(USA) - Green IT - Exportinitiative Energieeffizienz
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(USA) - Green IT - Exportinitiative Energieeffizienz
ENERGIEEFFIZIENZ IN RECHENZENTREN IN DEN USA - GREEN IT Zielmarktanalyse 2015 mit Profilen der Marktakteure www.efficiency-from-germany.info ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Impressum Herausgeber German American Chamber of Commerce® – Office for the Western United States AHK USA – San Francisco One Embarcadero Center, Suite 1060 San Francisco, CA 94111 Telefon: +1 (415) 248-1240 Fax: +1 (415) 627-9169 E-Mail: [email protected] Internetadresse: www.gaccwest.com Stand Juli 2015 Bildnachweis AHK USA – San Francisco Kontaktpersonen Mirko Wutzler Director Business Development [email protected] Urheberrecht: Das gesamte Werk ist urheberrechtlich geschützt. Bei der Erstellung war die Deutsch-Amerikanische Handelskammer in San Francisco (AHK USA – San Francisco) stets bestrebt, die Urheberrechte anderer zu beachten und auf selbst erstellte sowie lizenzfreie Werke zurückzugreifen. 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Der Herausgeber übernimmt keine Gewähr für die Aktualität, Richtigkeit, Vollständigkeit oder Qualität der bereitgestellten Informationen. Für Schäden materieller oder immaterieller Art, die durch die Nutzung oder Nichtnutzung der dargebotenen Informationen unmittelbar oder mittelbar verursacht werden, haftet der Herausgeber nicht, sofern ihm nicht nachweislich vorsätzliches oder grob fahrlässiges Verschulden zur Last gelegt werden kann. -1- ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis ............................................................................................................ - 2 I. Tabellenverzeichnis ....................................................................................................... - 4 II. Abbildungsverzeichnis ................................................................................................. - 5 III. Abkürzungsverzeichnis ............................................................................................... - 6 IV. Währungsumrechnung ............................................................................................... - 8 V. Energie- Flächen- und Mengeneinheiten ...................................................................... - 8 1. Zusammenfassung / Executive Summary ................................................................... - 9 - 2. Länderprofil und Zielmarkt ...................................................................................... - 11 2.1. Politischer Hintergrund ................................................................................................................... - 11 - 2.2. Wirtschaft, Struktur und Entwicklung ............................................................................................- 12 - 2.2.1. Aktuelle wirtschaftliche Lage ................................................................................................... - 13 2.2.2. Außenhandel ............................................................................................................................. - 13 2.2.3. Wirtschaftliche Beziehungen zu Deutschland ......................................................................... - 13 2.2.4. Wirtschaftsförderung ................................................................................................................ - 14 2.3. 3. Markteintrittsbedingungen für deutsche Unternehmen ................................................................- 14 - Energiemarkt in den USA ......................................................................................... - 16 3.1. Entwicklungen auf dem Energiemarkt und Rahmenbedingungen ...............................................- 16 - 3.2. Energiepreise ....................................................................................................................................- 19 - 3.2.1. Strompreise ............................................................................................................................... - 19 3.2.2. Gaspreise ...................................................................................................................................- 20 3.2.3. Treibstoffpreise ......................................................................................................................... - 21 3.3. 4. Gesetzliche Rahmenbedingungen und Fördermechanismen ....................................................... - 22 - Energieeffiziente Rechenzentren in den USA ........................................................... - 26 4.1. Allgemeiner Überblick – Der US-Rechenzentrumsmarkt ............................................................ - 26 - 4.2. Energieverbrauch von Rechenzentren ........................................................................................... - 29 - 4.3. Standards, Normen und Zertifizierungen ....................................................................................... - 31 - 4.3.1. Normen, Standards und Richtlinien ........................................................................................ - 31 4.3.2. Zertifizierungen ......................................................................................................................... - 34 4.4. Ansatzpunkte zur Steigerung der Energieeffizienz von Rechenzentren ...................................... - 39 - 4.4.1. Applikationen und Daten ......................................................................................................... - 39 4.4.2. Virtualisierung ..........................................................................................................................- 40 4.4.3. IT Hardware .............................................................................................................................. - 41 4.4.4. Unterbrechungsfreie Stromversorgung ................................................................................... - 42 4.4.5. Klimatisierung ........................................................................................................................... - 43 4.4.6. Gebäudeplanung und Wärmenutzung ..................................................................................... - 44 4.4.7. Stromeinkauf ............................................................................................................................. - 45 4.5. Energieeffizienz-Kennzahlen von Rechenzentren ......................................................................... - 45 - -2- ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 4.6. 2015 Förderprogramme und Initiativen ................................................................................................. - 49 - 4.6.1. Forschungsprogramme auf Bundesebene ............................................................................... - 49 4.6.2. Forschung und Entwicklung.................................................................................................... - 51 4.6.3. Finanzielle Anreizprogramme .................................................................................................. - 52 - 5. 4.7. Best-Practice-Beispiele im Bundesgebiet ....................................................................................... - 53 - 4.8. Trends und Effizienzpotentiale ................................................................................................... - 56 - Staatenprofil Kalifornien ......................................................................................... - 59 5.1. Energieerzeugung und Verbrauch .................................................................................................. - 60 - 5.2. Energiepreise ................................................................................................................................... - 63 - 5.2.1. Strompreise ............................................................................................................................... - 63 - 5.2.2. Gaspreise ................................................................................................................................... - 64 5.2.3. Treibstoffpreise ......................................................................................................................... - 64 5.3. Gesetzliche und administrative Rahmenbedingungen .................................................................. - 65 - 5.4. Energieeffizienz in Kalifornien ....................................................................................................... - 67 - 5.4.1. Die San Francisco Bay Area – Vorreiter bei Energieeffizienz und attraktiver Rechenzentrumsmarkt .......................................................................................................................... - 70 - 6. 5.5. Energieeffiziente Rechenzentren in Kalifornien – Best-Practice-Beispiele ................................. - 73 - 5.6. Forschungsprogramme in Kalifornien ........................................................................................... - 75 - 5.7. Förderprogramme für Energieeffizienz in Kalifornien ................................................................. - 76 - Schlussbetrachtung ..................................................................................................- 79 6.1. 7. Handlungsempfehlungen & Fazit für deutsche Unternehmen für einen Markteinstieg ............. - 79 - Profile Marktakteure ................................................................................................ - 81 7.1. Forschungseinrichtungen ............................................................................................................... - 81 - 7.1.1. USA ............................................................................................................................................ - 81 - 7.1.2. Westküste .................................................................................................................................. - 82 - 7.2. Behörden und Verbände ................................................................................................................. - 84 - 7.2.1. USA ............................................................................................................................................ - 84 - 7.2.2. Kalifornien ................................................................................................................................. - 92 - 8. 7.3. Relevante Unternehmen ................................................................................................................. - 93 - 7.4. Fachmessen und Veranstaltungen ................................................................................................. - 97 - Quellenverzeichnis .................................................................................................. - 99 - -3- ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 I. Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Primärenergie-Verbrauch pro Kopf im Vergleich (in Mio. BTU pro Kopf), 2007 – 2011...........- 16 Tabelle 2: Überblick und Aussicht des US-Energiemarkts, 2011 – 2015 (Prognose) .................................. - 17 Tabelle 3: Durchschnittliche Strompreise nach Sektoren in den USA (US-Cent/kWh), 2009 – 2014 ......- 19 Tabelle 4: Durchschnittliche Gaspreise nach Sektoren in den USA .............................................................- 21 Tabelle 5: Geschätzter Stromverbrauch von US-Rechenzentren und anfallende Stromkosten, 2013 – 2020 (Prognose) ....................................................................................................................................................... - 30 Tabelle 6: Differenzierung der Rechenzentrumsklassen nach ASHREA, 2011 ........................................... - 32 Tabelle 7: LEED-Platinum-zertifizierte US-Rechenzentren, 2015 .............................................................. - 34 Tabelle 8: Nach ENERGY STAR zertifizierte Rechenzentren im Westen der USA, 2015 .......................... - 35 Tabelle 9: Tier-zertifizierte Rechenzentren im Westen der USA, 2015 ....................................................... - 38 Tabelle 10: PUE-Kategorien ........................................................................................................................... - 47 Tabelle 11: Gewichtungsfaktoren nach Energiequellen ................................................................................ - 47 Tabelle 12: BIP, Wirtschaftswachstum und Arbeitslosigkeit in Kalifornien, 2006 – 2014 ........................ - 60 Tabelle 13: Ranking der kohlenstoffärmsten Wirtschaften, 2014................................................................ - 63 Tabelle 14: Durchschnittlicher Strompreis in Kalifornien (in US-Cent/kWh), 2002 – 2014 .................... - 63 Tabelle 15: Durchschnittliche Gaspreise nach Sektoren in Kalifornien (in USD per 1.000 ft³), 2009 – 2014 .64 Tabelle 16: RPS-berechtigte eingereichte und/oder bewilligte Stromabnahmeverträge, 2014 ................. - 66 Tabelle 17: Die fünf größten Rechenzentrumbetreiber im Silicon Valley, 2012.......................................... - 73 Tabelle 18: Förderprogramme für Energieeffizienz in Kalifornien, 2015.....................................................- 77 Tabelle 19: SWOT-Analyse USA .................................................................................................................... - 80 - -4- ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 II. Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Wirtschaftsdaten USA, 2014 .....................................................................................................- 12 Abbildung 2: Anteile Energieträger an der Stromproduktion in den USA, 2003 – 2013 .......................... - 18 Abbildung 4: Stromerzeugung nach Energiequelle (in Billionen kWh pro Jahr), 1990 – 2040 ................ - 18 Abbildung 5: Entwicklung der US-Gaspreise, 1997 – 2015 (Prognose)*..................................................... - 20 Abbildung 6: Entwicklung des durchschnittlichen Benzin- und Dieselpreises in den USA, 1992-2013 ... - 22 Abbildung 7: Übersicht Renewable Portfolio Standards in den USA, Juni 2015 ........................................ - 24 Abbildung 8: Net-Metering-Regelungen in den USA, März 2015 ............................................................... - 25 Abbildung 9: US-Beschäftigungszahlen im Datenverarbeitungs- und Hosting-Sektor, 2005 – 2019 (Prognose) ....................................................................................................................................................... - 26 Abbildung 10: Die wichtigsten US-Rechenzentrumsmärkte nach Regionen, 2014 .................................... - 27 Abbildung 11: Colocation-Flächen nach Regionen (in %), 2014 .................................................................. - 28 Abbildung 12: Der US-Markt für Rechenzentrumsbau (in Mrd. USD), 2000 – 2020 (Prognose) ............ - 28 Abbildung 13: Zunehmender Strombedarf von Rechenzentren in den USA (in Mrd. kWh), 2001 - 2013 - 29 Abbildung 14: Geschätzter Stromverbrauch von US-Rechenzentren nach Marktsegment, 2011 .............. - 30 Abbildung 15: Anteile von IT-Hardware und Betriebstechnik am Stromverbrauch im Rechenzentrum ... - 31 Abbildung 16: Das ASHREA-Klimamodell für IT-Equipment, 2011 ........................................................... - 32 Abbildung 17: Zulässige Temperatur- und Feuchtebereiche in Rechenzentren nach ASHRAE, 2011 ...... - 32 Abbildung 18: Tier-Zertifizierung von Rechenzentren nach Verfügbarkeitsklassen .................................. - 37 Abbildung 19: Die 80-Plus-Zertifizierung ..................................................................................................... - 39 Abbildung 20: Energieeinsparung durch Virtualisierung .............................................................................- 41 Abbildung 21: Verteilung des Energieverbrauchs einzelner Serverkomponenten ..................................... - 42 Abbildung 22: Energieeinsparpotential der direkten und indirekten Verdunstungskühlung in den USA, 2014 ................................................................................................................................................................. - 44 Abbildung 23: Die Kennzahlensystem des Green Grid Konsortiums .......................................................... - 48 Abbildung 24: Anreizprogramme für Rechenzentren von Energieversorgern, 2014 ................................. - 53 Abbildung 25: PUE-Werte von Google Rechenzentren ................................................................................ - 54 Abbildung 26: Potential zur Steigerung der Energieeffizienz in Rechenzentren ........................................ - 56 Abbildung 27: Voraussichtlicher Wert des US-Markts für energieeffiziente Rechenzentren (in Mrd. USD), 2010 – 2015 (Prognose) ................................................................................................................................. - 58 Abbildung 28: Geographische Lage und Kurzübersicht Kalifornien ........................................................... - 59 Abbildung 29: Energieverbrauch in Kalifornien nach Energiequellen (in Billionen BTU), 2013 ...............- 61 Abbildung 30: Energieverbrauch in Kalifornien nach Sektoren (in %), 2013 .............................................- 61 Abbildung 31: CO2-Emissionen in Kalifornien nach Sektoren, 2012 .......................................................... - 62 Abbildung 32: Benzinverbrauch nach US-Bundesstaaten, 2013 ................................................................. - 64 Abbildung 33: Entwicklung des durchschnittlichen Benzinpreises in Kalifornien, 2001 – 2014 .............. - 65 Abbildung 34: Entwicklung des durchschnittlichen Dieselpreises in Kalifornien, 1995 – 2014 ............... - 65 Abbildung 35: Installierte RPS-Leistung in Kalifornien, 2003 – 2015 (Prognose) .................................... - 66 Abbildung 36: Ranking der US-Bundesstaaten des ACEEE, 2014 .............................................................. - 68 Abbildung 37: Vorgegebener Zeitrahmen zur Umsetzung der Assembly Bill 32 ........................................ - 69 Abbildung 38: Übersicht der bisherigen Erfolge im Rahmen der Assembly Bill 2021 ............................... - 69 Abbildung 39: Ranking von US-Großstädten des ACEEE, 2015 .................................................................. - 71 Abbildung 40: Punktevergabe im Rahmen der Rankings von US-Großstädten des ACEEE, 2015 ............ - 71 Abbildung 41: Nachfrage nach Rechenzentrumsfläche in Silicon Valley, 2014 .......................................... - 72 Abbildung 42: US-Bundesstaaten mit steuerlichen Anreizen für Rechenzentrumsbetreiber, 2013 ..........- 77 - -5- ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT III. Abkürzungsverzeichnis ACEEE ACGTA AEA AEE AEO ANSI ARB ARRA ASE ASHRAE BEA BECP BICEP BIP BMWi Bn BSCE BTP BTU CADE CCI CCSE CEC CEE CIEE CMUA CoS CPUC CRAC CRP DC DCiE DCMM DCP DEA DOE EIA EPA EPAG EPIC ETDG ETO FDI FEMP FERC GPRU GTAI American Council for an Energy-Efficient Economy Association of Certified Green Technology Auditors American Engineering Association Association of Energy Engineers Annual Energy Outlook American National Standards Institute Air Resources Board American Recovery and Reinvestment Act Alliance to Save Energy American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers US Bureau of Economic Analysis Buildings Energy Codes Program Business for Innovative Climate and Energy Policy Bruttoinlandsprodukt Bundeswirtschaftsministerium für Wirtschaft und Energie Billion Business Council for Sustainable Energy Building Technologies Program British Thermal Unit Corporate Average Data Center Efficiency Clinton Foundation’s Climate Initiative Center for Sustainable Energy California California Energy Commission Consortium for Energy Efficiency California Institute for Energy and Environment California Municipal Utilities Association Cost of Services California Public Utilities Commission Computer Room Air Conditioners Competitive Renewable Power District of Columbia Data Center Infrastructure Efficiency Data Center Maturity Model Data Center Pulse US Drug Enforcement Agency US Department of Energy US Energy Information Administration US Environmental Protection Agency Environmentally-Preferred Advanced Generation Electric Program Investment Charge Emerging Technology Demonstration Grant Energy Trust of Oregon Foreign Direct Investment Federal Energy Management Program Federal Energy Regulatory Commission Green Pricing Programs of Regulated Utilities Germany Trade and Invest -6- 2015 ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT GW IEA IEEE IESNA ILM ISO ITC ITI ITIC IZE kWh LADWP LBNL LEED MGHPCC Mio Mrd MW MWh NASA NASEO NCPA NIST NRDC NSA ORNL PG&E PIER PTC PUE PVM REC REEEP RFS RGIT RPS SCE SCPPA SDG&E SMUD SNIA SPEED SSA TTIP USBCSD USGBC USV VA VM WGA Gigawatt International Energy Agency Institute of Electrical and Electronics Engineers Illuminating Engineering Society of North America Information Lifecycle Management International Organization for Standardization Investment Tax Credit Information Technology Industry Council Information Technology Industry Council Innovationszentrum für Energie Kilowattstunde Los Angeles Department of Water & Power Lawrence Berkeley National Laboratory Leadership in Energy and Environmental Design Massachusetts Green High Performance Computing Center Millionen Milliarden Megawatt Megawattstunde US National Aeronautics and Space Administration National Association of State Energy Officials Northern California Power Agency National Institute for Standards and Technology Natural Resources Defense Council National Security Agency Oak Ridge National Laboratory Pacific Gas & Electric Company Public Interest Energy Research Production Tax Credit Power Usage Effectiveness Paravirtuelle Maschinen Renewable Energy Credit Renewable Energy and Energy Efficiency Partnership Renewable Fuel Standard Representative of German Industry and Trade Renewable Portfolio Standard Southern California Edison Southern California Public Power Authority San Diego Gas & Electric Company Sacramento Municipal Utility District Storage Networking Industry Association State Partnership for Energy Efficiency Demonstrations US Social Security Administration Transatlantic Trade and Investment Partnership US Business Council for Sustainable Development US Green Building Council Unterbrechungsfreie Stromversorgung US Department Of Veterans Affairs Virtuelle Maschinen Western Governors’ Association -7- 2015 ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 IV. Währungsumrechnung Alle Angaben sind in US-Dollar (USD) bzw. in US-Cent (Cent) angegeben. 1 USD = 0,90 EUR (Stand: 28.07.2015) 1 1 EUR = 1,10 USD (Stand: 28.07.2015) 2 V. Energie- Flächen- und Mengeneinheiten Stromeinheiten sind in Kilowattstunden (kWh) bzw. Megawattstunden (MWh) angegeben. Die elektrische Leistung von Anlagen ist in Watt, Kilowatt (kW), Megawatt (MW) und Gigawatt (GW) angegeben. 1.000 Watt = 1 kW, 1.000 kW = 1 MW, 1.000 MW = 1 GW Flüssigkeitsmengen z.B. von Transportkraftstoffen werden in den USA gewöhnlich in gal (Gallonen) angegeben. 1 US gal. entspricht hierbei 3,785 l (1 l = 0,264 gal) Gasmengen werden in tausend Kubikfuß (1.000 ft3) bzw. in Millionen (Mio.) British Thermal Unit (MMBTU) angegeben. 1.000 ft3 Erdgas entsprechen hierbei etwa 1 MMBTU (je nach dem Energiegehalt des Erdgases). 1.000 ft³ = 28 m³ ≈ 1 MMBTU 1.000 m³ = 35.310 ft³ ≈ 35,8 MMBTU 1 ft2 = 0.092903 m2 1 2 Vgl. OANDA (2015): Currency Converter, abgerufen am 28.07.2015 Vgl. OANDA (2015): Currency Converter, abgerufen am 28.07.2015 -8- ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 1. Zusammenfassung / Executive Summary Die im Rahmen der Exportinitiative Energieeffizienz des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) erstellte Zielmarktanalyse Energieeffizienz in Rechenzentren betrachtet die Rahmenbedingungen auf Bundesebene und bietet eine Markteinschätzung für deutsche Unternehmen, die einen Markteintritt in den US-Bundesstaat Kalifornien planen. Zu Beginn der Zielmarktanalyse wird im Rahmen eines Länderprofils (Kapitel 2) ein Einblick in das politische System, die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen, sowie die transatlantischen Beziehungen zu Deutschland gegeben. Im darauffolgenden Kapitel (Kapitel 3) wird der US-Energiemarkt, die rechtlichen Rahmen- und Förderbedingungen für erneuerbare Energien und Energieeffizienz in den USA sowie neue Entwicklungen auf dem US-Energiemarkt dargestellt. Anschließend werden im Rahmen eines Kapitels zu energieeffizienten Rechenzentren in den USA (Kapitel 4) der Energieverbrauch von US-Rechenzentren, wichtige Standards, Normen, Zertifizierungen, Förderprogramme auf Bundesebene sowie Ansatzpunkte zur Steigerung der Energieeffizienz von Rechenzentren betrachtet. Zudem werden relevante EnergieeffizienzKennzahlensysteme aufgezeigt, Best-Practice-Beispiele im Bundesgebiet vorgestellt sowie Trends und Effizienzpotentiale im US-Rechenzentrenmarkt analysiert. In dem Staatenprofil zu Kalifornien (Kapitel 5) werden der lokale Energiemarkt, die Marktentwicklung, wichtige Energieeffizienzmaßnahmen, Best-Practice-Beispiele sowie bedeutsame Forschungs- und Förderprogramme näher erläutert. Abschließend werden die Marktchancen für deutsche Firmen im Bereich Energieeffizienz in Rechenzentren analysiert sowie grundsätzliche Handlungsempfehlung für den möglichen US-Markteintritt gegeben (Kapitel 6). Abgerundet wird die Zielmarktanalyse mit Profilen zu wichtigen Marktakteuren (Forschungseinrichtungen, Verbände, Firmen) auf Bundesebene und in Kalifornien sowie mit Informationen zu relevanten Fachmessen und Veranstaltungen rund um das Thema Green IT (Kapitel 7). -------------------Die zunehmende globale Digitalisierung führt zu einem kontinuierlich ansteigenden Bedarf an Rechenleistung. Der weltweite Datenverkehr soll sich im Zeitraum von 2013 bis 2018 verdreifachen, von 3,1 auf 8,6 Zettabyte pro Jahr.3 Um diese Flut an digitaler Aktivität zu bewältigen existieren allein in den USA mittlerweile etwa drei Mio. Rechenzentren.4 Der US-Rechenzentrumsmarkt zählt zu einem der führenden Märkte der Welt: im Zeitraum von 2014 bis 2016 soll der Markt um 32% auf insgesamt 14,8 Mrd. USD wachsen.5 Künftig soll vor allem Colocation, das Auslagern der Unternehmens-IT in ein externes Rechenzentrum, zunehmend an Bedeutung gewinnen. Bis 2017 wird mit einem Umsatzvolumen von 36,1 Mrd. USD in diesem Bereich gerechnet. Ende 2014 befanden sich rund 43% der weltweiten ColocationFlächen in Nordamerika. Gleichzeitig soll auch der Markt für Rechenzentrumsbau in den USA künftig kräftig wachsen, auf etwa 18 Mrd. USD in 2020.6 Das kräftige Wachstum des US-Rechenzentrummarktes hat jedoch auch eine Kehrseite: so sind Rechenzentren große Energieverbraucher. Im Jahr 2013 verbrauchten Rechenzentren in den USA geschätzte 100 Mrd. kWh Strom, dieser Anteil soll bis 2020 sogar auf rund 140 Mrd. kWh ansteigen. 