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Corporate Responsibility Bericht 2015

Energieeffizienz im Netz

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Unsere Netze sind unser Kerngeschäft: Sie bilden die Grundlage für unsere Produkte und Dienste. Zugleich ist der Betrieb der Netze aber auch Hauptverursacher unserer CO2-Emissionen. Zentraler Bestandteil unseres Klimaschutzziels ist es daher, durch mehr Energieeffizienz im Netzbetrieb Strom zu sparen. Für das Festnetz, den Mobilfunk und unsere Rechenzentren verfolgen wir dabei unterschiedliche Ansätze. Im Bereich der Rechenzentren bündeln wir den Verkehr auf wenige, besonders effiziente Rechenzentren. Für unsere Netze ersetzen wir unter anderem alte Technik durch neue Technologie, beispielsweise mit der Umstellung auf IP im Festnetz.

Ziele

  • Energiebedarf senken
  • PUE-Wert von 1,4 bis 2020 für das Festnetz in Deutschland

Maßnahmen

  • Konsolidierung von Rechenzentren
  • Umstellung auf IP

Kontrolle

  • PUE-Wert
  • Energieverbrauch
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Die Telekom betreibt in Europa und den USA eigene Fest- beziehungsweise Mobilfunknetze. Der größte Anteil unseres Energiebedarfs geht auf den Betrieb dieser Netzinfrastruktur zurück. Im Interesse unserer Kunden steigern wir laufend deren Kapazität und Leistung, um wachsende Datenmengen zu bewältigen und steigende Anforderungen an die Geschwindigkeit und Qualität der Datenübertragung zu erfüllen. Dies ist auch immer mit einem höheren Energiebedarf verbunden. Um diesen weiter zu reduzieren, verfolgen wir drei Ansätze:

  • Wir modernisieren unsere Netzinfrastruktur: Dazu stellen wir unter anderem auf IP-Technologie um, montieren hocheffiziente Anlagen, um die Verfügbarkeit von Strom zu sichern, und bauen nicht mehr benötigte Technik konsequent ab.
  • Wir optimieren die Bereitstellung und Umwandlung von Energie, indem wir beispielsweise Energiewandler technisch verbessern.
  • Wir nutzen energieeffizientere Technik zur Beleuchtung, Überwachung und vor allem Kühlung unserer Anlagen.

Eine wichtige Rolle spielt dabei unser interner Energiedienstleister Power & Air Solutions img, der Energie in Verfügbarkeit für die deutschen Konzerngesellschaften umwandelt. Für eine energieeffiziente Wahrnehmung dieser Aufgabe ist das Energiemanagement von Power & Air Solutions seit 2013 nach ISO 50001 img zertifiziert.

Messung und Steuerung des Energiebedarfs
Eine wichtige Kennzahl zur Steuerung unserer Klimaschutzmaßnahmen ist der jährlich erhobene PUE-Wert img (Power Usage Effectiveness img). Für den Betrieb unseres Festnetzes in Deutschland haben wir uns zum Ziel gesetzt, den PUE-Wert bis 2020 auf 1,4 zu senken. So können wir den durch wachsende Datenmengen und neue Leistungsmerkmale zunehmenden Energiebedarf der Anlagen kompensieren.

Forschung zu effizienten Netztechnologien
Wir verfolgen stetig das Ziel, die Energieeffizienz unserer Netzinfrastruktur weiter zu steigern. Im Jahr 2015 starteten wir mit Partnern aus Industrie (Alcatel-Lucent) und Forschung (Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut) das Projekt EARNI. Ziel des Projekts ist es, die Netzauslastung und Energieeffizienz durch den Einsatz von Mehrzwecktechnologien zu verbessern. Im März 2015 mussten wir bei einem vergleichbaren Projekt einen Rückschlag hinnehmen: Nachdem ein Feldtest ergeben hatte, dass eine Einführung der Technologie zum lastadaptiven Netzbetrieb  nur mit erheblichem Aufwand und spürbaren Einbußen bei der Versorgungssicherheit/Verfügbarkeit möglich wäre, entschlossen wir uns, das Projekt einzustellen.

Auch bei dem Betrieb und der Planung unserer Rechenzentren (RZ) verfolgen wir das Ziel, unsere CO2-Emissionen zu reduzieren. T-Systems geht dabei in zwei Stufen vor: Zunächst steht die Optimierung des Energieverbrauchs der einzelnen RZ-Standorte im Vordergrund, anschließend die übergeordnete Verbesserung von Prozessen über die weltweite RZ-Landschaft hinweg.

