Arbeitspaket 2: Leistungsindikatoren

Das Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung (IER) der Universität Stuttgart hat sich im Arbeitspaket 2 mit der Bewertung der Nachhaltigkeit befasst. Hier wurde die Leistungsindikatoren für Rechenzentren untersucht und ein Bewertungsinstrumentarium erstellt.

Als Leistungsindikatoren für die Nachhaltigkeit wurden folgende Indikatoren berücksichtigt:

  • Ökonomisch (IT-Auslastung, Infrastruktur-Effizienz und DCIM)
  • Ökologisch (Abwärmenutzung, Erneuerbare Energie und Recycling)
  • Sozial (Mitarbeiterzufriedenheit, Weiterbildung, Ausbildung, Konfliktfreie Komponenten, Arbeitsbedingungen)

Eine (vorläufige) Excel-Version des Bewertungsinstriumentarium steht hier als Download zur Verfügung.

Blank

Ökonomische Leistungsbewertung

IT Auslastung

Die Auslastung der IT wird über die des IT Equipment Utilization (ITEU)  dargestellt. Diese wird derzeit als ISO Norm unter der ISO/IEC 30134-5 geführt (Stand 01/2019). Da Server den größten Einzelposten im Stromverbrauch eines Rechenzentrums darstellen bezieht sich die ITEU in der oben genannten Norm auf die Auslastung von Servern. Hier ist CUSi(t) die CPU Auslastung eines Servers zum Zeitpunkt t in %. N ist die Anzahl an durch Auslastungsmessung erfassten Servern im Rechenzentrum. Für die Bestimmung des ITEU Gesamtwerts wird der Median aller Messpunkte in den letzten 365 Tagen verwendet. Es ist darauf zu achten das die Messintervalle immer gleich lang sind und eine Mindestrate von einer Messung pro Stunde erfüllen. Für die Ermittlung der ITEU müssen außerdem 90% der Server durch diese Messung erfasst werden. Für genauer Informationen wird an dieser Stelle auf die ISO/IEC 30134-4 verwiesen.

Die Bewertung des ITEU erfolgt über eine gestufte Bewertungsformel.

Infrastruktur-Effizienz

Die Infrastruktur-Effizienz wird über die Power Usage Effectiveness (PUE) dargestellt. Die Bestimmung des PUE wird derzeit als ISO Norm unter der ISO/IEC 30134-2 beschrieben (Stand 01/2019). Das Ziel ist es die Effizienz der Infrastruktur des Rechenzentrums zu quantifizieren. Hierfür wird, angelehnt an die ISO/IEC 30134-2, folgende Formel verwendet, welche im Vergleich zur Formel in der ISO/IEC 30134-2 um einen Korrekturfaktor angepasst wurde. EIT ist der Energieverbrauch gemessen an den PDUs, welche Server/Netzwerk/Storage versorgen. Hier wird ein Korrekturfaktor von 1 verwendet. Ist dies nicht möglich werden folgende Korrekturfaktoren K zu dem gemessen Wert multipliziert:
0,98: wenn die Messung hinter der USV erfolgt.
0,90: wenn die Messung vor der USV erfolgt.
ERZ ist an der Übergabestelle von Verteilnetzbetreiber zum Rechenzentrum zu messen (Trafo-Station) und entspricht dem Gesamtenergieverbrauch des Rechenzentrums. Ist die Messung an der Trafo-Station nicht möglich ist eine Stelle zu wählen welche der Übergabestelle aus leitungstechnischer Sicht am nächsten ist. Sind weitere Verbraucher an dieser Messstation angebracht, welche nicht zum Rechenzentrum gehören, sind deren Verbräuche abzuziehen. Weiter Erzeuger wie Netzersatzanlagen sind an der Einspeisung in die USV zu erfassen und zum Gesamtverbrauch zu addieren.

Die Bewertung der PUE erfolgt über eine gestufte Bewertungsformel.

DCIM

Das Einsetzen eines zentralisierten Monitorings welches Gebäudemanagement, IT-Management und Asset-Management vereint wird allgemein als Data Center Infrastructure Management (DCIM) bezeichnet. Durch das Einführen eines DCIM werden keine direkten Nachhaltigkeitsziele erreicht. Das verwenden eines DCIM versetzt Rechenzentrumsbetreiber jedoch in die Lage über ein kontinuierliches Monitoring den Ist-Zustand nachhaltigkeitsbezogener Parameter zu erfassen und basierende auf den gewonnenen Informationen betriebsoptimierende Maßnahmen zu ergreifen. Die Bewertung des DCIM ist eine binäre Bewertung.