7 Bereits in 2011 entsprach der Verbrauch von US-Rechenzentren laut der US Environmental Protection Agency (EPA) etwa 2% des gesamten US-Stromverbrauchs.8 Vgl. Cisco (2014): Global Cloud Index, abgerufen am 29.07.2015 Vgl. Mashable (2014): There Are Now 3 Million Data Centers in the US, and Climbing, abgerufen am 25.06.2015 5 Vgl. JLL Research (2015): 2014 Data Center Market Outlook, abgerufen am 29.07.2015 6 Vgl. Microsoft (2011): Projecting Annual New Datacenter Construction Market Size, abgerufen am 29.07.2015 7 Vgl. Computerworld (2013): Data centers are the new polluters, abgerufen am 18.06.2015 8 Vgl. The New York Times (2011): Data Centers’ Power Use Less Than Was Expected, abgerufen am 25.06.2015 3 4 -9- ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Vor diesem Hintergrund gewinnt das Thema Energieeffizienz in Rechenzentren in den USA zunehmend an Aufmerksamkeit. In den USA besteht demnach großes Interesse an Energie- und Energieeffizienzcodes, da diese als eine der Grundvoraussetzungen für die Durchsetzung von Energieeffizienzmaßnahmen angesehen werden. Eine federführende Rolle spielt hier sowohl das US-Energieministerium (US Department of Energy, DOE) sowie die American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE), die Richtlinien für Rechenzentren entwickelt. Zu den wichtigsten Zertifizierungssystemen für Energieeffizienz in den USA gehören die LEED-Zertifizierung des US Green Building Council (USGBC), die ENERGY STAR-Zertifizierung der US Environmental Protection Agency (EPA) und die 80-PlusZertifizierung. Auch bietet die US-Regierung diverse Förderprogramme und Initiativen, wie beispielsweise die Better Buildings Data Center Accelerator Initiative und das National Data Center Energy Efficiency Information Program an, die den Einsatz energieeffizienter Maßnahmen unterstützen soll. In den letzten Jahren hat auch die Messung der vorhandenen Effizienz von Rechenzentren in den USA zunehmend an Bedeutung gewonnen. Unter anderem setzt sich hier das Industriekonsortium The Green Grid mit dem Thema auseinander, wie die Effizienz von Rechenzentren gemessen werden kann. The Green Grid wurde vor allem mit der Erarbeitung der Power Usage Effectiveness (PUE) und der Data Center Infrastructure Efficiency (DCiE) bekannt, welche heute als wichtigste Messgrößen zur Ermittlung der Energieeffizienz in Rechenzentren gelten. Der Bundesstaat Kalifornien hat mit über 800 Rechenzentren die meisten Rechenzentren in einem Bundesstaat.9 Neben der hohen Dichte an Rechenzentren hat der Bundesstaat auch einer der höchsten Strompreise im Land.10 Dementsprechend groß ist hier der Bedarf an energieeffizienten Rechenzentrumstechnologien und –lösungen. Vor allem die San Francisco Bay Area bietet mit einer breiten liberalen, weltoffenen und innovativen Bevölkerungsschicht ideale Voraussetzungen für die Einführung energieeffizienter Maßnahmen. In der San Francisco Bay Area sind führende Forschungsuniversitäten wie die Stanford University sowie die regionalen Campus der University of California - darunter UC Berkeley und der California State University angesiedelt. So forscht beispielsweise das Lawrence Berkeley National Laboratory der UC Berkeley (Berkeley Lab) seit über 10 Jahren an der Entwicklung energieeffizienter Rechenzentren.11 Zu den fünf größten Betreibern von Rechenzentren in den USA zählten im Jahr 2012 Digital Reality, CoreSite, Savvis, Equinix, Inc. und Hurricane Electric, wovon drei ihren Standort in der San Francisco Bay Area haben. Laut dem DOE können mit innovativen Energieeffizienzlösungen in Rechenzentren mittlerweile Energieeinsparpotentiale von bis zu 80% erreicht werden.12 Wenn lediglich die Hälfte der möglichen Einsparungspotentiale in den USA realisiert würden, könnte der Stromverbrauch der Rechenzentren bereits um 40% gesenkt werden, was in einer Einsparung von 3,8 Mrd. USD resultieren würde. 13Der Fokus von Energiesparmaßnahmen liegt dabei vor allem auf effizienten Lösungen für die Stromversorgung und Kühlung, sowie auf Maßnahmen zur Erhöhung der IT-Hardware-Effizienz. Schätzungen zufolge soll der Wert des US-Markts für Green IT im Zeitraum von 2010 bis 2015 auf 13,81 Mrd. USD anwachsen, was einer jährlichen Wachstumsrate von 29% entspricht.14 Für deutsche Unternehmen mit langjähriger Erfahrung bei der Entwicklung von Energieeffizienzlösungen und die innovative Green IT-Produkte und Dienstleistungen für Rechenzentren anbieten, stellen die USA und besonders Kalifornien somit einen sehr interessanten Absatzmarkt dar. Vgl. Wall Street Journal (2015): Data Centers and hidden Water use, abgerufen am 25.06.2015 Vgl. EIA (2015): Average Retail Price of Electricity to Ultimate Customers by End-Use Sector, abgerufen am 16.06.2015 11 Vgl. Berkeley Lab (2015): Berkeley Lab Data Center Energy Efficiency Research, abgerufen am 25.06.2015 12 Vgl. NREL (2015):Data Center IT Efficiency Measures, abgerufen am 13.07.2015 13 Vgl. NRDC (2014): America’s Data Centers Are Wasting Huge Amounts of Energy, abgerufen am 25.06.2015 14 Vgl. Fast Company (2010): Green Data Center Market To More than Triple Over Next Five Years, abgerufen am 13.07.2015 9 10 - 10 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 2. Länderprofil und Zielmarkt Die USA sind ein großes, rohstoffreiches Land, dessen Territorium sehr gut erschlossen ist. Mit ca. 9,06 Mio. km2 haben sie etwa die 25-fache Größe Deutschlands. Damit sind die USA das flächenmäßig drittgrößte Land der Welt nach Kanada und Russland. Trotz einer Einwohnerzahl von mehr als 310 Millionen ist die Bevölkerungsdichte aufgrund der Größe des Landes mit 33 Einwohnern pro km² relativ gering. Deutschland hat im Vergleich dazu eine Bevölkerungsdichte von 229 Einwohnern pro km2.15 Hauptstadt der USA ist Washington, D.C. an der Ostküste. Obwohl es keine festgelegte Amtssprache in den USA gibt, werden alle amtlichen Schriftstücke und Gesetzestexte auf Englisch verfasst. Durch die verstärkte Immigration lateinamerikanischer Bevölkerungsgruppen in den vergangenen Jahren bilden diese Gruppen nun rund 17,1% der Gesamteinwohnerzahl.16 Infolgedessen steigt die Verbreitung der spanischen Sprache sowohl in der Gesellschaft allgemein als auch in der Wirtschaft. Zum Beispiel sind sowohl Produktetiketten als auch Gebrauchsanleitungen oft zweisprachig – in Englisch und Spanisch. Auch Kundendienste von verschiedenen Firmen werden verstärkt in beiden Sprachen angeboten 17 und manche Werbeplakate sind auf die Spanisch sprechende Bevölkerung abgestimmt. 2.1. Politischer Hintergrund Die USA können sich auf eine 200-jährige demokratische Tradition mit politischer und gesellschaftlicher Stabilität berufen. Das Land hat ein präsidiales, föderales Regierungssystem mit zwei starken politischen Parteien - die Demokraten und die Republikaner. Die Regierung beruht auf drei unabhängigen Säulen, die gegenseitige Kontrolle aufeinander ausüben. An der Spitze der Exekutive steht ein gewählter Präsident, dessen Amtszeit vier Jahre beträgt. Die Legislative, auch Kongress genannt, besteht aus zwei Kammern (dem Senat und dem Repräsentantenhaus), die sich aus den gewählten Repräsentanten der 50 Bundesstaaten zusammensetzen. Die Legislative hat nicht nur die Entscheidungsgewalt über die Gesetze, sondern auch über das Budget. Die Judikative ist föderal aufgebaut und der oberste Gerichtshof steht an ihrer Spitze.18 Das politische System der USA unterscheidet sich dabei von denen vieler europäischer Länder. Obwohl die zentrale Regierung der USA besonders in den außenpolitischen Bereichen oder der nationalen Verteidigung uneingeschränkte Befugnisse genießt, muss sie ihre Macht in anderen Bereichen mit den einzelnen Bundesstaaten teilen. Darunter fallen vor allem die Themen Besteuerung, Gesetzesvorschriften und Subventionen, die dadurch in jedem Staat, oder sogar Landkreis, unterschiedlich sein können. Darüber hinaus sind die Repräsentanten im Kongress ihren jeweiligen Bundesstaaten bzw. Wahlbezirken gegenüber verantwortlich, nicht ihrer Partei. Aus diesem Grund gibt es keine Fraktionstreue, wie es bei parlamentarischen Systemen normalerweise der Fall ist. Das in den Vereinigten Staaten bestehende Mehrheitswahlrecht begünstigt die Positionierung von nur zwei Parteien: den Demokraten und den Republikanern. Dritte Parteien haben es schwer, bei politischen Entscheidungen auf Bundesebene mitzuwirken. Während sich die Demokraten als progressiv bezeichnen und dem Staat eine größere Rolle einräumen, stehen die Republikaner verstärkt für eine freie Marktwirtschaft und konservative Werte. Die USA sind unterteilt in 50 Bundesstaaten, die wiederum in über 3.000 Landkreise (Counties) untergliedert sind. In diesen Landkreisen befinden sich Städte und Gemeinden (Municipalities, Vgl. Bundeszentrale für politische Bildung (2011): Bevölkerungsentwicklung, abgerufen am 23.07.2015 Vgl. US Census Bureau: Population (2013), abgerufen am 23.07.2015 17 Vgl. USA.gov (2014): Learn About the United States of America, abgerufen am 23.07.2015 18 Vgl. Bundeszentrale für Politische Bildung (kein Datum): Dossier USA, abgerufen am 23.07.2015 15 16 - 11 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Cities/Communities), die alle über bestimmte Steuer- und Rechtshoheiten verfügen. Städte, vor allem wenn sie größer sind, können unabhängig von Counties sein bzw. mehrere dieser umfassen. Dies spielt besonders für die Unternehmen eine Rolle, die sich nicht nur auf den reinen Export in die USA beschränken, sondern eigene Geschäftseinheiten und Produktionsstätten in den USA aufbauen. In manchen Bundesstaaten wird die Höhe der Umsatzsteuer (Sales Tax) durch die County Regierung bestimmt. Mit dem Amtseintritt von US-Präsident Barack Obama im Januar 2009 wurde ein politisches Klima des Wandels angestrebt. Er trat am 20. Januar 2009 sein Amt als 44. Präsident der USA an. Die 57. Präsidentschaftswahl in den Vereinigten Staaten fand am 6. November 2012 statt und Präsident Barack Obama wurde für eine zweite Amtsperiode als US-Präsident bestätigt. 2.2. Wirtschaft, Struktur und Entwicklung Das Wirtschafts- und Finanzsystem der USA ist durch unternehmerische Initiative und Freihandel gekennzeichnet. Die folgende Abbildung bietet eine Übersicht über die grundlegenden Daten der amerikanischen Wirtschaft. Abbildung 1: Wirtschaftsdaten USA, 2014 Bevölkerung: 321,4 Mio. Hauptstadt: Washington D.C. Korrespondenzsprachen: Englisch Spanisch BIP (nom.): 17,42 Mrd. USD BIP pro Kopf (nom.): 54.678 USD Bevölkerungszuwachs: 0,8% Arbeitslosenquote: 6,2% Staatsverschuldung: 79,7% des BIP Währungsreserven: 130,1 Mrd. USD Warenimport (fob)19: 2,408,1 Mrd. USD Davon aus Deutschland (fob): Warenexport: Davon nach Deutschland: 96,1 Mrd. USD 1,622,7 Mrd. USD 48,6 Mrd. USD Quelle: Eigene Darstellung nach CIA Factbook (2014): USA und GTAI (2014): Wirtschaftsdaten Kompakt USA, abgerufen am 23.07.2015 Nach Schätzungen von Trading Economics betrug das BIP in den USA 2014 rund 16,8 Mrd. USD.20 Die Vereinigten Staaten erwirtschaften somit ein Fünftel des jährlichen Welteinkommens und sind damit die größte Volkswirtschaft der Welt.21 Als Nation haben die USA einen ausgeprägten Dienstleistungssektor, der 79% zum BIP beiträgt. Der Industriesektor erwirtschaftet ca. 20% und die Landwirtschaft rund 1% des BIP.22 „FOB“ bedeutet „Free On Board“ (frei an Bord) und ist eine internationale Handelsklausel (Incoterm). Die Incoterms werden in verschiedenen Statistiken verwendet. In der Außenhandelsstatistik wird für die Ausfuhren immer der FOB-Wert, für Einfuhren immer der CIF-Wert angegeben. 20 Vgl. Trading Economics (2015): Home, abgerufen am 23.07.2015 21 Vgl. CIA Factbook (2013): USA, abgerufen am 23.07.2015 22 Vgl. CIA Factbook (2013): USA, abgerufen am 23.07.2015 19 - 12 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 2.2.1. Aktuelle wirtschaftliche Lage Die US-Wirtschaft befand sich zum Jahresende 2014 auf Wachstumskurs und konnte laut dem US Bureau of Economic Analysis (BEA) um 2,6% zulegen. 23 Im Jahr 2015 könnte die amerikanische Wirtschaft laut der OECD sogar um 3,5% zulegen.24 Hoffnungen auf Anhalten der positiven Konjunkturentwicklung beruhen auf einer gestiegenen Konsum- und Investitionsbereitschaft sowie einer weiterhin unterstützenden Rolle der Geldpolitik. Insbesondere das unterstützende Umfeld der Finanzmärkte und die Trendwende auf dem Immobilienmarkt helfen, die Haushaltsbilanz zu verbessern und das Konsumwachstum zu stärken. 25 Mittelfristige Besserung kann durch eine Verbesserung der Infrastruktur begünstig werden. Von zentraler Bedeutung für die weitere Entwicklung bleibt die Lage am Arbeitsmarkt. Dieser lieferte zuletzt positive Signale. Innerhalb eines Jahres ist die offizielle Arbeitslosenquote von Januar 2013 bis Januar 2014 von 6,6% auf 5,7% gesunken.26 Dennoch sind viele der zuletzt neu geschaffenen Arbeitsplätze relativ schlecht bezahlt und die Beschäftigtenzahl liegt immer noch unter dem Vorkrisenniveau von 2007. 27 2.2.2. Außenhandel In den letzten Jahrzehnten haben Exporte zu rund einem Viertel des Wirtschaftswachstums des Landes beigetragen. Neben Deutschland und China zählen die USA zu den größten Exporteuren von Waren weltweit. Dennoch lag das Importvolumen im Jahr 2013 um etwa 69% über dem Exportvolumen und hat sich damit im Vergleich zum Vorjahr (2012: 47%) verschlechtert. Damit schlossen die Vereinigten Staaten 2013 mit einem Handelsdefizit in Höhe von 701,7 Mrd. USD ab.28 Die durch die Obama-Administration initiierte National Export Initiative sieht vor, die US-Exporte bis zum Jahr 2015 zu verdoppeln. Hierbei sollen insbesondere kleine und mittelständische Betriebe unterstützt werden. 29 2.2.3. Wirtschaftliche Beziehungen zu Deutschland Deutschland und die USA sind füreinander sehr wichtige Handelspartner. Die USA sind der größte Handelspartner Deutschlands außerhalb der EU und gleichzeitig ist Deutschland der größte Handelspartner der USA innerhalb der EU. Die USA sind für Anleger eine beliebte Zielregion, da das Investitionsklima nahezu einzigartig auf der Welt ist. Laut dem Delegierten der Deutschen Wirtschaft (Representative of German Industry and Trade, RGIT) sind 3.500 deutsche Unternehmen in den USA aktiv. Sie beschäftigen dort direkt 581,300 Mitarbeiter. 30 Deutsche Firmen haben des Weiteren bis Ende 2012 etwa 209 Mrd. USD in den USA investiert. Darunter wurden rund 20 Mrd. USD im Bereich Chemie und 21 Mrd. USD im Bereich Transportequipment investiert. Deutschland ist damit viertgrößter Investor in den Vereinigten Staaten. 