Von 2008 bis 2013 wurden insbesondere vorhandene RZ-Flächen optimiert. Beispiele dafür sind die Modernisierung der Kühlsysteme sowie der Einbau von sogenannten Kaltgangeinhausungen img, die eine gezielte, bedarfsgerechte Lenkung des kühlenden Luftstroms ermöglichen und damit auf den IT-Flächen Verluste minimieren. Auch durch die Weiterentwicklung der IT-Technik konnte deren Energieverbrauch deutlich gesenkt werden. Neben diesen grundlegenden technischen Optimierungen findet ein kontinuierliches „Feintuning“ an der Klimasteuerung statt. Zusammen mit einer optimalen RZ-Auslastung können so weitere positive Effizienzeffekte erzielt werden.

Der Indikator für diese Effizienzsteigerung ist der sogenannte PUE-Wert img. Zwischen 2008 und 2015 konnte der durchschnittliche PUE-Wert der deutschen T-Systems-Rechenzentren von 1,85 auf 1,63 gesenkt werden. Trotz dieser positiven Gesamtbilanz verzeichneten wir im Berichtszeitraum Schwankungen des PUE-Werts img im Jahresvergleich. Der Grund: Die Strategie der Konsolidierung der Data Center beinhaltet unter anderem den Umzug von Applikationen aus weniger energieeffizienten Rechenzentren in neue hocheffiziente Data Center. In dieser teilweise mehrjährigen Umzugsphase steigt der PUE-Wert der Rechenzentren, die aufgegeben werden, da der Grundenergiebedarf des Data Centers relativ konstant bleibt, während der Energieverbrauch der Server deutlich sinkt. So kann es in einzelnen Jahren der Konsolidierung zu einem vorübergehenden Anstieg des durchschnittlichen PUE-Werts kommen.

Die Rechenzentren werden energieeffizienter (PUE-Wert)
Der Indikator für diese Effizienzsteigerung ist der sogenannte PUE-Faktor.
Zwischen 2008 und 2015 konnte der durchschnittliche PUE-Wert der T-Systems-Rechenzentren von 1,85 auf 1,63 gesenkt werden.

Die zweite Stufe läuft seit 2013. Darin wird die sogenannte physikalische Konsolidierung von Rechenzentren (also die Reduktion der RZ-Flächen und -Standorte) mit logischen Konsolidierungen (also der Virtualisierung img von RZ-Infrastruktur) verknüpft. Das Programm „DC11@2018“ hat zum Ziel, weltweit RZ-Standorte mit neuester IT-Technologie auf wenige sogenannte FMO-Rechenzentren (Future Mode of Operation) zu konsolidieren. Nach Abschluss des Programms wird in den FMO-Rechenzentren ein gemittelter PUE-Wert von 1,4 angestrebt. Voraussetzung dafür ist eine homogene IT-Landschaft in Verbindung mit der optimalen Auslastung der RZ-Infrastruktur, der IT Hardware und der auf den Systemen eingesetzten Software. Durch die Realisierung dieser Maßnahme rechnen wir mit einer weiteren massiven Reduktion der CO2-Emissionen. Aktuelle Planungen des Programms sehen eine kumulierte CO2-Reduktion von bis zu 51 Prozent im Jahre 2020 gegenüber dem Jahr 2012 vor.

Der Großteil unseres Stromverbrauchs entsteht beim Betrieb unserer Netze und Rechenzentren. Mithilfe verschiedener Maßnahmen wollen wir unseren Stromverbrauch senken, die Energieeffizienz unserer Infrastruktur steigern und so einen Beitrag dazu leisten, unser Klimaziel zu erreichen. 2015 haben wir unter anderem die folgenden Projekte angestoßen:

Entwicklung eines Energie-Dashboards
Im Berichtszeitraum haben wir eine neue webbasierte Energieapplikation entwickelt, das Energie-Dashboard. Die App img ermöglicht die Überwachung von rund000 Festnetz-Knoten und 20 000 Mobilfunk-Stationen. Damit können sich alle „Power & Air Solutions“-Mitarbeiter, die den Energieverbrauch unserer Anlagen kontrollieren, schnell einen Überblick über den Verbrauch der Stationen verschaffen – jederzeit und unabhängig von ihrem Aufenthaltsort. Bei großen Verbrauchsstellen wird umgehend signalisiert, wenn der Energieverbrauch bestimmte Schwellenwerte überschreitet. So können mögliche Ursachen frühzeitig ermittelt und Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Die App ermöglicht es auch, zentrale Netzknoten img mit hohem Traffic-Volumen zu identifizieren und gezielt zu kontrollieren.