Ein DCIM gilt als umgesetzt, wenn mindestens folgende Punkte erfüllt sind:

  • Monitoring der ITEU
  • Monitoring der PUE
  • Fortlaufende Inventarisierung aller Server-, Netzwerk- und Speicherkomponenten
  • Erfassen der Leistungsaufnahme der IT-Komponenten mindestens auf PSU-Ebene
  • Erfassen der Temperatur an mindestens 3 Punkten vor jedem Rack
  • Auslastung der Klimatisierungsinfrastruktur bezogen auf die Maximalleistung
  • Leistungsaufnahme der Klimatisierungsinfrastruktur getrennt nach Komponenten
  • Auslastung der USV

Ökologische Leistungsbewertung

Abwärme Rückgewinnung

Die Bestimmung des Energy Reuse Factor (ERF) wird derzeit als ISO Norm unter der ISO/IEC 30134-6 überarbeitet (Stand 01/2019). Das Ziel ist es den Anteil der wiederverwendeten Energie aus dem RZ darzustellen. Da für die Bestimmung des ERF derzeit keine Formel vorliegt wurden für die Berechnung eine eigene Formel aufgestellt:

Für die Ermittlung der wiederverwendeten Energiemenge EReuse ist eine klare Trennung von interner und externer Nutzung nötig. Internes Energierecycling wird nicht im REF berücksichtigt da diese Maßnahme im EDCiE verwendet wird. Externes Energierecycling ist gegeben, wenn die Nutzung strikt außerhalb der Systemgrenze des Rechenzentrums liegt.  Ein Objekt ist außerhalb der Systemgrenze des Rechenzentrums sobald sein Energieverbrauch nicht als Energieverbrauch in der Bilanzierung des Rechenzentrumsenergieverbrauchs auftaucht. Ein Beispiel eines externen Verbrauchers ist der Heizenergieverbrauch von Bürogebäuden.

Alle Messungen sind über eine Betriebsdauer von 12 Monaten anzugeben. EIT ist der Energieverbrauch gemessen an den PSU welche Server/Netzwerk/Storage versorgen. Ist dies nicht möglich werden folgende Korrekturfaktoren K zu dem gemessen Wert multipliziert:

0,96: wenn die Messung hinter der USV erfolgt.
0,90: wenn die Messung vor der USV erfolgt.

EReuse ist an der Übergabestelle zu messen welche die geringste Entfernung zur Quelle im Rechenzentrum hat. Im Falle einer Abwärmenutzung über Wärmetauscher ist die Wärmemenge als Messgröße zu wählen welche an den Abwärmenutzungskreislauf übergeben wird.

Die Bewertung des ERF erfolgt über eine gestufte Bewertungsformel.

Die Bewertungsformel wurde als gestufte Funktion gewählt um Rechenzentrumsbetreibern konkrete Milestones in Ihren Nachhaltigkeitsbemühungen zu geben. Diese Milestones sind aufgrund ihrer scharfen Abtrennung sowohl intern als auch extern leichter zu kommunizieren und basieren im vorliegenden Fall auf den sowohl national und international erreichten und technisch möglichen Abwärmenutzungsfaktoren.

Erneuerbare Energie

Die Bestimmung des Renewable Energy Factor (REF) wird derzeit als ISO Norm unter der ISO/IEC 30134-3 geführt (Stand 01/2019). Das Ziel ist es den Anteil der erneuerbaren Energie am Stromverbrauch des RZ darzustellen. Hierfür wird, angelehnt an die ISO/IEC 30134-3, folgende Formel verwendet:

Für die Ermittlung des Anteils erneuerbaren Energie Eren sind drei Quellen zulässig. Diese sind der Erneuerbare Energieanteil welcher vom Stromanbieter im Rahmen des gewählten Stromtarifs angegeben wird, die auf dem eigenen Gelände erneuerbare erzeugte Energie sowie die durch direktes Einkaufen von Grünstromzertifikaten erworbenen Zertifikatsnachweise. Für den Stromtarifbezogenen Anteil wird der EE-Anteil mit der bezogenen Strommenge in kWh multipliziert. Für die erneuerbare Eigenerzeugung auf dem eigenen Gelände wird die produziert Gesamtmenge in kWh verwendet solange die Strommenge auch im Rechenzentrum verbraucht wurde. Sollte die eigenerzeugte Strommenge den Eigenverbrauch übersteigen darf diese Strommenge nicht im ERen berücksichtig werden. Die Grünstromzertifikate werden ebenfalls in kWh angegeben, entsprechend der Menge an Grünstrom welche durch Zertifikate ausgewiesen sind. Diese Energiemengen werden zum Gesamtwert ERen zusammenaddiert. Für die Ermittlung des Gesamtstromverbrauchs des Rechenzentrums ERZ wird der gesamte jährliche Stromverbrauch des Rechenzentrums herangezogen. Es gilt zu beachten das der REF nicht über den Wert 1 hinausgehen kann, was einem erneuerbaren Energieanteil von 100% entspricht.

Die Bewertung des ERF erfolgt über eine gestufte Bewertungsformel.

Die Bewertungsformel wurde als gestufte Funktion gewählt um Rechenzentrumsbetreibern konkrete Milestones in Ihren Nachhaltigkeitsbemühungen zu geben. Diese Milestones sind aufgrund ihrer scharfen Abtrennung sowohl intern als auch extern leichter zu kommunizieren und basieren im vorliegenden Fall auf den vom Land (80% bis 2050) bzw. Bund (30% bis 2030 und 50% bis 2050) festgelegten Klimazielen bezüglich des erneuerbaren Energieanteils.

Recycling

Die Material Recycling Ratio (MRR) ist die für die Entsorgung von IT-Hardware gewählte Entsorgungsstrategie. Der Betreiber gibt in der Ausschreibung der Entsorgung an, welche Vorgehensweisen mit zu entsorgenden Komponenten zulässig sind. Diese ist Teil der Vergaberichtlinie der Ausschreibung. Hierfür sind vier Optionen denkbar.

Option A: Der Entsorger ist verpflichtet alle Komponenten zu entsorgen. Eine Weiterverwendung ist ausgeschlossen. Alle Komponenten werden im Entsorgungsprozess zerstört. Diese Option entspricht einer Bewertung von 0 Bewertungspunkten.

Option B: Der Entsorger ist verpflichtet alle Speichermedien zu entsorgen. Alle anderen Komponenten welche keine Daten speichern können sind zur Weiterverwendung freigegeben. Diese Option entspricht einer Bewertung von 0,4 Bewertungspunkten.

Option C: Der Entsorger ist verpflichtet alle permanenten (stromlose) Speichermedien zu entsorgen. Alle anderen Komponenten sind zur Weiterverwendung freigegeben. Diese Option entspricht einer Bewertung von 0,8 Bewertungspunkten.

Option D: Der Entsorger erhält alle Komponenten im zerstörungfreien Zustand und ist berechtigt diese uneingeschränkt weiter zu verwenden. (Die fachgerechte und permanente Löschung aller Daten kann sowohl von Seiten des Entsorgers als auch Rechenzentrumsintern umgesetzt werden). Diese Option entspricht einer Bewertung von 1 Bewertungspunkt.

Anmerkung Colocation: Ein Colocation Anbieter kann das Recycling/Refurbisment von Komponenten für seine Kunden anbieten. Bietet er dies für alle Komponenten an, so erhält er abhängig der angebotenen Option eine Bewertung. (Unabhängig ob die Kunden den Service annehmen oder nicht). Bietet der Colocation Anbieter Option B, C oder D an, so muss dieser die hierfür nötige Löschung von Datenträgern ebenfalls anbieten.

Die Bewertungsformel wurde als gestufte Funktion gewählt um Rechenzentrumsbetreibern konkrete Milestones in Ihren Nachhaltigkeitsbemühungen zu geben. Diese Milestones sind aufgrund ihrer scharfen Abtrennung sowohl intern als auch extern leichter zu kommunizieren und basieren im vorliegenden Fall auf den Anteilen an wiederverwendbaren Komponenten an der IT-Hardware.