31 Prinzipiell sind die Bevölkerung und die Märkte offen für neue Produkte, Ideen und Investitionen. Durch das seit dem Jahr 2007 bestehende Transatlantic Economic Partnership Abkommen zum Abbau und zur Beseitigung von Handelshemmnissen zwischen den USA und der EU bieten sich hier zusätzliche Chancen. Der Warenhandel zwischen den USA und Deutschland hatte im Jahr 2013 ein Gesamtvolumen von 118,95 Mrd. USD, wobei Deutschland aus den USA Waren im Wert von 35,29 Mrd. USD und die USA Vgl. US Bureau of Economic Analysis (2015): GDP: Fourth Quarter and Annual 2014 (Advance Estimate), abgerufen am 23.07.2015 Vgl. OECD (2014): Forecast, abgerufen am 23.07.2015 25 Vgl. IMF (2014): World Economic Outlook, abgerufen am 23.07.2015 26 Vgl. US Bureau of Labor Statistics (2014): Labor Force Statistics from the Current Population Survey, abgerufen am 23.07.2015 27 Vgl. US Bureau of Labor Statistics (2014): Labor Force Statistics from the Current Population Survey, abgerufen am 23.07.2015 28 Vgl. US Census Bureau (2014): US International Trade in Goods and Services, abgerufen am 23.07.2015 29 Vgl. US Department of Commerce (2010): The Export Promotion Cabinet’s Plan for Doubling US Exports in Five Years, abgerufen am 23.07.2015 30 Vgl. RGIT (2013): USA, German-American Trade, Investment and Jobs, abgerufen am 23.07.2015 31 Vgl. US Bureau of Economic Analysis (2013): Foreign Direct Investment in the United States, abgerufen am 23.07.2015 23 24 - 13 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Waren im Wert von 83,66 Mrd. USD aus Deutschland importierte.32 Das Exportvolumen Deutschlands in die USA ist damit von 2012 bis 2013 um 2,7% gewachsen. Die zu Redaktionsschluss dieser Studie vorliegenden Zahlen für Januar bis November 2014 deuten auf ein Wachstum der Exporte in die USA von 6,6% hin.33 Maschinenbauerzeugnisse, Fahrzeuge und chemische Erzeugnisse stellen insgesamt 75% der deutschen Exporte in die USA dar.34 2.2.4. Wirtschaftsförderung In den USA gibt es keine mit Deutschland vergleichbaren Wirtschaftsförderprogramme auf Bundesebene. Stattdessen wird Wirtschaftsförderung hauptsächlich durch die einzelnen Bundesstaaten betrieben. Hierbei verwalten die Bundesstaaten individuelle Förderfonds. Bewerber können u. U. neben den Barmitteln aus den Förderfonds auch auf kommunale Mittel zurückgreifen. Auf regionaler Ebene gibt es zudem zusätzliche Förderungsprogramme in Form von Fonds, die von einem kommunalen Verbund aufgebracht werden. Zusätzliche Förderungsmaßnahmen werden u. a. durch Steuernachlässe oder sonstige Vergünstigungen, wie z. B. Ermäßigungen beim Kauf von Grundstücken ermöglicht. Sowohl die Höhe der Mittel und Vergünstigungen als auch die Regelungen zur Gewährung fallen in den verschiedenen Bundesstaaten unterschiedlich aus. Grundsätzlich werden die Entscheidungen auf Projektbasis gefällt. Bei Ausschreibungen für ein konkretes Projekt stimmen somit bundesstaatliche, regionale und kommunale Förderverbände gemeinsam über die gewährten Fördermittel ab. 2.3. Markteintrittsbedingungen für deutsche Unternehmen Die USA sind für Anleger eine beliebte Zielregion, da das Investitionsklima nahezu einzigartig auf der Welt ist. Prinzipiell sind die Bevölkerung und die Märkte offen für neue Produkte, Ideen und Investitionen. Als größter Binnenmarkt der Welt bieten die USA für deutsche Unternehmen im Bereich Nachhaltigkeit viele Chancen, aber auch Hindernisse, die beim Markteinstieg zu beachten sind. Angefangen mit der Größe des Marktes und den daraus resultierenden logistischen Anforderungen sehen sich deutsche Unternehmen mit zahlreichen Herausforderungen konfrontiert. Häufig unterscheiden sich die Bedürfnisse der Verbraucher zwischen Ländern und Kulturen, so dass Produkte oftmals angepasst werden müssen. Davon sind nicht nur Anpassungen des Produktes selbst, sondern auch die Marketingstrategie betroffen. Oftmals sind deutsche Unternehmer stärker an technischen Details interessiert und tendieren dazu, vor Entscheidungen alle Eventualitäten und Möglichkeiten zu analysieren. Amerikaner sind oft schneller in der Entscheidungsfindung und tendieren bei der Produktwahl zum Praktischen. Vereinfacht lässt sich sagen, dass für deutsche Unternehmen die Fakten zählen, für amerikanische die Präsentation im Vordergrund steht. Abgesehen von den kulturellen Unterschieden gibt es in den USA auch Unterschiede im Vertrags- und Haftungsrecht sowie bei technischen Standards. Teilweise unterscheiden sich diese Regelungen auch zwischen den einzelnen Bundesstaaten. Unternehmen, die in den USA tätig sind, sollten sich umfassend über die entsprechende Rechtslage auf regionaler und nationaler Ebene informieren, um sich gegen etwaige Regressansprüche abzusichern. Das US-Standardisierungsgesetz, welches sich von dem in Europa unterscheidet, ist gesondert zu erwähnen. Zwar verfügen viele US-Standardisierungsorganisationen über einen hohen Standard und können auch technisch mit internationalen Standards verglichen werden, jedoch werden sie weder von Vgl. US Census Bureau (2013): US International Trade in Goods and Services, abgerufen am 23.07.2015 Vgl. DIHK (2015): Statistiken zum Außenhandel, abgerufen am 23.07.2015 34 Vgl. John Hopkins University (2013): The Transatlatic Economy, abgerufen am 23.07.2015 32 33 - 14 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 allen Staaten anerkannt, noch werden alle Interessengruppen ausreichend beachtet. Oftmals reicht die Einhaltung dieser Standards allein nicht aus, obwohl das American National Standards Institute (ANSI) über 250 Standard-Entwicklungsorganisationen akkreditiert hat und selbst den Zugriff auf über 10.000 Standards ermöglicht. Exporteure müssen daher zusätzlich nationale und staatliche Gesetze und Vorschriften beachten. Das ANSI ist zwar ein Mitglied der International Organization for Standardization (ISO) und der International Electrotechnical Commission (IEC),35 diese werden aber kaum von normalen Standard-Entwicklungsorganisationen unterschieden und stehen daher mit über 800 anderen in Konkurrenz. Das führt dazu, dass es für einen deutschen Hersteller häufig schwierig ist, alle Standards zu erfüllen, wenn das Produkt in den gesamten USA angeboten werden soll. Auch bei Importen von deutschen Produkten in die USA muss darauf geachtet werden, dass die USA in manchen Bereichen immer noch über Handelshemmnisse verfügen, sogenannte local content requirements (Buy America). Zum Beispiel muss bei öffentlichen Projekten der Stahl aus den USA stammen, auch wenn Ausnahmen möglich sind. Durch das internationale Abkommen „The Plurilateral Agreement on Government Procurement” sind Deutschland und andere EU-Staaten von der „Buy-American-Klausel“ unter bestimmten Gegebenheiten ausgenommen.36 Eine weitere Marktbarriere stellen die Zölle auf ausländische Produkte dar. Diese sind sehr produkt- und teilespezifisch und können daher variieren.37 Unternehmen sollten also genau abwägen, welche Produkte sie in die USA exportieren und welche sie lieber vor Ort herstellen. Im Vergleich zu anderen Ländern sind die rechtlichen Markteintrittsbarrieren für ausländische Firmen verhältnismäßig gering. Nur in einigen Industrien sind ausländische Direktinvestitionen (Foreign Direct Investments, FDIs) aus Staatssicherheitsgründen explizit verboten oder in Einzelfällen beschränkt (z. B. militärisches Beschaffungswesen oder Bergbau). Eine Niederlassung in den USA eröffnet durch Freihandelsabkommen zwischen den USA und 20 anderen Staaten Zugang zu diversen anderen Märkten rund um die Welt: Australien, Bahrain, Kanada, Chile, Kolumbien, Costa Rica, Dominikanische Republik, El Salvador, Guatemala, Honduras, Israel, Jordanien, Korea, Mexiko, Marokko, Nicaragua, Oman, Panama, Peru und Singapur. 38 Investitionen in die USA werden außerdem durch eine großzügig ausgebaute Infrastruktur begünstigt: Die USA haben eines der umfassendsten Infrastrukturnetzwerke der Welt (Rang 23 weltweit). 39 Ein weitläufiges Straßennetz von 6.586.610 km sowie eine Reihe von Seehäfen in Boston, Chicago, New York, Houston, Los Angeles und Seattle erleichtern den Warenaustausch. Das Schienennetz ist mit 224.792 km eines der längsten der Welt und wird hauptsächlich zum Güterverkehr von verschiedenen privaten Gesellschaften befahren.40 Vgl. American National Standards Institute (ANSI) (kein Datum): Company Overview, abgerufen am 23.07.2015 Vgl. World Trade Organization (2014): Parties and Observers to the GPA, abgerufen am 23.07.2015 37 Vgl. US International Trade Commission (2014): Harmonized Tariff Schedule (2014)abgerufen am 23.07.2015 38 Vgl. Office of the United States Trade Representative (kein Datum): Trade Agreements, abgerufen am 23.07.2015 39 Vgl. World Economic Forum (2014): The Global Competitiveness Report, abgerufen am 23.07.2015 40 Vgl. CIA World Factbook (2014): USA, abgerufen am 23.07.2015 35 36 - 15 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 3. Energiemarkt in den USA 3.1. Entwicklungen auf dem Energiemarkt und Rahmenbedingungen Der Energieverbrauch der USA beträgt knapp ein Viertel des weltweiten Primärenergiekonsums. 41 Besonders durch den hohen Energieverbrauch gelten sie nach China als der größte CO 2-Emittent der Welt. Problematisch sind die relativ günstigen Preise für fossile Brennstoffe, die den Einsatz von erneuerbaren Energien sowie viele Effizienzmaßnahmen aufgrund längerer Amortisationsphasen weniger attraktiv als beispielsweise in Deutschland machen. Die nachfolgende Tabelle zeigt den Primärenergie-Pro-Kopf-Verbrauch der letzten Jahre im Vergleich zwischen Europa, den USA und Deutschland. Vor allem beim Pro-Kopf-Verbrauch wird der massive Unterschied zwischen den USA und Europa deutlich. Der Pro-Kopf-Verbrauch in den USA ist fast doppelt so hoch wie in Deutschland. Ursachen dafür sind unter anderem die intensivere Nutzung von Klimaanlagen und elektrischen Heizungen aufgrund schlechter Gebäudeisolierung in den USA, der höhere Motorisierungsgrad und die höhere Anzahl der durchschnittlich mit dem PKW zurückgelegten Personenkilometer sowie die vermehrte Nutzung des PKWs anstelle von öffentlichen Verkehrsmitteln. Tabelle 1: Primärenergie-Verbrauch pro Kopf im Vergleich (in Mio. BTU pro Kopf), 2007 – 2011 2007 2008 2009 2010 2011 USA 336.344 326.518 308.360 316.867 312.786 Europa 142.294 142.053 133.719 138.455 134.660 Deutschland 168.130 172.154 161.943 171.812 165.087 Quelle: Vgl. US Energy Information Administration (2014): International Energy Statistics, abgerufen am 23.07.2015 Der US-Energiemarkt ist nach wie vor stark von Importen geprägt, wobei die Abhängigkeit von Ölimporten durch die heimische Schieferöl- und Schiefergasrevolution in den letzten zwei bis drei Jahren abgenommen hat. 2013 förderten die USA zum ersten Mal das meiste Öl weltweit (12.342,5 Tsd. Barrels pro Tag) und überholten damit Saudi-Arabien (11.600,4 Tsd. Barrels pro Tag).42 Zu den wichtigsten Erdölimportländern gehören Kanada, Mexiko und Saudi-Arabien. 2013 wurde der Elektrizitätsbedarf hauptsächlich durch Kohle (39%) gedeckt, gefolgt von Erdgas (27%) und Atomenergie (19%). Über die Hälfte der erneuerbaren Energien (Gesamt: 13%) wurde noch durch Wasserkraft erzeugt (52%). Laut Prognosen wird der der Anteil aus anderen Quellen wie Windenergie (32%), Biomasse aus Holz (8%) und Abfällen (4%), Geothermie (3%) und Solarenergie (2%) allerdings schneller anwachsen.43 Obwohl man steigende Anteile an erneuerbaren Energiequellen in den USA beobachten kann, können sie preislich mit den fallenden Ölpreisen nur schwer konkurrieren. Anfang 2015 sind die Ölpreise auf den niedrigsten Stand seit 2009 gefallen.44 Bis zum Jahr 2040 geht die US Energy Information Administration (EIA), bei einem geschätzten jährlichen Wirtschaftswachstum von 2,4% und unter aktuellen gesetzlichen Rahmenbedingungen sowie Regulierungen, von einem kontinuierlich steigenden Energie- und Elektrizitätsbedarf in den USA aus.45 Für den US-Primärenergieverbrauch wird bis 2035 eine Steigerung von 10% prognostiziert. Laut der EIA wird 2040 im Vergleich zu 2012 der Anteil von Erdöl um 5% sinken, erneuerbare Energien und Gas um jeweils 3% wachsen und Atomkraft (8%) und Kohle (18%) unverändert bleiben. Der Anstieg von erneuerbaren Vgl. US Energy Information Administration (2013): Monthly Energy Review, abgerufen am 23.07.2015 Vgl. US Energy Information Administration(2014): International Energy Statistics, abgerufen am 23.07.2015 43 Vgl. US Energy Information Administration (2014): Energy in Brief (2014), abgerufen am 23.07.2015 44 Vgl. BBC News (2015): Brent crude oil price falls to six-year-low, abgerufen am 23.07.2015 45 Vgl. US Energy Information Administration (2014): Annual Energy Outlook, abgerufen am 23.07.2015 41 42 - 16 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Energien wird durch staatliche Anreize begünstigt (zum Beispiel durch sogenannte Renewable Portfolio Standards, RPS).46 Schiefergas wird als Energiequelle in den USA immer wichtiger. Bis 2012 stieg der Anteil von aus Schiefergestein stammendem Erdgas in den USA auf 40% an und soll laut Angaben der EIA bis zum Jahr 2040 auf 53% zunehmen.47 Tabelle 2: Überblick und Aussicht des US-Energiemarkts, 2011 – 2015 (Prognose) Einheit 2011 2012 2013 Energieversorgung 2014 2015* Prognose Erdölproduktion Mio. Barrel pro Tag 5,69 6,47 7,46 8,57 9,42 Erdgasproduktion Mrd. ft3 pro Tag 63,01 65,70 66,67 69,56 71,04 Kohleproduktion Mio. US-Tonnen 1094 1020 984 992 999 Rohstoffverbrauch zur Energieerzeugung Flüssige Brennstoffe Mio. Barrel pro Tag 18,84 18,55 18,96 18,91 19,07 Erdgas Mrd. ft3 pro Tag 66,65 69,56 71,59 73,17 73,15 Kohle Mio. US-Tonnen 999,0 889,0 925 936 925 Strom Mrd. kWh pro Tag 10,57 10,44 10,50 10,58 10,66 Brd. BTU 8,39 8,15 8,62 8,78 9,08 Brd. BTU 97,18 95,51 97,64 98,40 98,57 101,91 100,84 100,46 93,57 76,76 3,90 2,75 3,73 4,443 3,83 2,40 2,40 2,35 2,36 2,36 Erneuerbare Energien gesamter Energieverbrauch Energiepreise Erdöl Erdgas Kohle USD pro Barrel USD pro 1.000 ft3 USD pro Mio. BTU Quelle: Vgl. US Energy Information Administration (2014): US Energy Markets Summary, abgerufen am 23.07.2015 *Notiz: 1 ft3 (Kubikfuß) = 28,3 Liter; 1 US-Tonne = 907.18 kg Wegen der günstigen Erdgaspreise und dem ansteigenden Bedarf an Strom wird laut Schätzungen der EIA im Jahr 2035 der Energieträger Kohle bei der Erzeugung von Erdgas überholt. Neben Erdgas sind erneuerbare Energien die Energiequellen mit dem größten Wachstum. 