Energieverbrauch

Der Gesamtenergieverbrauch des DKRZ-Rechenzentrums hängt von der Systemauslastung und in weitaus stärkerem Maße von der Anzahl der jeweils betriebenen HPC-Systeme ab. Während der Installation eines neuen Systems und der anschließenden Überlappungsphase werden zwei HPC-Systeme parallel betrieben, wie es z. B. in den Jahren 2021/2022 der Fall war.

Energy_consumption_2009-2022_DE

CO2-Emissionen

Für die gesamte elektrische Energie, die im DKRZ verbraucht wird, gibt es Herkunftsnachweise aus Anlagen, die erneuerbare Energie erzeugen (in unserem Fall vor allem Wasserkraftwerke in Norwegen), so dass durch den Betrieb der Computer kein CO2 in die Atmosphäre abgegeben wird. Allerdings muss man ehrlicherweise zugeben, dass diese Interpretation nicht unumstritten ist.

Die folgende Tabelle zeigt die Entwicklung des Gesamtenergieverbrauchs und der entsprechenden CO2-Emissionen für die Jahre 2014-2022 unter der Annahme, dass die Emissionen nicht durch Zertifikate ausgeglichen worden wären.

Jahr

Gesamtenergieverbrauch [GWh]

CO2-Emissionen [t]  *

2022

19,785

6.232,3

2021

15,119

2.872,6

2020

13,177

1.818,4

2019

13,223

3.649,6

2018

13,899

4.211,4

2017

12,912

3.731,7

2016

11,092

keine Daten verfügbar

2015

15,540

keine Daten verfügbar

2014

16,090

keine Daten verfügbar

* CO2-Emissionen auf Basis des von den Versorgern angegebenen Energiemixes.

Die tatsächlichen CO2-Emissionen, die mit einer bestimmten Energiemenge verbunden sind, hängen von dem von den Energieversorgern produzierten und verkauften Energiemix ab. Je nach Marktlage und Energieversorger stammt der Strom aus unterschiedlichen Quellen. Die folgende Tabelle zeigt den von unseren Energielieferanten** bereitgestellten Energiemix für den Zeitraum von 2017 bis 2022.

Jahr

CO2 [g/kWh]

Kernenergie [%]

Fossile Energieträger [%]

Erneuerbare  [%]

2022

315 (tba)

9,8 (6,0)

43,1 (49,0)

47,1 (45,0)

2021

190 (350)

14,4 (12,0)

24,8 (47,0)

60,8 (41,0)

2020

138 (375)

18,5 (11,0)

14,4 (44,0)

67,4 (45,0)

2019

276 (411)

11,1 (12,4)

33,0 (47,6)

55,8 (40,0)

2018

303 (473)

8,8 (11,7)

37,4 (53,1)

53,7 (35,2)

2017

289 (487)

9,0 (11,6)

40,0 (55,3)

52,0 (33,1)

**  Angaben zum Energiemix von den jeweiligen Versorgern; Werte für Energiemix in Deutschland (in Klammern) von www.agora-energiewende.de, www.umweltbundesamt.de

  • 2017-2019: Energie Vertrieb Deutschland EVD GmbH
  • 2020-2021: SWM Versorgungs GmbH
  • 2022 - : enercity AG

Verteilung des Energiebedarfs innerhalb des Rechenzentrums

Der Gesamtenergieverbrauch des DKRZ wird naturgemäß von seinem Supercomputer dominiert. Eine grobe Aufteilung der einzelnen Anteile des gesamten Rechenzentrums für das Jahr 2022 sieht wie folgt aus:

  • Supercomputer und paralleles Dateisystem: 75 %
  • Infrastruktur: 10%
  • Weitere kleinere Systeme und Magnetbandbibliothek: 15 %

Energieefizienz des Rechenzentrums

Der PUE-Wert (Power Usage Effectiveness) eines Rechenzentrums gibt an, wie effizient die elektrische Energie genutzt wird. Der PUE bestimmt sich als Quotient der gesamten Stromaufnahme des Rechenzentrums (einschließlich des Stroms für Kühlung, unterbrechungsfreier Stromversorgung und anderer zum Betrieb der Rechner erforderlichen Infrastrukturen) geteilt durch den Energiebedarf der Rechner. Je niedriger der PUE-Wert ist, desto effizienter ist die Kühlung und weitere technische Infrastruktur des Rechenzentrums.

Für die Ermittlung des PUE-Wert muss ein Rechenzentrum bzw. ein neuer Rechner mindestens einen ganzen Jahreszyklus durchlaufen haben, da der Energiebedarf der Kühlung von den Außentemperaturen abhängig ist. Aus diesem Grund kann aktuell für Levante aktuell nur ein Schätzwert angegeben werden; voraussichtlich ist der PUE-Wert (Jahresmittel) kleiner als 1,1.

Steigerung der Energieeffizienz

Hochtemperatur-Flüssigkeitskühlung

Der Supercomputer Levante wird auf der Basis einer Hochtemperatur-Flüssigkeitskühlung gekühlt. Dies ist eine besonders energieeffiziente Technologie, da das System das ganze Jahr über betrieben werden kann, ohne dass eine zusätzliche elektrische Kühlung erforderlich ist.

Steigerung der Energieeffizienz durch Abwärmenutzung

Etwa 3 GWh/Jahr der vom Supercomputer erzeugten Wärme werden effektiv für die Beheizung von Laboren in einem benachbarten Gebäude der Universität Hamburg genutzt, wodurch die Energiebilanz des Rechenzentrums reduziert wird. Lesen Sie mehr ...

Forschungsprojekte zur Steigerung der Energieeffizienz von Simulationscodes
Das DKRZ ist derzeit an zwei Forschungsprojekten beteiligt, die den Grundstein für eine weitere Steigerung der Energieeffizienz im Bereich des Supercomputing legen sollen. Lesen Sie mehr ...