Soziale Leistungsbewertung

Mitarbeiterzufriedenheit

Die Mitarbeiterzufriedenheit bzw. Staff Moral (SM) ist der Verhältnis aus der Summe aller Betriebszugehörigkeitsjahre (BZJ) im Verhältnis zur Anzahl der Mitarbeiter. Sie beschreibt somit die durchschnittliche Betriebszugehörigkeit für ein Rechenzentrum und wird als Proxy für die Mitarbeiterzufriedenheit verwendet. Die Staff Moral wird in Anlehnung an (Havighorst 2006) mit folgender Formel beschrieben:

Gezählt werden nur Mitarbeiter des eigenen Rechenzentrums welche in Ihrer Haupttätigkeit im Rechenzentrum arbeiten oder in administrativer Form auf das Rechenzentrum zugreifen. Dienstleister von Dritten werden nicht berücksichtigt.

Die Bewertung des ERF erfolgt über eine gestufte Bewertungsformel (siehe: Formel 13) welche in dargestellt wird.

Die Bewertungsformel wurde als gestufte Funktion gewählt um Rechenzentrumsbetreibern konkrete Milestones in Ihren Nachhaltigkeitsbemühungen zu geben. Diese Milestones sind aufgrund ihrer scharfen Abtrennung sowohl intern als auch extern leichter zu kommunizieren und basieren im vorliegenden Fall auf einer fünfteiligen Unterteilung mit der durchschnittlichen Betriebszugehörigkeit in Deutschland (10,8 Jahre) als Obergrenze.

Weiterbildung

Die Further Education Ratio (FER) ist das Verhältnis aus Anzahl der Fort- und Weiterbildungstagen zur Anzahl an Mitarbeitern. Hierfür wird folgende Formel verwendet:

Für die Ermittlung der FER werden nur Mitarbeiter des eigenen Rechenzentrums gezählt welche in Ihrer Haupttätigkeit im Rechenzentrum arbeiten oder in administrativer Form auf das Rechenzentrum zugreifen. Dienstleister von Dritten werden nicht berücksichtigt.

Als Fort- oder Weiterbildung gelten alle Aktivitäten die Kenntnisse auf beruflicher Ebene erweitern, vertiefen oder neu schaffen. Dazu zählen unter anderem Erhaltungsfortbildungen, Anpassungsfortbildungen, Erweiterungsfortbildungen und Aufstiegsfortbildungen. Die Teilnahme an Konferenzen, Tagungen oder Vorträgen sind ebenfalls als Fortbildung anzusehen.

Für einen einzelnen Mitarbeiter können maximal 15 Fort/Weiterbildungen angerechnet werden. Weiterbildung für die digitale Welt ist kein Selbstläufer. Im Durchschnitt stehen nur 2,3 Weiterbildungstage pro Mitarbeiter zur Verfügung und jedes fünfte Unternehmen gibt an, gar keine Fortbildungen anzubieten (BITKOM 2018).

Die Bewertung des ERF erfolgt über eine gestufte Bewertungsformel.

Die Bewertungsformel wurde als gestufte Funktion gewählt um Rechenzentrumsbetreibern konkrete Milestones in Ihren Nachhaltigkeitsbemühungen zu geben. Diese Milestones sind aufgrund ihrer scharfen Abtrennung sowohl intern als auch extern leichter zu kommunizieren und basieren im vorliegenden Fall auf jährlicher und vierteljährlicher Fortbildung. Desweiteren wurde der Branchendurchschnitt (2,3) aus (BITKOM 2018) und der Höchstwert (6) selbiger Studie als Milestones verwendet.

Ausbildung

Die Apprenticeship Availability (AA) ist das Verhältnis aus der Anzahl an Mitarbeitern die eine Ausbildung im Unternehmen gemacht haben (oder derzeit machen) zur Gesamtzahl der Mitarbeiter. Für die Berechnung der Apprenticeship Availability wird folgende Formel verwendet:

Für die Ermittlung der AA werden nur Mitarbeiter des eigenen Rechenzentrums berücksichtigt welche in Ihrer Haupttätigkeit im Rechenzentrum arbeiten oder in administrativer Form auf das Rechenzentrum zugreifen. Dienstleister von Dritten werden nicht berücksichtigt. Als Azubi oder ehemalige Azubi gelten alle Mitarbeiter welche derzeit oder in der Vergangenheit eine Ausbildung im genannten Unternehmen absolviert haben und derzeit noch im Rechenzentrum tätig sind.