48 Mehr als 90% der konventionellen Kraftwerke, die in den nächsten 20 Jahren gebaut werden, werden voraussichtlich mit Erdgas betrieben. Die folgende Abbildung zeigt die Anteile der Energieträger an der US-Stromproduktion zwischen 2003 und 2013. Auffällig ist, dass der Kohlekonsum bis 2040 zwar durchschnittlich um 0,3% jährlich zunimmt, aber aufgrund von Umweltschutzbestimmungen der US Environmental Protection Agency (EPA) bis zum Jahr 2040 etwa 51 GW Leistung aus Kohlekraftwerken vom Netz genommen werden. Die restlichen Kohlekraftwerke werden weiterhin intensiv genutzt.49 Vgl. US Energy Information Administration (2014): Annual Energy Outlook, abgerufen am 23.07.2015 Vgl. US Energy Information Administration (2014): Annual Energy Outlook, abgerufen am 23.07.2015 48 Vgl. US Energy Information Administration (2014): Annual Energy Outlook, abgerufen am 23.07.2015 49 Vgl. US Energy Information Administration (2014): Annual Energy Outlook, abgerufen am 23.07.2015 46 47 - 17 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Abbildung 2: Anteile Energieträger an der Stromproduktion in den USA, 2003 – 2013 100% Sonstige 90% 80% 70% Andere erneuerbare Andere erneurebare Energien Energien 60% Erdöl 50% Wasserkraft 40% Kernenergie 30% 20% Erdgas 10% 0% Kohle Quelle: Eigene Darstellung nach US Energy Information Administration (2013): Net Generation by Energy Source, , abgerufen am 20.11.2014 Auch der Anteil der erneuerbaren Energien am Energie- und Strommix soll erheblich steigen. Etwa 28% der zwischen 2010 und 2040 jährlich hinzugefügten Leistung wird laut Prognose aus erneuerbaren Energiequellen stammen. Auch nach konservativen Schätzungen der EIA sollen erneuerbare Energiequellen einschließlich konventioneller Wasserkraft im Jahr 2040 etwa 16% zur Elektrizitätserzeugung beitragen (siehe folgende Abbildung). Im Jahr 2013 lag dieser Anteil bei 13% und ist 50 damit innerhalb eines Jahres um 4% gewachsen. Abbildung 3: Stromerzeugung nach Energiequelle (in Billionen kWh pro Jahr), 1990 – 2040 Quelle: Eigene Darstellung nach US Energy Information Administration (2014): Annual Energy Outlook, abgerufen am 23.07.2015 50 Vgl. US Energy Information Administration (2014): Energy in Brief, abgerufen am 25.12.2014 - 18 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Laut Prognosen des Annual Energy Outlooks 2014 (AEO 2014) soll ein kleiner Teil des Wachstums auch durch staatliche Förderprogramme wie dem Renewable Fuel Standard kommen, der die Verwendung von Biotreibstoffen fördert.51 Technologischer Fortschritt wird mittel- und langfristig zu niedrigeren Preisen für erneuerbare Energiequellen und somit mehr Wettbewerbsfähigkeit führen. Präsident Obama setzte das Thema Klimaschutz und erneuerbare Energien als erster Präsident offiziell auf die politische Agenda (State of the Union Address 2014).52 Generell ist in den USA ein steigendes Umweltbewusstsein festzustellen, welches sich teilweise bereits jetzt und vermutlich auch in den nächsten Jahren positiv auf den Energiemarkt auswirken wird. 3.2. Energiepreise Wie bereits erwähnt sind die Energiepreise in den USA weitaus niedriger als in Deutschland. Die Strom-, Gas- und Treibstoffpreise in den USA werden von zahlreichen Faktoren beeinflusst, die zu Preisunterschieden in den einzelnen Bundesstaaten führen. In einigen Staaten gibt es Bestimmungen, die die Höhe der Preise festlegen, während in anderen Staaten die Preise nur teilweise reguliert werden. Des Weiteren spielen auch Faktoren, wie der Preis von Energieträgern, die Kosten des Neubaus und der Instandhaltung von Kraftwerken und Übertragungsnetzen sowie Klimabedingungen in den verschiedenen Regionen eine entscheidende Rolle.53 3.2.1. Strompreise Zumeist beziehen die Verbraucher den Strom zu einer saisonalen Rate, die im Sommer in der Regel höher ist als im Winter. Diese Rate ergibt sich aus der variierenden Elektrizitätsnachfrage, der Verfügbarkeit unterschiedlicher Erzeugungsquellen und Kraftwerke sowie schwankenden Rohstoffpreisen. Die unterschiedlichen Verbrauchersektoren beziehen ihren Strom zudem zu verschiedenen Preisen. Wie aus der nachfolgenden Tabelle erkennbar ist, sind die Preise im privaten Sektor am höchsten. Die Industrie zahlt deutlich niedrigere Preise, weil sie einen höheren Verbrauch aufweist und höhere Spannungen abnehmen kann.54 Tabelle 3: Durchschnittliche Strompreise nach Sektoren in den USA (US-Cent/kWh), 2009 – 2014 Haushalte Dienstleistungen Industrie Verkehr Alle Sektoren Oktober 2009 11,66 10,26 6,53 10,84 9,70 Oktober 2010 11,86 10,25 6,80 10,49 9,81 Oktober 2011 12,12 10,29 6,82 10,37 9,89 Oktober 2012 11,91 10,13 6,70 10,18 9,89 Oktober 2013 12,16 10,34 6,86 10,28 10,13 Oktober 2014 12,48 10,74 7,10 10,26 10,10 Quelle: Eigene Darstellung nach US Energy Information Administration (2014): Electric Power Monthly, abgerufen am 23.07.2015 Vgl. US Energy Information Administration (2014): Annual Energy Outlook, abgerufen am 23.07.2015 Vgl. The White House (2014): President Barack Obama's State of the Union Address, abgerufen am 24.07.2015 53 Vgl. US Energy Information Administration (2013): Electricity Explained, abgerufen am 24.07.2015 54 Vgl. US Energy Information Administration (2013): Electricity Explained, abgerufen am 23.07.2015 51 52 - 19 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 In den nächsten Jahren geht die EIA davon aus, dass der durchschnittliche Strompreis von 10,1 USCent/kWh im Jahr 2012 auf etwa 10,4 US-Cent/kWh im Jahr 2030 steigen wird. Für das Jahr 2040 erwartet die EIA einen Strompreis von etwa 11,1 US-Cent/kWh (inflationsbereinigt).55 Es handelt sich hierbei um konservative, langfristige Schätzungen. In der Zwischenzeit können Marktfluktuationen zu Preisschwankungen führen. Viele Experten gehen von einem stärker steigenden Strompreis aus, der dem Trend der vergangenen Jahre folgt. 3.2.2. Gaspreise Erdgas ist in den USA weitaus günstiger als in Europa. Bedingt durch den Schiefergas-Boom verfielen die US-Wellheadpreise56 und der Henry Hub Natural Gas Price (Henry Hub-Preis)57 im Jahr 2012 auf durchschnittlich nur 2,66 USD/1.000 ft3 (94 USD/1.000 m3) und 2,75 USD/1.000 ft3 (97 USD/1.000 m3).58 Dies entsprach etwa einem Viertel des zum gleichen Zeitpunkt gültigen europäischen Wellheadpreises, 2013 erholten sich die Preise aber wieder. Unternehmen und Privatverbraucher beziehen Erdgas nicht zu Wellhead oder Henry Hub-Preisen sondern zu jeweils höheren Preisen, die bereits Kosten für die Distribution beinhalten. Die nachfolgende Abbildung zeigt die Preisentwicklung von Erdgas in den verschiedenen Sektoren zwischen 1997-2015. Abbildung 4: Entwicklung der US-Gaspreise, 1997 – 2015 (Prognose)* 16 14 12 Haushalte 10 Handel 8 6 Industrie 4 2 Henry Hub Natural Gas Spot Price 0 Wellhead Price Quelle: Eigene Darstellung nach US Energy Information Administration (2014): Natural Gas Prices, abgerufen am 24.07.2015. *enthält geschätzte Werte 2013 lagen die Henry-Hub-Preise in den USA bereits wieder bei 3,73 USD/1.000 ft3 (131,81 USD/1.000 m3), blieben aber weiterhin deutlich unter europäischem Niveau.59 Nach weiterem Anstieg im Jahr 2013 (4,39 USD/1.000 ft 3), kam es Ende 2014 zum Absturz der Öl- und Gaspreise. Die letzten erhältlichen Henry-Hub-Preise im Januar 2015 reflektieren diese Entwicklung mit 2,99 USD/1.000 ft 3 (105,66 USD/1.000 m3). Durch gesteigerte Exporte und Nachfrage erwartet Bloomberg New Energy Finance Vgl. US Energy Information Administration (2014): Annual Energy Outlook, abgerufen am 23.07.2015 Wellhead Preis: Gaspreis am Bohrloch, ohne weitere Aufschläge. Seit 2013 werden diese Preise nicht mehr veröffentlicht. 57 Henry Hub Natural Gas Price ist der Preis am wichtigen Henry Hub in Erath, LA, von dem aus die nationalen Ölleitungen gespeist werden. Der „Pricing Point“ wird auch für die Future Contracts verwendet, die am New York Mercantile Exchange (NYMEX) gehandelt werden. 58 Vgl. US Energy Information Administration (2013): US Natural Gas Wellhead Price, abgerufen am 23.07.2015 59 Vgl. Politico (2013): Natural gas price might have found sweet spot, abgerufen am 23.07.2015 55 56 - 20 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 allerdings mittel- bis langfristig (bis 2030) eine Stabilisierung des Erdgaspreises bei 6,00 USD/1.000 ft3 (212,00 USD/1.000 m3), was auch mit der Prognose der EIA übereinstimmt.60,61 Die Gaspreise variieren nicht nur je nach Sektor, sondern auch nach Region/Bundesstaat. In den Ostküstenstaaten zahlte die Industrie mit ca. 7,00-11,00 USD/1.000 ft3 im Jahr 2013 deutlich höhere Preise als beispielsweise im Mittleren Westen und in den Südstaaten und Westküstenstaaten (ca. 4,00-7,00 USD/1.000 ft3).62 Wie die nachfolgende Tabelle zeigt, zahlte die Industrie für Erdgas im Jahr 2013 durchschnittlich 4,64 USD/1.000 ft3. Dies entspricht ca. 170 USD/1.000 m³. Günstige Gas- und Strompreise haben einen unmittelbaren, negativen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit von Erneuerbare-Energie-Projekten. Tabelle 4: Durchschnittliche Gaspreise nach Sektoren in den USA Sektor Haushalte Handel Industrie Wellhead Durchschnitt 2003 Durchschnitt 2012 Durchschnitt 2014 10,62 USD/1.000 ft³ (=374,92 USD/ 1.000 m³) 8,51 USD /1.000 ft³ (=300,59 USD / 1.000 m³) 5,91 USD /1.000 ft³ (=208,83 USD / 1.000 m³) 4,88 USD /1.000 ft³ (=172,34 USD / 1.000 m³) 12,09 USD /1.000 ft³ (=426,87 USD / 1.000 m³) 8,18 USD /1.000 ft³ (=288,76 USD / 1.000 m³) 3,85 USD /1.000 ft³ (=135,90 USD / 1.000 m³) 2,65 USD /1.000 ft³ (=93,76 USD / 1.000 m³) 10,97 USD /1.000 ft³ (=387,24 USD / 1.000 m³) 8,90 USD /1.000 ft³ (=314,17 USD / 1.000 m³) 5,53 USD /1.000 ft³ (=195,21 USD / 1.000 m³) k.A.63 Quelle: Eigene Darstellung nach US Energy Information Administration (2014): Natural Gas Prices, abgerufen am 24.07.2015 3.2.3. Treibstoffpreise Auch die Treibstoffpreise sind in den USA im Vergleich zu Deutschland weitaus niedriger. Der landesweite Durchschnittspreis für Benzin (Regular – 87 Oktan) belieft sich im Jahr 2013 auf 3,50 USD/gal (0,926 USD/l). Für Diesel bezahlte man an der Zapfsäule, wie in nachfolgender Abbildung erkennbar, im Jahr 2013 durchschnittlich 3,92 USD/gal (1,04 USD/l). Vgl. Bloomberg (2013): Strong growth for renewables expected through to 2030, abgerufen am 24.07.2015 Vgl. US Energy Information Administration (2014): Annual Energy Outlook, abgerufen am 23.07.2015 62 Vgl. US Energy Information Administration (2014): Natural Gas Prices, abgerufen am 23.07.2015 63 Daten werden seit 2012 nicht mehr von der EIA veröffentlich. April 2013: Vgl. Politico (2013): Natural gas price might have found sweet spot (2013), abgerufen am 23.07.2015 60 61 - 21 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Abbildung 5: Entwicklung des durchschnittlichen Benzin- und Dieselpreises in den USA, 1992-2013 Quelle: Eigene Darstellung nach US Energy Information Administration (2014): Retail Gasoline and Diesel Prices, abgerufen am 24.07.2015 Auffällig ist, dass die Preise für Treibstoffe von etwa 0,65 USD/l im Jahr 2010 auf über 0,90 USD/l für Benzin und über 1,00 USD/l für Diesel gestiegen sind, während die Preise für Erdgas im gleichen Zeitraum massiv gefallen sind. In diesem Zusammenhang wird es für Betreiber von Fahrzeugflotten zunehmend attraktiv, von Dieselbetrieb auf Erdgasbetrieb umzusteigen. Ein viel diskutiertes Thema im Verkehrssektor ist derzeit, die seit 1993 unveränderte Treibstoffsteuer, durch deren Einnahmen viele Straßeninfrastrukturprojekte finanziert werden. Aufgrund von zunehmender Treibstoffeffizienz von Fahrzeugen und der gleichbleibenden Steuer von 0,184 USD/gal wird kritisiert, dass diese Finanzierungsmittel nicht mehr ausreichend sind. Deshalb werden von vielen Seiten eine Erhöhung der Treibstoffsteuer bzw. alternative Modelle gefordert.64 3.3. Gesetzliche Rahmenbedingungen und Fördermechanismen Der US-Strommarkt weist in weiten Teilen wettbewerbliche Strukturen auf. Das Ausmaß von Marktöffnung und Deregulierung unterscheidet sich in den einzelnen Bundesstaaten, abhängig von bundesstaatlichen Rechtsprechungen und unterschiedlich weitreichenden Kompetenzen der bundesstaatlichen Stromaufsichtsbehörden. Auf Bundesebene ist die Federal Energy Regulatory Commission (FERC) zuständig. Sie ist eine unabhängige, überparteiliche Bundesbehörde mit administrativer, regulierender und rechtsweisender Funktion.65 Sie reguliert folgende Bereiche: • • • • Stromtransport und Großhandelsraten Lizenzierung und Sicherheit von Staudämmen Transportraten und -dienste von Erdgaspipelines Transportraten und -dienste von Ölpipelines Die regulatorischen Anforderungen an Projekte im Bereich erneuerbarer Energien sind vielfältig und können sich je nach Standort der Anlagen erheblich unterscheiden. Bei Großprojekten müssen von der Anfangsplanung bis zur Inbetriebnahme nach Angaben von SEIA zwischen drei und sieben Jahre Vgl. Forbes (2014): Now is the perfect time to raise gas taxes, abgerufen am 23.07.2015. Vgl. Federal Energy Regulatory Commission (2010): An Overview of the Federal Energy Regulatory Commission and Federal Regulation of Public Utilities in the United States, abgerufen am 23.07.2015 64 65 - 22 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 einkalkuliert werden.66 Es sind zahlreiche Genehmigungen auf lokaler, bundesstaatlicher und Bundesebene einzuholen. Diese betreffen die Standortwahl, Umweltaspekte und Fragen des Netzzugangs bis hin zum Abschluss der Stromabnahmeverträge. Die besondere Schwierigkeit ist, dass es keine einheitlichen Vorschriften gibt, sondern diese lokal festgelegt werden. Regierungsorganisationen und ErneuerbareEnergien-Verbände auf allen Verwaltungsebenen arbeiten daran, die administrativen Hürden zu vermindern und die Genehmigungsverfahren zu vereinheitlichen und zu vereinfachen. Auf nationaler Ebene und in den 52 Bundesstaaten (inklusive Washington D.C. und Puerto Rico) gibt es verschiedene Förderprogramme, die teilweise allgemein für erneuerbare Energien und teilweise spezifisch auf eine Energiequelle ausgelegt sind. Bei der Förderung stellen sie eine wichtige Rolle dar, da viele Projekte ohne die Anreize nicht mit den Marktpreisen konkurrieren können. Im Folgenden wird näher auf die Renewable Portfolio Standards (RPS) und auf die Renewable Energy Credits (REC) eingegangen, da diese auch die gesetzlichen Rahmenbedingungen und Förderprogramme für Solarenergie darstellen. Renewable Portfolio Standards (RPS) & Renewable Energy Credit (REC) Der RPS ist ein flexibles, marktorientiertes Instrument zur Förderung des Ausbaus erneuerbarer Energien. Der RPS legt einen Mindestanteil der erneuerbaren Energien am angebotenen Strommix der Energieversorgungsunternehmen fest, welcher im Laufe der Zeit proportional erhöht wird und von den einzelnen Bundesstaaten bestimmt wird. Da