Verbesserte Kühltechnik für Rechenzentren
Im Jahr 2014 nahmen wir das Cloud-Rechenzentrum in Biere in Betrieb. Das dortige und von uns entwickelte Kühlkonzept senkt den Gesamtenergiebedarf gegenüber vergleichbaren Rechenzentren um etwa ein Drittel. Aber nicht nur bei neuen Rechenzentren, sondern auch bei unserer vorhandenen Netzinfrastruktur arbeiten wir daran, den Energieverbrauch zu senken. 2015 haben wir deshalb zwei neue Techniken für die Kühlung von Rechenzentren und Vermittlungsstellen getestet:

  • Die Steuerung von vorhandenen Ventilatoren mithilfe einer dreidimensionalen Raumtemperaturerfassung
  • Neue Wärmeabführungssysteme

Die Ergebnisse werden wir nutzen, um unsere vorhandenen Kühltechniken weiterhin zu optimieren.

Unsere Netze werden kontinuierlich ausgebaut und optimiert, um Dienste bedarfsgerecht und energieeffizient anbieten zu können. Dabei kommt – wenn es technisch möglich ist – zunehmend Systemtechnik zum Einsatz, die auf Mehrzweck-Hardware img beruht. 2015 haben wir gemeinsam mit Alcatel-Lucent und dem Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut das Projekt „Energy-Aware Network Infrastructure“ (kurz EARNI) ins Leben gerufen. Ziel des Projekts ist es, zu untersuchen, ob sich der Einsatz neuer Mehrzwecksysteme img positiv auf die Energieeffizienz der Netze auswirken kann.

Dazu haben wir den Energiebedarf anhand eines konkreten Anwendungsfalls aus der Praxis berechnet und mit der herkömmlichen Technik verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass es bei sorgfältiger Planung und Netzgestaltung möglich ist, die Mehrzwecksysteme deutlich höher auszulasten und somit eine verbesserte Energieeffizienz gegenüber herkömmlicher Netztechnik zu erreichen. Zudem lässt das System einen lastadaptiven Betrieb zu.

Darüber hinaus bietet die Mehrzweck-Hardware weitere Vorteile: So wird etwa die Einbindung von Controllern zur Steuerung dezentraler Energieversorgungssysteme ermöglicht. Beispielsweise können Blockheizkraftwerke img (BHKW img) und Photovoltaikanlagen (PV) zur Stromversorgung des Telekommunikationsnetzes genutzt werden. Zudem kann deren Steuerung auf derselben Hardware betrieben werden wie die Netztechnik. Auch dazu wurde im Projekt EARNI ein Anwendungsfall untersucht.

Die Grundlage für die Arbeit im Projekt EARNI bildeten die Vorgängerprojekte LOLA und DESI, die sich mit Betriebskonzepten für den lastadaptiven Netzbetrieb beschäftigt haben.

Zusätzlich zum konventionellen Stromnetz setzen wir immer häufiger Blockheizkraftwerke img (BHKW img) ein. Sie versorgen unsere Netzknotenpunkte wirtschaftlich und umweltfreundlich mit Energie: Die Kraftwerke wandeln die eingesetzte Energie zu circa 90 Prozent in Nutzenergie (Strom und Wärme) um – konventionell erzeugter Strom aus dem allgemeinen deutschen Stromnetz erreicht hingegen nur rund 40 Prozent.

Durch den Einsatz von BHKW können wir die CO2-Emissionen unseres Netzbetriebs daher deutlich verringern: An insgesamt 27 Netzknotenpunkten betrieb die Power & Air Solutions img im Februar 2016 eigene BHKW. Diese erzeugen jährlich rund 7,9 GWh an elektrischer Energie. Dank des hohen Nutzungsgrads der Anlagen emittierten wir dort im Vergleich zum Bezug von Strom aus den öffentlichen Netzen im gleichen Zeitraum700 Tonnen weniger CO2.

Weitere Anlagen geplant
2015 beauftragten wir den Bau zweier Anlagen in Berlin und Frankfurt am Main. Zusätzlich haben wir untersucht, wie die Effizienz bestehender BHKW weiter gesteigert werden kann. In Folge dieser Analyse haben wir ein neues Energiekonzept für einen unserer Standorte in Berlin konzipiert, das bis Ende 2016 realisiert werden soll.

Die BHKW decken grundsätzlich den Eigenbedarf unserer Netzknotenpunkte an Strom und Heizwärme aus thermischer Energie. Um einen punktuell darüber hinausgehenden hohen Strombedarf (Lastspitze) bei intensivem Datenverkehr abzumildern, sorgen wir durch eine neuartige Steuerung für eine bessere Lastverteilung des Energiebedarfs.

Ich interessiere mich für das Engagement der Telekom im Bereich...