) Trägerschaft: Privatfirmen Amstein+Walthert AG, Jobst Willers Engineering AG und TEP Energy GmbH Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August Förderprogramm PUEDA Ziele Kostenfaktor Strom, deshalb: Verbessern Sie die Stromeffizienz mit Investitionen oder betrieblichen Massnahmen Sparen Sie damit Energie und Stromkosten PUEDA: Wir fördern die Energieeffizienz der Infrastruktur Ihrer Serverräume oder Ihres Rechenzentrums Professionelle Unterstützung zur Planung und Umsetzung von Effizienzmassnahmen Attraktive Fördergelder Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August

12 Förderprogramm PUEDA Zielpublikum Nationale Ausrichtung: Investoren, Betreiber oder Eigentümer von Rechenzentren und Serverräumen in der Schweiz Grosse Firmen sowie KMU s Potentielle Betreiber von RZ und Serverräumen IT-Branche, Telekommunikation Versicherungen, Bankenbranche Detailhandel Gewerbe- und Industrieunternehmen Schulen, Spitäler Weitere Dienstleistungsunternehmen Öffentliche Hand (Gemeinden, Kantone, Bund) Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August Förderprogramm PUEDA Zulassungskriterien Zulassung: Das RZ ist in Betrieb Die installierte Leistung der IT-Geräte beträgt mindestens 10 kw IT Lüftungs- und/oder eine Kühlanlage ist im RZ installiert Spezielle Bedingungen, falls das Unternehmen: Teil eines Grossverbrauchermodells des kantonalen Vollzugs ist Teil eines EnAW-Modells ist Beiträge oder Preisrabatte von anderen Förderprogrammen im Bereich Stromeffizienz erhält Grundsatz: Massnahmen dürfen nicht mehrfach geltend gemacht werden Individuelle Abklärung im Einzelfall Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August

13 Förderprogramm PUEDA Förderbeiträge Drei Bedingungen bestimmen die Höhe der einzelnen Förderbeiträge: CHF Erreichter PUE <= 1.3 Erreichter PUE = 1.4 Erreichter PUE = 1.5 Erreichter PUE = kw IT Erreichter PUE DA Grösse des Rechenzentrums Beschränkung nach oben absolut: Förderbeitrag pro RZ maximal 100'000 CHF relativ: maximal 50% des nachgewiesenen finanziellen Aufwands zur Umsetzung von Effizienzmassnahmen Gutschrift Abwärmenutzung bei PUE DA Berechnung Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August Förderprogramm PUEDA Ablauf Sechs Phasen Phase 1 Phase 2 Phase 3 Planung Vertrag Anmeldung Phase 4 Phase 5 Phase 6 Umsetzung Reporting Auszahlung PUEDA setzt Fristen und entscheidet über den Eintritt in die jeweiligen Phasen des Programms Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August

14 Förderprogramm PUEDA Ablauf Phase 1 Anmeldung Informieren: Get started t mit Homepage Informieren Eingangs-Check Anmelden Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August Förderprogramm PUEDA Ablauf Phase 1 Anmeldung Informieren Eingangs-Check Anmelden Eingangs-check: Erfüllen Sie die Zulassungskriterien i Ist Ihr Rechenzentrum zur Zeit in Betrieb? Ist die maximale Leistungsaufnahme der IT-Geräte (Server) in Ihrem Rechenzentrum >10 kw IT? Sind in Ihrem Rechenzentrum Anlagen zur Raumkühlung und Lüftung installiert? Nehmen Sie an weiteren energiepolitischen Instrumenten im Bereich Stromeffizienz teil? - EnAW - Grossverbrauchermodell des kantonalen Vollzugs - Stromeffizienzbonus (EWZ) Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August