der RPS eine marktorientierte Strategie ist, integriert er sich vollständig im privaten Energiemarkt und sollte im bestmöglichen Fall zu mehr Wettbewerb, Effizienz und Innovation führen, was in letzter Instanz eine Verringerung der Preise für erneuerbare Energien nach sich ziehen sollte.67 Da ein RPS keine nationale Regelung ist, entscheiden die einzelnen Bundesstaaten darüber, ob und in welcher Form sie einen RPS einführen. Wie die nachfolgende Abbildung zeigt, haben 29 Bundesstaaten sowie D.C., Northern Mariana Island und Puerto Rico einen RPS eingeführt. Die dunkelblauen Felder zeigen an, welche Bundesstaaten einen RPS eingeführt haben, während die hellblauen Felder auf Staaten hinweisen, die ein so genanntes Renewable Portfolio Goal eingeführt haben. Renewable Portfolio Goals sind Zielsetzungen, die nicht bindend für die Energieversorger sind. 68 Der Prozentsatz zeigt die Mindestquote, die bis zu einem bestimmten Jahr erreicht werden soll. Zum Beispiel muss in D.C. bis 2020 20% des Stroms aus erneuerbaren Ressourcen gewonnen werden. Vgl. Solar Energy Industry Association (2014): Development Timeline for a Utility-Scale Solar Power Plant, abgerufen am 23.07.2015 Vgl. US Environmental Protection Agency (2014): Renewable Portfolio Standards, abgerufen am 23.07.2015 68 Vgl. US Department of Energy (kein Datum): Renewable Portfolio Goal: Utah, abgerufen am 23.07.2015 66 67 - 23 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Abbildung 6: Übersicht Renewable Portfolio Standards in den USA, Juni 2015 Quelle: Vgl. DSIRE (2015): Summary Maps - RPS Policies, abgerufen am 24.07.2015 Viele Bundesstaaten haben das REC Trading System (auch bekannt als Renewable Electricity Certificate) gemeinsam. Das REC-System erlaubt Betreibern von Erneuerbaren-Energie-Anlagen und Energieversorgern, die über den Mindestanteil hinaus erneuerbare Energie produzieren, diesen Anteil in Form von RECs an andere Stromversorger zu verkaufen, sodass auch diese ihre Quoten erreichen können.69 Auch bei den RECs unterscheiden sich die genauen Bestimmungen und Quoten zwischen den einzelnen Bundesstaaten. Interconnection Standards & Net-Metering Mit Interconnection bezeichnet man die Anbindung einer dezentralen Energieanlage ans Stromnetz des lokalen Stromanbieters. Die Interconnection Standards definieren einheitliche Richtlinien für Prozesse und technische Bedingungen. Die Standards umfassen sowohl technische Voraussetzungen, als auch den eigentlichen Bewerbungsprozess des dezentralen Anbieters. Zu den technischen Voraussetzungen in diesem Rahmen gehören die verwendbaren Anlagen, maximale Systemgrößen sowie die Art der Verbindung. Der Bewerbungsprozess ist ebenfalls genau durch die Standards vorgeschrieben (Zeitplan, Versicherungen, Gebühren).70 Offene Fragestellungen sind, inwiefern eine Einspeisung der dezentralen Anlage ins Netz möglich ist, wie die Verbindung bei einem Notfall gelöst wird und wie der Strom gezählt wird. Die meisten Bundesstaaten haben mittlerweile Interconnection Standards verabschiedet, um bestmögliche Voraussetzungen für eine einfache und sichere Einspeisung zu gewährleisten. Nach dem neuesten Stand von Januar 2015 haben 45 amerikanische Staaten, D.C. und Puerto Rico Interconnection Standards etabliert.71 Einheitliche Interconnection Standards und Richtlinien sind wichtig für die Vereinfachung von Genehmigungsprozessen. Sie sind proportional zu Größe, Art und Anwendungsbereich gestaffelt und erleichtern den Benutzern die Kalkulation von Zeit und Kosten des Netzwerkanschlusses. Die FERC sieht spezielle Standards für kleine Anlagen mit einer Kapazität von bis zu 20 MW vor. Diese gelten jedoch nur für Anlagen, die ans Fernleitungsnetz angeschlossen werden, da die FERC lediglich für das Fernleitungsnetz die Jurisdiktion besitzt. Die Zuständigkeit für die Verteilernetze liegt bei den Public Utility Commissions der einzelnen Staaten. Jedoch dienen die Standards der FERC als Vorbild für zahlreiche Vgl. US Department of Energy (2014): RECs, abgerufen am 23.07.2015 Vgl. US Environmental Protection Agency (2013): Interconnection Standards, abgerufen am 23.07.2015 71 Vgl. DSIRE (2015): Summary Tables, abgerufen am 23.07.2015 69 70 - 24 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Interconnection-Standards auf Staatenebene.72 Die Interconnection-Regelungen der einzelnen Staaten unterscheiden sich zum Beispiel bei dem maximalen Einspeisewert pro Anlage. Manche Bundesstaaten unterscheiden ihre Auflagen je nachdem, ob es sich um eine private oder industrielle Einspeisung handelt. Bei größeren Anlagen müssen individuelle Einspeiseregelungen mit dem lokal zuständigen Stromanbieter ausgehandelt werden.73 In direktem Zusammenhang mit den Interconnection Standards steht das Net-Metering. Net-MeteringAuflagen legen fest, wie die Elektrizitätswerke mit dezentral eingespeistem Strom aus kleinen Anlagen zu verfahren haben. Net-Metering stellt ein vereinfachtes System dar, um Strom an das Elektrizitätswerk zu verkaufen. Ohne diese Gesetze bräuchte ein Kunde einen Zähler für eingespeiste Elektrizität und einen für entnommene Elektrizität. Dem Kunden wird der eingespeiste Strom in der Regel als Guthaben verbucht, das innerhalb eines Jahres verbraucht werden kann. Einspeisetarife wie es sie in Deutschland gibt werden nur sehr vereinzelt angeboten. Bei Anwendung von Net-Metering wird nur ein Zähler gebraucht. Er dreht sich vorwärts, wenn mehr Energie verbraucht als bei dem Kunden erzeugt wird und dreht sich rückwärts, wenn mehr erzeugt wird als verbraucht. Nach dem neuesten Stand von März 2015 haben 44 USBundesstaaten, D.C., American Samoa, Guam, die Virgin Islands und Puerto Rico Net-MeteringRegelungen eingeführt. Die spezifischen Regelungen in den einzelnen Bundesstaaten sind der nachfolgenden Abbildung zu entnehmen. Abbildung 7: Net-Metering-Regelungen in den USA, März 2015 Quelle: Vgl. DSIRE (2015): Summary Maps - Net-Metering, abgerufen am 23.07.2015 Die dunkelblauen Felder des Schaubildes geben die maximal erlaubte Einspeisekapazität eines dezentralen Systems in Kilowatt an. Die genauen Regelungen in diesen Staaten sind auf der staatlichen DSIREWebseite zu finden.74 Die hellblau markierten Felder geben an, dass in diesem Bundesstaat lediglich bestimmte Energieversorger (in der Regel privatwirtschaftlich geführt) dazu verpflichtet sind, NetMetering anzubieten. Vgl. Federal Energy Regulatory Commission (2012): Qualifying Facilities, abgerufen am 02.12.2014 Vgl. DSIRE (2015): Summary Tables, abgerufen am 23.07.2015 74 Vgl. DSIRE (2015): USA, abgerufen am 23.07.2015 72 73 - 25 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 4. Energieeffiziente Rechenzentren in den USA 4.1. Allgemeiner Überblick – Der US-Rechenzentrumsmarkt Die zunehmende globale Digitalisierung führt zu einem kontinuierlich ansteigenden Bedarf an Rechenleistung. Der weltweite Datenverkehr soll sich im Zeitraum von 2013 bis 2018 verdreifachen, von 3,1 auf 8,6 Zettabyte pro Jahr. Dies entspricht einer jährlichen Wachstumsrate von 23%.75 Dafür verantwortlich sind vor allem die zunehmende Zahl von Internet-Nutzern und -Geräten, höhere Breitbandgeschwindigkeiten und eine stärkeres Hochladen und Streaming von Videos. Insbesondere Cloud-Dienstleistungen werden Industrieexperten zufolge den weltweiten Datenverkehr künftig immer mehr dominieren. So soll der Cloud-basierte Datenverkehr bis 2018 auf insgesamt 6,5 Zettabyte wachsen.76 Um diese Flut an digitaler Aktivität zu bewältigen, existieren allein in den USA mittlerweile etwa drei Mio. Rechenzentren (aller Arten).77 Laut Marktexperten von JLL Research gehört der US-Rechenzentrumsmarkt zu einem der führenden Märkte der Welt: im Zeitraum von 2014 bis 2016 soll der Markt um 32% auf insgesamt 14,8 Mrd. USD wachsen. Auch sollen die US-Beschäftigungszahlen in den Sektoren Datenverarbeitung und Hosting zwischen 2014 und 2019 um ganze 17% steigen, wie folgende Abbildung zeigt.78 Abbildung 8: US-Beschäftigungszahlen im Datenverarbeitungs- und Hosting-Sektor, 2005 – 2019 (Prognose) Quelle: Vgl. JLL Research (2015): 2014 Data Center Market Outlook, abgerufen am 29.07.2015 Zu den dynamischsten US-Rechenzentrumsmärkten gehörten im Jahr 2014 zahlreiche Gegenden an der Westküste, darunter Los Angeles, San Francisco/Silicon Valley und Seattle.79 Mit geschätzten 278.709 m2 an Rechenzentrumsfläche gehört vor allem die San Francisco Bay Area zu den größten Rechenzentrumsmärkten in den USA.80 Folgende Abbildung liefert einen Überblick der dynamischsten Märkte. Vgl. Cisco (2014): Global Cloud Index, abgerufen am 29.07.2015 Vgl. Cisco (2014): Global Cloud Index, abgerufen am 29.07.2015 77 Vgl. Mashable (2014): There Are Now 3 Million Data Centers in the US, and Climbing, abgerufen am 25.06.2015 78 Vgl. JLL Research (2015): 2014 Data Center Market Outlook, abgerufen am 29.07.2015 79 Vgl. Cushman & Wakefield (2015): Data Center Snapshot, abgerufen am 29.07.2015 80 Vgl. Cushman & Wakefield (2015): Data Center Snapshot, abgerufen am 29.07.2015 75 76 - 26 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Abbildung 9: Die wichtigsten US-Rechenzentrumsmärkte nach Regionen, 2014 Quelle: Vgl. JLL Research (2015): 2014 Data Center Market Outlook, abgerufen am 29.07.2015 Laut Simon Ford, Direktor EMEA Data Centres bei Colliers, verspricht 2015 ein gutes Jahr für den Rechenzentrumsmarkt zu werden: „Die Märkte sind bereit, zukunftweisende Entwicklungen voranzutreiben und werden gestützt durch die unvorstellbare Menge an Daten – davon konnten wir 1999 nur träumen.“ Ford prognostiziert für die Zukunft der Rechenzentrumsindustrie weiteres Wachstum, Konsolidierungen durch M&A-Aktivitäten sowie zunehmende Investitionen in bereits etablierte als auch neue Märkte.81 Vor allem wird Colocation, das Auslagern der Unternehmens-IT in ein externes Rechenzentrum, zunehmend populärer. Das US-Marktforschungsinstitut 451 Research rechnet bis 2017 mit einem Umsatzvolumen von 36,1 Mrd. USD in diesem Bereich. In 2014 betrug das Umsatzvolumen etwa 22,8 Mrd. USD. Laut 451 Research befanden sich Ende 2014 rund 43% der weltweiten Colocation-Flächen in Nordamerika (siehe folgende Abbildung).82 Vgl. Data Cloud Congress (2015): 60 Second Interview with Simon Ford, Director, EMEA Data Centres, Colliers, abgerufen am 30.07.2015 82 Vgl. 451 Research (2015):Datacenter colocation market annualized revenue projected to reach $36bnworldwide by end of 2017, abgerufen am 29.07.2015 81 - 27 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Abbildung 10: Colocation-Flächen nach Regionen (in %), 2014 Lateinamerika; 5% EMEA; 26% Nordamerika; 43% Asien-Pazifik; 27% Quelle: Eigene Darstellung nach 451 Research (2015):Datacenter colocation market annualized revenue projected to reach $36bnworldwide by end of 2017, abgerufen am 29.07.2015 Gleichzeitig soll auch der Markt für Rechenzentrumsbau künftig kräftig wachsen: so sollen die weltweiten jährlichen Ausgaben für den Bau von Rechenzentren von rund 50 Mrd. USD in 2011 auf etwa 78 Mrd. USD in 2020 ansteigen, während der US-Markt für den Rechenzentrumsbau bis 2020 auf etwa 18 Mrd. USD anwachsen soll, wie folgende Abbildung verdeutlicht.83 Abbildung 11: Der US-Markt für Rechenzentrumsbau (in Mrd. USD), 2000 – 2020 (Prognose) Quelle: Vgl. Microsoft (2011): Projecting Annual New Datacenter Construction Market Size, abgerufen am 29.07.2015 Laut Christopher Johnston, Senior Vice President & Chief Engineer der SkyskaHennessy Group, gibt es derzeit enorme Bautätigkeit von Colocation-Betreibern, wie T5, Digital Realty und DuPont Fabros. Diese Marktteilnehmer werden laut Johnson künftig einen großen Einfluss auf dem Markt haben. Viele Unternehmen sind zunehmend geneigt, ihr IT-Equipment in ein externes Rechenzentrum zu verlagern. Deshalb wird der Trend, große Rechenzentren zu erbauen, laut Johnston vorerst auch nicht aufhören.84 Vgl. Microsoft (2011): Projecting Annual New Datacenter Construction Market Size, abgerufen am 29.07.2015 Vgl. The Uptime Institute (2014): Industry Perspective: Three Accredited Tier Designers discuss 25 years of data center evolution, abgerufen am 30.07.2015 83 84 - 28 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Bei der Standortauswahl eines neuen Rechenzentrums achten IT-Unternehmen auf mehrere Standortfaktoren, wie beispielsweise eine schnelle Netzanbindung, günstigen Strom und eine einfache Kühlung. 