Die Bewertung des ERF erfolgt über eine gestufte Bewertungsformel.

Die Bewertungsformel wurde als gestufte Funktion gewählt um Rechenzentrumsbetreibern konkrete Milestones in Ihren Nachhaltigkeitsbemühungen zu geben. Diese Milestones sind aufgrund ihrer scharfen Abtrennung sowohl intern als auch extern leichter zu kommunizieren und basieren im vorliegenden Fall auf der Anzahl von IT-Azubies anteilig zur Gesamtzahl erwerbstätiger IT-Fachleute bzw. zur Gesamtzahl an Beschäftigen in Rechenzentren in Deutschland.

Konfliktfreie Komponenten

Wie auch bei den Sozialstandards der IT-Hardwarehersteller ist ein Nachweis der Konfliktfreiheit von Rohstoffen schwer zu überprüfen. Dies liegt unter anderem daran, dass Rechenzentrumsbetreiber das Ende einer sehr langen Wertschöpfungskette sind und zwischen den Rohstoffen und dem Endprodukt viele Unternehmen und Zwischenprodukte involviert sind. Eine Zertifizierung der gesamten Lieferkette würde einen hohen bürokratischen Verwaltungsaufwand mit hohen Kosten auf allen Produktstufen bedeuten. Die Zertifizierung eines Zwischenproduktes ist zudem nicht überprüfbar da ein geologischer (bzw. chemischer) Herkunftsnachweis nur vor der Rohstoffschmelze möglich ist (ZVEI 2013).

Das von der Conflict-Free Sourcing Initiative entwickelte Conflict-Free Smelter Programm (CFSP) setzt an einer Stelle in der Lieferkette an, an der die Rückverfolgung der Minerale bis zum Bergwerk noch einfach realisierbar ist. Dies sind die Hütten und Raffinerien die im Vergleich zu Bergwerken in Ihrer Anzahl überschaubar sind. Hier wird versucht über Auditierung und Zertifizierung die Konfliktfreiheit von diesen Einrichtungen nachzuweisen und den Unternehmen so eine Möglichkeit zu geben Konfliktfreie Rohstoffe zu beziehen. Die Konfliktfreiheit wird im Rahmen des Projektes mit folgender Formel abgebildet:

Konfliktfreiheit in der Beschaffung gilt als erfüllt, wenn:

  • Ein Nachweis der Konfliktfreiheit in Ausschreibungen als Kriterium berücksichtigt wird
  • Ein Nachweis der Konfliktfreiheit als Kriterium im Einkauf berücksichtigt wird

Die Konfliktfreiheit muss hierbei in der Beschaffung kein Ausschlusskriterium darstellen, sondern lediglich in die Auswahl miteinfließen.

Sozial-Standards der Hardwarehersteller

Die Arbeitsbedingungen in der Herstellung von Halbleiterprodukten ist aus Konsumentensicht schwer zu überprüfen. Das liegt unter anderem daran das fast alle IT-Komponenten außerhalb der EU produziert werden und es folglich keine Möglichkeit gibt direkt regulatorisch auf die Produktionsländer einzuwirken oder diese umfangreich zu kontrollieren. Mit dem, auf Konventionen der Internationalen Arbeitsorganisation (ILO) basierenden, internationalem Standard SA8000 der Social Accountability International (SAI) Organisation gibt es für Unternehmen die Möglichkeit das Erfüllen von Standards in den Arbeitsbedingungen durch eine Zertifizierung öffentlich zu machen.

Rechenzentrumsbetreiber können über die Bedingungen in den Ausschreibungen und im Festlegen von Kriterien in den Beschaffungsrichtlinien direkten Einfluss auf die Relevanz von Arbeitsbedingungen von Hardwareherstellern nehmen. Diese Einflussnahme wird in einem binären Indikator abgebildet:

Sozialstandards in der Beschaffung gelten als erfüllt, wenn:

  • Die Zertifizierung nach SA8000 in Ausschreibungen als Kriterium berücksichtigt wird
  • Die Zertifizierung nach SA8000 als Kriterium im Einkauf berücksichtigt wird
  • Andere Nachweise von Sozialmaßnahmen in Ausschreibungen als Kriterium berücksichtigt werden
  • Andere Nachweise von Sozialmaßnahmen als Kriterium im Einkauf berücksichtigt werden