Stadtentwicklung Digitale Stadt: Rechenzentren als Motor der urbanen Digitalisierung

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Nach wie vor wirkt sich die fortschreitende Digitalisierung auf alle Lebensbereiche aus. Städte und Gemeinden müssen und wollen sich daher dem digitalen Wandel stellen und die damit verbundenen Chancen nutzen. Dabei stehen die Kommunen vor der ­Herausforderung, die Digitalisierung im Sinne einer ­nachhaltigen und integrierten Stadtentwicklung strategisch und am ­Gemeinwohl ausgerichtet zu gestalten. Die Digitale Stadt wird somit tagtäglich präsenter.  

Je innovativer Städte werden, desto wichtiger erweist sich der ­Datenaustausch zwischen Menschen, Geräten und Systemen vor Ort. Und da Informationen verarbeitet und gespeichert werden müssen, wächst auch der Bedarf an Rechenzentrumskapazität, die möglichst vor Ort verfügbar sein sollte. Rechenzentren gelten aus diesem Grund als so etwas wie eine neue Infrastruktur, die zu modernen ­Städten dazugehört. Jedoch machen sie nicht gerade durch ihre positive Energiebilanz von sich reden. Und auch aus stadtplanerischen Gründen regt sich häufig Widerstand gegen ­einen weiteren Ausbau, der für den Erfolg digitaler Städte erforderlich ist. Es gilt also, ­Rechenzentren nachhaltiger zu gestalten und sie insgesamt besser ins Stadtbild zu integrieren.

Ziele und Herausforderungen beim Streben nach klimaneutralen Rechenzentren bis 2030

Die Branche ist sich dieser Problematik bereits bewusst und hat sich mit dem Pakt für klimaneutrale Rechenzentren (Climate Neutral Data Centre Pact, CNDCP) dazu verpflichtet, ab 2030 klimaneutral zu operieren. Das Erreichen dieses Ziels erfordert unterschiedliche Methoden, die verschiedene Szenarien abdecken und den gesamten ­Lebenszyklus eines Rechenzentrums berücksichtigen. So gilt es zu beachten, dass eine große Menge der Emissionen ­eines Rechenzentrums auf seinen Bau zurückzuführen ist. Ein erheblicher Teil der Bauarbeiten stützt sich auf die Verwendung von energiedichtem Beton und Stahl. Eine Modernisierung kritischer Infrastrukturen kann gleichzeitig zu einer effizienteren Nutzung der vorhandenen Stromversorgung führen. Diese lässt sich für eine höhere Dichte und wachsende IT-Lasten nutzen, beispielsweise durch den Austausch von USV-Anlagen, energieeffiziente Server und Speichersysteme oder die Anpassung der Kühltechnik. Auf diesem Weg lassen sich durch die Modernisierung bestehender Objekte nennenswerte einmalige wie auch langfristige Emissionseinsparungen ­erzielen. Ähnliches gilt, wenn bestehende Gebäude zu Rechenzentren umgebaut werden.

Big Data verarbeiten

Rechenzentren spielen also eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung intelligenter Städte. Sie dienen als Kerninfrastruktur und sammeln die Daten von verschiedenen Quellen, verarbeiten diese und ermöglichen deren Analyse. Dadurch werden Einblicke gewonnen, mit denen Effizienz und Funktionalität der Stadt verbessert werden können. Durch die Verarbeitung großer Informationsmengen in Echtzeit tragen Datacenter etwa dazu bei, den Straßenverkehr zu optimieren und den Energieverbrauch zu reduzieren. Eine der wichtigsten Funktionen von Rechenzentren in Digitalen Städten besteht darin, Big Data zu verarbeiten. So sammeln sie Informationen aus einer Vielzahl von Sensoren und Geräten, wie zum Beispiel Verkehrskameras, Wetterstationen und intelligenten Messgeräten, die in der Stadt existieren. Durch die Analyse dieser Daten lassen sich Muster identifizieren, die darauf hinweisen, wo Verbesserungen vorgenommen werden können. Beispielsweise ermöglichen Datacenter so die Überwachung von Verkehrsflüssen und das Erstellen von Prognosen des Verkehrsaufkommens, um Staus zu vermeiden oder die Routen von öffentlichen Verkehrsmitteln zu optimieren.

Digitale Stadt: Mehr Flexibilität

In vielen größeren Städten gehören Parkleitsysteme bereits zum Standard: Über digitale Anzeigen wissen Autofahrer in Echtzeit, in welchen Parkhäusern es noch freie Plätze gibt. Dieses System lässt sich mithilfe von Sensoren auf jede andere Art von Parkfläche übertragen – auch auf die Ladeinfrastruktur, deren Ausbau derzeit mit hoher Priorität vorangetrieben wird.

Die digitale Erfassung und ­Analyse von Verkehrsdaten in Kombination mit stattfindenden Veranstaltungen oder den aktuellen Wetterbedingungen verhindert beispielsweise Staus und damit CO₂-Emissionen. Mit künstlicher Intelligenz, Sensoren und Kameras können zudem Entsorgungsunternehmen ihre Routen flexibler planen, da die Tools sie beispielsweise über volle Abfallcontainer informieren. Zudem ist die Abfallwirtschaft in der Lage, die kontinuierlich gesammelten Daten konsequent auszuwerten und so Bedarfsprognosen für die Zukunft zu erstellen. ­So lassen sich etwa optimale Wartungsintervalle für Maschinen berechnen oder Schwellenwerte für eine notwendige Reinigung ermitteln.

Intelligente Gebäude

Auch in der Energieversorgung verbinden sich die Prinzipien von Smart-­City-Konzepten und ESG. Mithilfe eines Smart Grid gestalten Kommunen ihre Wasser-, Gas- und Stromversorgung effizienter, schonen Ressourcen und verhindern Engpässe. In Kombination mit einem „Digitalen Zwilling“, einem digitalen Abbild der gesamten Infrastruktur, sind Städte so in der Lage, auf Notfälle frühzeitig zu reagieren oder Verbesserungspotenziale zu ermitteln. Gleichzeitig erweisen sich intelligente Gebäude als ein zentraler Bestandteil der Stadt der Zukunft: Denn nicht nur Smart-Home-Technologien unterstützen einen effizienten Energieverbrauch, in öffentlichen Räumen können smarte Systeme mittels Sensoren Heizung, Lüftung und Licht an die Anzahl der Menschen vor Ort in Echtzeit anpassen. Sensoren und Kameras helfen den Behörden außerdem dabei, Sicherheitsvorfälle frühzeitig zu erkennen und zu lösen.

Digitale Stadt: Fußabdruck verringern

Wenn moderne Rechenzentren Echtzeitdaten zur Energieerzeugung und -nutzung bereitstellen, tragen sie maßgeblich zur Energieeffizienz bei. Durch die Analyse dieser Daten können Städte Energieverschwendung reduzieren und den Verbrauch optimieren, indem sie beispielsweise intelligente Beleuchtungssysteme einsetzen oder den Energiebedarf von Gebäuden steuern. Green IT spielt also eine entscheidende Rolle für Digitale Städte.

Traditionelle RZs verbrauchen jedoch viel Energie und hinterlassen ­einen großen ökologischen Fußabdruck, weshalb nachhaltige Varianten deshalb auf energieeffiziente Technologien und erneuerbare Energiequellen setzen. Sie nutzen zum Beispiel Kühlungstechniken, die weniger Energie benötigen, oder erzeugen ihren eigenen Strom aus Solarenergie oder Windkraft.