4.2. Energieverbrauch von Rechenzentren Das kräftige Wachstum des US-Rechenzentrummarktes hat jedoch auch eine Kehrseite: so liegt der Stromverbrauch in einem Rechenzentrum Studien zufolge etwa hundertmal höher als in einem gleichgroßen gewerblichen Gebäude. Laut Statistiken des DOE verdoppelte sich der Stromverbrauch von US-Rechenzentren zwischen 2001 und 2006, von 30 auf 60 Mrd. kWh. Im Jahr 2013 verbrauchten Rechenzentren in den USA geschätzte 100 Mrd. kWh Strom.85 Es wird davon ausgegangen, dass dieser Anteil bis 2020 auf rund 140 Mrd. kWh ansteigen wird.86 Bereits in 2011 entsprach der Verbrauch von USRechenzentren laut EPA etwa 2% des gesamten US-Stromverbrauchs.87 Abbildung 12: Zunehmender Strombedarf von Rechenzentren in den USA (in Mrd. kWh), 2001 - 2013 Quelle: Vgl. Mashable (2014): There Are Now 3 Million Data Centers in the US, and Climbing, abgerufen am 13.07.2015 Laut dem Natural Resources Defense Council (NRDC) entfielen im Jahr 2011 fast 50% des Stromverbrauchs der US-Rechenzentren auf kleine und mittlere Rechenzentren, gefolgt von Unternehmensrechenzentren (27%) und Multi-Tenant-Rechenzentren (19%), wie die folgende Abbildung verdeutlicht. Vgl. Mashable (2014): There Are Now 3 Million Data Centers in the US, and Climbing, abgerufen am 13.07.2015 Vgl. Computerworld (2013): Data centers are the new polluters, abgerufen am 18.06.2015 87 Vgl. The New York Times (2011): Data Centers’ Power Use Less Than Was Expected, abgerufen am 25.06.2015 85 86 - 29 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Abbildung 13: Geschätzter Stromverbrauch von US-Rechenzentren nach Marktsegment, 2011 Quelle: Vgl. NRDC (2014): America’s Data Centers Are Wasting Huge Amounts of Energy, abgerufen am 25.06.2015 Die Leistung, die benötigt wird um alle US-Rechenzentren mit Strom zu versorgen, entsprach im Jahr 2013 Industrieexperten zufolge der Jahresleistung von 34 Kernkraftwerken mit einer Stromerzeugungsleistung von jeweils 500 MW. Bis 2020 soll der Stromverbrauch um über 50% auf etwa 140 Mrd. kWh ansteigen. Die Stromrechnung amerikanischer Unternehmen soll bis 2020 demnach auf fast 14 Mrd. USD pro Jahr ansteigen.88 Folgende Tabelle liefert einen Überblick. Tabelle 5: Geschätzter Stromverbrauch von US-Rechenzentren und anfallende Stromkosten, 2013 – 2020 (Prognose) Endverbrauch Stromrechnung Kraftwerke (500 Jahr der Energie (in CO2 (in Mio. T) (in Mrd. USD) MW) Mrd. kWh) 2013 91 9 34 97 2020 139 13,7 51 147 Anstieg +52,7% +52,2% +50% +51,5% Quelle: Eigene Darstellung nach Computerworld (2013): Data centers are the new polluters, abgerufen am 18.06.2015 Gründe für den hohen Stromverbrauch von Rechenzentren liegen laut dem NRDC vor allem an folgenden Faktoren: Server im “komatösen” Zustand: Geschätzte 20-30% der Server in großen Rechenzentren sind veraltet oder werden nicht genutzt, sind aber weiterhin an das Stromnetz angeschlossen; Spitzenlasten: Oftmals wird zusätzliches IT-Equipment für Spitzenlasten installiert, welches dann jedoch in der übrigen Zeit kaum gebraucht wird; Begrenzter Einsatz von Virtualisierungslösungen: Obwohl diese Lösung mittlerweile sehr bekannt ist, wird sie bisher noch zu wenig genutzt; Nicht-Ausschalten nicht benötigter Server: Viele Rechenzentrumbetreiber schalten ungenutzte Server häufig nicht ab, da sie befürchten, dass diese bei einem Neustart gar nicht oder zu langsam starten. Die IT-Hardware macht Schätzungen zufolge den größten Anteil (etwa 50%) am Gesamtenergiebedarf eines Rechenzentrums aus. Der Anteil des Energiebedarfs des Kühlsystems am Gesamtenergiebedarf eines Rechenzentrums liegt bei etwa 25%. Die Stromversorgung benötigt etwa 10% des Gesamtenergiebedarfs. Der Energiebedarf der Luftverteilung liegt bei etwa 12% des Gesamtenergiebedarfs, während sonstige Geräte, wie beispielsweise die Mess-, Steuer- und Regelungstechnik und die Beleuchtung im Rechenzentrum, etwa 3% des Gesamtenergiebedarfs eines Rechenzentrums ausmachen.89 88 89 Vgl. Computerworld (2013): Data centers are the new polluters, abgerufen am 18.06.2015 Vgl. dena (kein Datum): Energieeffizienz im Rechenzentrum, abgerufen am 13.07.2015 - 30 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Abbildung 14: Anteile von IT-Hardware und Betriebstechnik am Stromverbrauch im Rechenzentrum Luftverteilung 12% Beleuchtung, etc. 3% Stromversorgung 10% IT-Hardware 50% Kühlsystem 25% Quelle: Eigene Darstellung nach Emerson (kein Datum): Five Strategies for Cutting Data Center Energy Costs Through Enhanced Cooling Efficiency, abgerufen am 13.07.2015 4.3. Standards, Normen und Zertifizierungen In den USA besteht großes Interesse an Energie- und Energieeffizienzcodes, da diese als eine der Grundvoraussetzungen für die Durchsetzung von Energieeffizienzmaßnahmen angesehen werden. Gesetzliche Regularien sowie Normen und Richtlinien im Bereich Klimatechnik können einen großen Einfluss auf die Infrastruktur eines Rechenzentrums nehmen. Eine federführende Rolle spielt hier sowohl das US-Energieministerium (DOE), das gemeinsam mit dem öffentlichen und privaten Sektor verschiedene Aktivitäten koordiniert, die darauf abzielen, die Energieeffizienz in Rechenzentren zu verbessern, als auch die American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE), die Richtlinien für Rechenzentren entwickelt. 4.3.1. Normen, Standards und Richtlinien ASHREA-Richtlinien ASHRAE hat Richtlinien für Rechenzentren entwickelt, die sowohl Empfehlungen zur Gewährleistung der Ausfallsicherheit als auch zur energieeffizienten Betreibung umfassen. Thermal Guidelines for Data Processing Environments – Expanded Data Center Classes and Usage Guidance Die „Thermal Guidelines for Data Processing Environments – Expanded Data Center Classes and Usage Guidance” umfassen Empfehlungen für eine optimierte Kühlung sowie Informationen zur Anpassung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit in Rechenzentren. In 2008 wurden die zulässigen Temperatur- und Feuchtebereiche erweitert. Die neue Norm erlaubt eine wärmere, kältere, feuchtere und trockenere Umgebungstemperatur in Rechenzentren, ohne dass dabei das IT-Equipment zu Schaden kommt. ASHRAE empfiehlt eine Zulufttemperatur der Server zwischen 18°C und 27°C.90 Die folgenden zwei Abbildungen liefern einen Überblick über das ASHREA-Klimamodell für IT-Equipment sowie über die zulässigen Temperatur- und Feuchtebereiche. Vgl. ASHRAE (2011): Thermal Guidelines for Data Processing Environments – Expanded Data Center Classes and Usage Guidance, abgerufen am 13.07.2015 90 - 31 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Abbildung 15: Das ASHREA-Klimamodell für IT-Equipment, 2011 Quelle: Vgl. ASHRAE (2011): Thermal Guidelines for Data Processing Environments – Expanded Data Center Classes and Usage Guidance, abgerufen am 13.07.2015 Abbildung 16: Zulässige Temperatur- und Feuchtebereiche in Rechenzentren nach ASHRAE, 2011 Quelle: Vgl. ASHRAE (2011): Thermal Guidelines for Data Processing Environments – Expanded Data Center Classes and Usage Guidance, abgerufen am 13.07.2015 Die Richtlinien von 2011 führten zusätzlich eine weitere Differenzierung der Rechenzentrumsklassen (A1 bis A4) ein, wie folgende Abbildung zeigt.91 Tabelle 6: Differenzierung der Rechenzentrumsklassen nach ASHREA, 2011 Quelle: Vgl. ASHRAE (2011): Thermal Guidelines for Data Processing Environments – Expanded Data Center Classes and Usage Guidance, abgerufen am 13.07.2015 Vgl. ASHRAE (2011): Thermal Guidelines for Data Processing Environments – Expanded Data Center Classes and Usage Guidance, abgerufen am 13.07.2015 91 - 32 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Energy Standard for Data Centers and Telecommunications Buildings Anfang 2015 veröffentlichte ASHRAE zudem den Standardentwurf 90.4P, „Energy Standard for Data Centers and Telecommunications Buildings“, der Richtlinien für die Energienutzung in Rechenzentren umfasst. Der Standard würde Mindestanforderungen an die Energieeffizienz in Rechenzentren und Telekommunikationseinrichtungen festlegen, mit besonderem Fokus auf die Konstruktion und Planung, den Betrieb und die Wartung, sowie die Nutzung von erneuerbaren Energieressourcen. Der von ASHRAE vorgeschlagene Standard soll in Verbindung mit ASHRAE/IES Standard 90.1, „Energy Standard for Buildings Except Low-Rise Residential Buildings“, eingesetzt werden. Sollte der Standard verabschiedet werden, müssten bei der Konstruktion von Rechenzentren künftig beide Standards, 90.1 und 90.4., berücksichtigt werden.92 ISO-Standards Die International Organization of Standardization (ISO) ist die weltweit größte Vereinigung von Normungsorganisationen und veröffentlicht international etablierte Standarddefinitionen. Im Bereich Energieeffizienz sind insbesondere die Standards ISO 50001:2011 und ISO 14001:2004 von Bedeutung. ISO 50001:2011 Standard für Energiemanagementsysteme ISO 50001 unterstützt Unternehmen bei der Integration von Prozessen zur Steigerung ihrer Energieeffizienz in ihre Managementpraktiken.93 Dies umfasst u.a.: Die Erstellung von Richtlinien zur Energienutzung; Die Verwendung der Daten als Basis für die laufende Prognose sowie für Verbesserungen der Energieeffizienz; Die Anschaffung von Equipment mit niedrigem Energieverbrauch. ISO 14001:2004 Standard für Umweltmanagementsysteme ISO 14001:2004 stellt sicher, dass Unternehmen bei ihren Aktivitäten mögliche negative Auswirkungen auf die Umwelt minimiert und, wenn notwendig, kontrolliert.94 Europäischer Code of Conduct für Rechenzentren Beim europäischen Code of Conduct für Rechenzentren handelt es sich um eine Initiative des Joint Research Center sowie des Institute for Energy der Europäischen Kommission.95 Ziel des Codes ist es, über den Energieverbrauch in Rechenzentren zu informieren und Best Practices und Ziele zur Energieeffizienz zu liefern. Betreiber von Rechenzentren als auch Hersteller von ICT-Hardware und -Infrastruktur können sich dem Code freiwillig verpflichten. Aktuell (Stand Juli 2015) haben sich dem Code weltweit 105 Unternehmen und Organisationen verpflichtet. Zudem zählt der Code 228 offizielle Unterstützer. Als bislang einziges US-amerikanisches Unternehmen hat sich eBay dem Code verschrieben. Das Unternehmen betreibt zwei Rechenzentren: eines in Phoenix, AZ und eines in Denver, CO. Die US-amerikanischen Unternehmen Datacentrix, EMC Corporation, Hewlett Packard, Server Technology Inc. und der Branchenverband The Green Grid gehören zu den offiziellen Unterstützern des Codes. 96 Vgl. ASHRAE (2015): Proposed Energy Standard For Data Centers, Telecommunications Buildings Open For Public Comment, abgerufen am 13.07.2015 93 Vgl. ISO (2011): ISO 50001: 2011, abgerufen am 28.07.2015 94 Vgl. ISO (2011): ISO 14001: 2004, abgerufen am 28.07.2015 95 Vgl. European Commission (2015):Data Centres Energy Efficiency, abgerufen am 13.07.2015 96 Vgl. European Commission (2015):Data Centres Energy Efficiency, abgerufen am 13.07.2015 92 - 33 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 4.3.2. Zertifizierungen In den USA gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Zertifizierungssysteme für Energieeffizienz, wovon einige einen speziellen Fokus auf Rechenzentren legen. Das LEED-System des USGBC gilt mittlerweile zusammen mit dem Energy Star Programm als wichtigstes Zertifizierungssystem für Energieeffizienz in Rechenzentren. LEED-Zertifizierung LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) ist ein international etabliertes, freiwilliges Zertifizierungssystem des US Green Building Council (USGBC) für ökologisches Bauen. Es handelt sich um ein im Jahr 2000 entwickeltes mehrschichtiges System verschiedener Standards, das fast alle Sparten der Bauwirtschaft, von der Gebietsentwicklung bis zur Modernisierung bzw. dem Gebäudebetrieb, beinhaltet. Gegenstand der LEED-Zertifizierung sind das Design von Gebäuden, die Baumaterialien sowie die Gebäudebewirtschaftung. Bewertet werden in einem Ratingsystem die Aspekte Nachhaltigkeit, Wassereffizienz, Energie und Atmosphäre, Material- und Rohstoffverbrauch, Wohn- und Gebäudenutzungs- Qualität sowie Innovation und Design.97 In 2012 passte das USGBC die Richtlinien den spezifischen Anforderungen von Rechenzentren an (“LEED for Data Centers Existing Buildings: Operations & Maintenance”).98 Seitdem haben zahlreiche USRechenzentren die LEED-Zertifizierung erhalten. So hat beispielsweise ein Rechenzentrum des USUnternehmens Apple in Maiden, North Carolina als erstes Rechenzentrum seiner Größe die LEED Platinum-Zertifizierung erhalten.99 Folgende Abbildung liefert einen Überblick über US-Rechenzentren, die die LEED-Platinum-Zertifizierung erhalten haben. Tabelle 7: LEED-Platinum-zertifizierte US-Rechenzentren, 2015 Unternehmen Rechenzentrum PUE-Wert Standort LEED-Bewertung Apple iDataCenter k.A. Maiden, NC Platinum Digital Realty Trust 1201 Comstock 1525 Comstock 1,31 Santa Clara, CA Santa Clara, CA Platinum VMWare Intergate.Columbia k.A. Wenatchee, WA Platinum Other World Computing k.A. k.A. Woodstock, IL Platinum Vantage V2 V3 1,12 1,20 Santa Clara, CA Santa Clara, CA Platinum GE Appliances & Lighting Appliance Park k.A. Louisville, KY Platinum Quelle: Eigene Darstellung nach USGBC (kein Datum): LEED List, abgerufen am 13.07.2015 Typische Merkmale eines LEED-zertifizierten Rechenzentrums sind: Fortschrittliches Kühlungssystem zur Reduzierung des Energieverbrauchs; Verbesserte Kühlung mit einem höheren Wirkungsgrad; Reduzierter Energieverbrauch; Vgl. USGBC (kein Datum): LEED for Data Centers Existing Buildings: Operations & Maintenance, abgerufen am 13.07.2015 Vgl. USGBC (kein Datum): LEED for Data Centers Existing Buildings: Operations & Maintenance, abgerufen am 13.07.2015 99 Vgl. Apple (2015): Erneuerbare Ressourcen, abgerufen am 13.07.2015 97 98 - 34 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Nutzung eines sauberen Notstromaggregats; Nutzung erneuerbarer Energie; Ökologische Bauweise; Intelligentes Design. ENERGY STAR-Zertifizierung Der ENERGY STAR wurde in 1992 von der EPA als eine freiwillige Partnerschaft eingeführt. Das ENERGY STAR Logo findet sich mittlerweile auf mehr als 60 verschiedenen Kategorien von Produkten, Häusern und Gewerbebauten. Produkte und Gebäude mit einem ENERGY STAR erfüllen strikte Energieeffizienzvorgaben, welche durch die EPA und das DOE festgesetzt wurden. 