15 Förderprogramm PUEDA Ablauf Phase 1 Anmeldung Informieren Eingangs-Check Anmelden Anmeldung: Anmeldeformular l auf Angabe folgender Informationen Standort Rechenzentrum Status des Rechenzentrums (in Planung, in Betrieb, ) Leistung IT-Equipment (kw IT ) Raumkühlung und Lüftung Teilnahme energiepol. Instrumente Kontaktinformationen Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August Förderprogramm PUEDA Ablauf Phase 2 Planung Energieanalyse Massnahmenplan Messkonzept Ziele Energieanalyse: Identifikation von Effizienzpotenzialen Bestimmung des PUE anhand von Betriebsdaten des RZ Ausgangs-PUE wird rechnerisch, d.h. ohne Messungen bestimmt Beispiel: Geteilte Kältenutzung mit Kühlinfrastruktur innerhalb der Systemgrenzen Systemgrenze E2 Serverräume Übrige IT Infrastruktur Server E3 Kälteerzeugung Q1 + E2 E3 * Q2 / (Q1 + Q2) PUE DA = PUE = Q2 Externe Räumlichkeiten Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August

16 Förderprogramm PUEDA Ablauf Phase 2 Planung Energieanalyse Massnahmenplan: Bestandsaufnahme des IST-Zustands Erstellung Massnahmenplan, um den Stromverbrauch der Infrastrukturkomponenten k t zu senken Massnahmenplan Messkonzept Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August Förderprogramm PUEDA Ablauf Phase 2 Planung Energieanalyse Massnahmenplan Messkonzept Messkonzept: Ziel: Bestimmung des PUE anhand Messungen des Stromverbrauchs der Infrastruktur- und IT-Komponenten nach Umsetzung der Effizienzmassnahmen Erstellung eines Energieflussdiagramms mit grafischer Darstellung der Stromflüsse, der stromverbrauchenden Geräte und der Messvorrichtungen im RZ Ein Standard-Messkonzept für RZ gibt Empfehlungen für den Einsatz von Strom- und Wärmemessgeräten sowie von Datenloggern Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August

17 Förderprogramm PUEDA Ablauf Phase 3 Vertrag Vertrag unterzeichnen PUEDA prüft Energieplan, Messkonzept und Massnahmenplan Sie schliessen einen Vertrag mit dem Förderprogramm PUEDA ab Phase 4 Umsetzung Sie setzen die Massnahmen um Sie messen den PUE-Wert (gemäss eingereichtem Massnahmen umsetzen Messkonzept) ept) Messungen durchführen Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August Förderprogramm PUEDA Ablauf Phase 5 Reporting Dokumentationsbericht zuhanden Förderprogramm Sie berichten dem Förderprogramm - die umgesetzten Massnahmen - den gemessenen PUE - die Kosten der Massnahmen Phase 6 Auszahlung Auszahlung Förderbeträge Das Förderprogramm unterstützt Sie mit einem Förderbeitrag nach erfolgreicher Umsetzung der vereinbarten Massnahmen Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August

18 Homepage Anmeldung seit Mai möglich Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August Förderprogramm PUEDA Rekapitulation: erste Schritte Phase 1 Anmeldung Informieren Anmelden Eingangs-Check Anmelden Energieanalyse erstellen Phase 2 Planung Massnahmenplan ausarbeiten Energieanalyse Massnahmenplan Messkonzept konzipieren Messkonzept Sie als RZ-Betreiber oder -Eigentümer Oder Auftrag an Ihren Planer, A+W, Willers, Dritte Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August

19 Vielen Dank! Ihr Förderprogramm PUEDA Programmleitung PUEDA Gefördert von ProKilowatt Adrian Altenburger Programmmanager PUEDA Martin Jakob Förderprogramm PUEDA c/o TEP Energy GmbH Rotbuchstr.68, CH-8037 Zürich Trägerschaft Amstein + Walthert AG TEP Energy GmbH Medienpartner Die Medienpartner des Förderprogramms PUEDA sind aktuell die folgenden Zeitschriften: Netzwoche TEC21 Haustech Quellen Behrendt et al. (2008). Konzeptstudie zur Energie- und Ressourceneffizienz i im Betrieb von Rechenzentren. TU Berlin. Dezember. The Green Grid. (2009). Energy Measurement Survey Results Analysis. Beaverton, November. Jobst Willers Engineering AG Förderprogramm PUEDA, Zürich, 24. August