100 In 2009 führte die EPA die erste Version ihres serverspezifischen ENERGY STAR-Programms ein. Damit Server die ENERGY STAR Zertifizierung erhalten, müssen auf der Energierichterskala der EPA mindestens 75 Punkte erreicht werden. Ziel ist es, Rechenzentrumsbetreiber dazu anzuregen, den Energieverbrauch auf wirtschaftliche Weise zu senken, ohne die entscheidenden Funktionen der Rechenzentren zu beeinträchtigen. Das Logo gilt sowohl für eigenständige Rechenzentren als auch für Gebäude, in denen sich große Rechenzentren befinden. Als Maßstab dient der PUE-Wert, der die Energieeffizienz eines Rechenzentrums ausdrückt.101 Aus EPA-Sicht ist das Einsparungspotenzial enorm. Laut EPA sind Server, die die ENERGY STARKennzeichnung erhalten, im Durchschnitt bis zu 30% energieeffizienter als Standardserver. Pro Jahr ließen sich schätzungsweise 800 Mio. USD an Energiekosten einsparen, wären alle in den USA verkauften Server ENERGY STAR-fähig. In 2013 passte EPA die Kriterien für ein höheres Effizienzmaß an. Alle Server, die der ENERGY STAR 1.0-Version entsprachen, müssen nun die Anforderungen der Version 2.0 erfüllen und Daten über die Leistungs- und Verbrauchswerte bereitstellen.102 Folgende Tabelle liefert einen Überblick über ausgewählte Rechenzentren im Westen der USA, die die ENERGY STAR Zertifizierung erhalten haben. Tabelle 8: Nach ENERGY STAR zertifizierte Rechenzentren im Westen der USA, 2015 USBetreiber/ Name Besitzer Bundesstaat Verwalter 1656 McCarthy CA CoreSite k.A. Blvd American American Express ExpressInformation AZ Information k.A. Processing Processing Center Center Jahr 2013 2011, 2012, 2013, 2014 BAIS SC2 CA BAIS Inc. BAIS Inc. 2011 BendBroadband Vault, LLC OR Bend Broadband The Vault Bend Broadband The Vault 2013 Vgl. Energy Star (kein Datum): About Energy Star, abgerufen am 28.07.2015 Vgl. Energy Star (kein Datum): Benchmark Your Data Center’s Energy Efficiency, abgerufen am 13.07.2015 102 Vgl. Energy Star (kein Datum): Benchmark Your Data Center’s Energy Efficiency, abgerufen am 13.07.2015 100 101 - 35 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Name USBundesstaat Besitzer Betreiber/ Verwalter Jahr CoreSite - 2901 Coronado Drive CA CoreSite CoreSite 2011 Corona Data Center CA Kaiser Permanente Corona, Ca k.A. 2013, 2014 Equinix LA3 CA Equinix Equinix 2013 Equinix LA4 CA Equinix Equinix SV2 CA Equinix Equinix 2013 Equinix SV4 CA Equinix k.A. 2013 Equinix SV5 CA Equinix k.A. 2012, 2013 WA Sabey Data Center Properties LLC k.A. 2015 CA PacTrust Internap 2012 WA Intuit k.A. 2013, 2014 CA Kaiser Permanente k.A. 2013, 2014 UT Oracle k.A. 2014 CA Hewlett Packard ISS IFS 2015 AZ eBay, Inc. McKinstry 2013, 2014, 2015 CA RagingWire k.A. 2011, 2013, 2014 CA RagingWire k.A. 2012, 2014 SLC01 DC eBay UT eBay, Inc. McKinstry 2013, 2014 SLC02 DC eBay UT eBay, Inc. McKinstry 2015 South Data Center UT Consonus Technologies Consonus Technologies 2010 SV3 CA Equinix k.A. 2012, 2013, 2015 WA University of Washington Office of Planning and Budgeting k.A. 2013, 2014 Intergate Quincy, Building C Internap Santa Clara Data Center Intuit Quincy Data Center Napa Data Center Oracle Utah Compute Facility Palo Alto - Bldg 6A PHX02 DC eBay RagingWire Data Center (CA1) RagingWire Data Center (CA2) UW Tower Data Center 2012, 2013 Quelle: Eigene Darstellung nach Energy Star (kein Datum): ENERGY STAR Certified Data Centers, abgerufen am 13.07.2015 - 36 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Tier-Zertifizierung Die Tier-Zertifizierung ist eine vom Uptime Institute entwickelte Zertifizierung für Rechenzentren. Das Uptime Institute ist eine unabhängige Forschungs-, Bildungs- und Beratungseinrichtung und konzentriert sich auf die Verbesserung der Leistung und Effizienz von Rechenzentren. Das Institut definiert und zertifiziert Rechenzentren nach vier unterschiedlichen Versorgungklassen (Tier Level I bis IV) für Stromund Klimaversorgung inklusive Mess-, Steuer- und Regeltechnik (siehe Abbildung 17).103 Ein Rechenzentrum der niedrigsten Kategorie (Tier I) verfügt über nicht-redundante Gebäudekomponenten und einfache nicht-redundante Verteilernetze, die die Server des Standorts versorgen. Ein Rechenzentrum der zweiten Kategorie (Tier II) verfügt über redundante Gebäudekomponenten und einfache nichtredundante Verteilernetze. Ein Rechenzentrum der dritten Kategorie (Tier III) verfügt über redundante Gebäudekomponenten und multiple Verteilernetze. Ein Rechenzentrum der vierten Kategorie (Tier IV) gilt als fehlertolerantes Rechenzentrum, welches redundante Gebäudekomponenten und multiple Verteilernetze umfasst.104 Abbildung 17: Tier-Zertifizierung von Rechenzentren nach Verfügbarkeitsklassen Quelle: Vgl. The Uptime Institute (kein Datum): Tier Certification, abgerufen am 13.07.2015 Mit Stand Juli 2015 sind 79 Rechenzentren in den USA durch das Uptime Institute zertifiziert. 105 Folgende Tabelle liefert einen Überblick über Tier-zertifizierte Rechenzentren im Westen der USA. Vgl. The Uptime Institute (kein Datum): Tier Certification, abgerufen am 13.07.2015 Vgl. The Uptime Institute (kein Datum): Tier Certification, abgerufen am 13.07.2015 105 Vgl. The Uptime Institute (kein Datum): Tier Certification, abgerufen am 13.07.2015 103 104 - 37 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Tabelle 9: Tier-zertifizierte Rechenzentren im Westen der USA, 2015 Standort des Unternehmen Rechenzentrum Tier-Zertifizierung Rechenzentrums Tier IV Gold Certification of Operational Sustainability SUPERNAP 8 Tier IV Certification of Constructed Switch MOD 1, Sect 8, NV Facility Phase 1 Tier IV Certification of Design Documents Tier III Bronze Certification of Operational Sustainability OC2 Phase II Data Tier III Certification of Constructed CenturyLink CA Hall 1 Facility Tier III Certification of Design Documents Tier III Gold Certification of Operational Sustainability Tier III Certification of Constructed Vantage Data Facility SEA1-V1 WA Centers WA1, LLC Tier III Certification of Constructed Facility Tier III Certification of Design Documents Tier III Certification of Constructed Lone Mountain Facility ViaWest NV Phase II Tier III Certification of Design Documents Tier III Certification of Constructed California Headquarters Facility CA Highway Patrol Data Center Tier III Certification of Design Documents Tier III Certification of Constructed OneNeck IT Vault Data Center Facility OR Solutions LLC Phase One Tier III Certification of Design Documents Tier IV Certification of Design Switch SUPERNAP 9 NV Documents Lone Mountain Tier IV Certification of Design ViaWest NV Data Center Documents Amadeus Revenue Tucson Arizona Tier III Certification of Design AZ Integrity Data Center Documents 1725 Comstock Tier III Certification of Design Digital Realty CA Data Center Documents Office of Technology Tier III Certification of Design State of California CA Services - Gold Documents Camp Data Center IO Phoenix Tier III Certification of Design IO AZ Phase One Documents Tier III Certification of Design State of Oregon ODAS OR Documents Quelle: Eigene Darstellung nach The Uptime Institute (kein Datum): Tier Certification Maps, abgerufen am 13.07.2015 - 38 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 80-Plus-Zertifizierung Die 80-Plus-Initiative wurde vom Unternehmen EPRI-Solutions entwickelt und zeichnet besonders effiziente Netzteile mit der gleichnamigen Zertifizierung aus. Das Logo zeigt auf, welche PCs und Server bei Auslastungen von 20%, 50% und 100% eine Effizienz von 80% oder mehr erreichen. Zudem müssen sie einen Leistungsfaktor von 0,9 oder größer aufweisen. Im Jahr 2008 und 2009 wurde das Konzept erweitert und ein Bronze-, Silber- und Gold-Zertifikat sowie ein Platinum-Zertifikat eingeführt. Gefördert wurde die Initiative ursprünglich durch die California Energy Commission (CEC), mittlerweile wird die Initiative durch zahlreiche Energieversorger unterstützt. Folgende Abbildung liefert einen Überblick über die einzelnen Zertifizierungskategorien. Abbildung 18: Die 80-Plus-Zertifizierung Quelle: Vgl. Plugload Solutions (2015): 80 PLUS Certified Power Supplies and Manufacturers, abgerufen am 28.07.2015 4.4. Ansatzpunkte zur Steigerung der Energieeffizienz von Rechenzentren 4.4.1. Applikationen und Daten Zwar ist der Anteil der Datenspeicherung am Gesamtenergieverbrauch in Rechenzentren relativ gering, dennoch lassen sich durch eine Optimierung der eingesetzten Applikationen und eine Verbesserung des Datenmanagements Energieeffizienzsteigerungen realisieren. Laut BITKOM befindet sich auf den Datenträgern vieler Unternehmen eine hohe Anzahl an Musik- und Video-Dateien, die zwar nicht zwangsläufig für den Geschäftsablauf notwendig sind, jedoch den Großteil aller Unternehmensdateien ausmachen. Darüber hinaus werden Dateien oftmals mehrfach abgespeichert und unnötige und alte Daten und Applikationen nicht entfernt, was die Datenmenge unnötig weiter erhöht.106 Ein Ansatzpunkt zur Optimierung der Datenspeicherung liefert das Konzept des Information Lifecycle Management (ILM). Hierbei handelt es sich um eine Regelmaschine, die den optimalen Speicherplatz für 106 Vgl. Bitkom (2009): Leitfaden Energieeffizienz in Rechenzentren, abgerufen am 16.07.2015 - 39 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 verwaltete Informationsobjekte ermittelt. Dabei werden nur Informationsobjekte, die jederzeit verfügbar sein müssen, auf hochwertigem und kostenintensivem Speicher mit höherem Energieverbrauch abgelegt. Datenobjekte mit geringerer Wichtigkeit werden automatisch auf Datenträgern mit geringerer Leistung und niedrigem Energieverbrauch gesichert. ILM sorgt darüber hinaus dafür, dass Daten zum Ende ihres Lebenszyklus automatisch entfernt werden. Weitere wichtige Technologien und Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz bei der Datenspeicherung sind der Einsatz von Datenbändern, welche erst beim Datenzugriff Energie benötigen, energieoptimierte Speichersysteme, Laufwerke mit hoher Speicherdichte, die Datenkomprimierung durch moderne De-Duplikationstechnologien sowie das temporäre Abschalten von derzeit nichtbenötigten Datenträgern. 107 Zusätzlich zum effizienten Datenmanagement empfiehlt sich die kritische Infragestellung der eingesetzten Applikationen. Bereits bei der Beschaffung von Software sollte ein Blick auf den entsprechenden Bedarf an Hardwareressourcen geworfen werden und die zu erwartenden Hardware- und Energiekosten sollten bei der Kaufentscheidung berücksichtigt werden. Für den Geschäftsablauf unnötige und veraltete Applikationen sollten gelöscht werden um Speicherplatz freizugeben. 108 4.4.2. Virtualisierung Virtualisierung bedeutet die Abstraktion logischer Systeme von der realen physischen Hardware, sodass Ressourcen nicht dediziert, sondern gemeinsam genutzt werden können. Die Ressourcen können somit flexibler bereitgestellt werden und Kapazitäten besser genutzt werden, was die Auslastung der Systeme erhöht und somit Energie einspart. Es gibt drei gängige Ansätze bei der Server-Virtualisierung: virtuelles Maschinenmodell, paravirtualisiertes Maschinenmodell (PVM) und Virtualisierung auf der Ebene des Betriebssystems (OS). Virtuelle Maschinen (VM): Bei der Nutzung virtueller Maschinen nutzt der Gast eine Nachbildung der tatsächlichen Hardwareschicht. Dadurch ist es möglich das Betriebssystem des Gasts ohne Änderungen auszuführen. Dementsprechend können die vom Administrator erstellten Gäste unterschiedliche Betriebssysteme verwenden. Für das Gastsystem ist es nicht ersichtlich, dass er nicht direkt auf der Hardwareebene, sondern auf einem Host-System operiert. Damit dieser Prozess reibungslos funktioniert, müssen die vom Gast-System eingespeisten Befehle mittels Echtzeitcomputing vom Hostsystem, an die CPU, überliefert werden.109 Paravirtuelle Maschinen (PVM): Die Funktionsweise der PVM ist nahezu identisch zu denen der VM. Bei PVM werden die Befehle der Gast-System ebenfalls über das Host-System an die Hardware weitergeleitet, jedoch wird bei den PVM, anders als bei den VM, das Gast System verändert. Dieser Prozess nennt sich Portierung.110 OS (Betriebssystemebene): Die Virtualisierung auf Ebene des Betriebssystems funktioniert nur wenn der Host, sowie der Gast dasselbe Betriebssystem nutzen. Der Host operiert als Kern und exportiert Betriebssystemfunktionen an die Gäste. Dadurch werden zweiseitige Systemaufrufe, wie beim VM Modell verhindert. Jedoch müssen die Partitionen der Gäste streng getrennt werden, damit bei einem Ausfall oder sonstigen Defekten einer Partition, nicht auch andere Partitionen Vgl. Bitkom (2009): Leitfaden Energieeffizienz in Rechenzentren, abgerufen am 16.07.2015 Vgl. Bitkom (2009): Leitfaden Energieeffizienz in Rechenzentren, abgerufen am 20.07.2015 109 Vgl. SeachDataCenter.de (August 2013): Server-Virtualisierung, abgerufen am 20.07.2015 110 Vgl. SeachDataCenter.de (August 2013): Server-Virtualisierung, abgerufen am 20.07.2015 107 108 - 40 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 negativ beeinflusst werden. Dieses System ermöglicht es Applikationen und Bibliotheken auf einer physischen Maschine tausenden Nutzern gleichzeitig zur Verfügung zu stellen. 111 Abbildung 19 zeigt ein Beispiel für die Konsolidierung von Servern durch den Einsatz von Virtualisierung. Während vor der Nutzung von Virtualisierung vier Einzelsysteme mit Auslastung von jeweils lediglich 10% und einem Energieverbrauch von jeweils 2KW betrieben werden, kann durch professionelle Virtualisierung eine Systemauslastung von 50% erreicht werden, wobei der Gesamtenergieverbrauch bei lediglich 4KW liegt. Die Effizienzsteigerung von 50% in diesem Beispiel stellt dabei einen konservativen Wert dar, deutlich höhere Einsparungsraten bis zu 85% sind möglich.112 Abbildung 19: Energieeinsparung durch Virtualisierung Quelle: Vgl. Bitkom (2009): Leitfaden Energieeffizienz in Rechenzentren, abgerufen am 16.07.2015 Einige Kunden von Rechenzentren betrachten die Nutzung von Virtualisierung als potenziell unsicher und bestehen auf den Einsatz von dedizierten Servern für ihre Daten und Anwendungen. Man kann jedoch davon ausgehen, dass durch die verstärkte Aufklärung der Kunden in Bezug auf die Sicherheit dieser Technologien, die Adoptionsrate für Virtualisierung weiterhin zunehmen wird. Virtualisierung ist eine der wichtigsten Ansatzpunkte für die effiziente Ressourcennutzung und somit unumgänglich bei der Steigerung der Energieeffizienz in Rechenzentren. 4.4.3. IT Hardware Abbildung 20 zeigt den prozentualen Anteil der verbauten Komponenten am Gesamtenergieverbrauch eines Servers. Mit 31% sorgt die CPU für den größten Energieverbrauch, gefolgt vom Netzteil mit 20%, den Festplatten mit 16%, der Lüftung mit 13% sowie dem Mainboard und dem Hauptspeicher mit jeweils 10%. Die Komponentenauswahl beim Aufbau des Servers hat somit unmittelbare Auswirkungen auf den Gesamtenergieverbrauch. 111 112 Vgl. SeachDataCenter.de (August 2013): Server-Virtualisierung, abgerufen am 20.07.2015 Vgl. Bitkom (2009): Leitfaden Energieeffizienz in Rechenzentren, abgerufen am 16.07.2015 - 41 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Abbildung 20: Verteilung des Energieverbrauchs einzelner Serverkomponenten Speicher; 10% Mainboard; 10% CPU; 31% Lüfter; 13% Festplatten; 16% Netzteil; 20% Quelle: Eigene Darstellung nach Bitkom (2009): Leitfaden Energieeffizienz in Rechenzentren, abgerufen am 17.07.2015 Es gibt diverse Hersteller im Markt, die energiesparende CPUs, Lüfter sowie Netzteile mit hohem Wirkungsgrad anbieten, die sich für den Einsatz in energieeffizienten Servern eignen. Kleinere Festplatten mit 2,5“ haben einen geringeren Energiebedarf als größere 3,5“-Modelle, Festplatten mit weniger Umdrehungszahlen verbrauchen ebenfalls weniger Energie. Diese sollten selbstverständlich nur dann eingesetzt werden, wenn die Datenübertragungsraten für die für den Server geplanten Applikationen eine untergeordnete Rolle spielen.113 Seit 2007 existiert der sog. SPECpower-Benchmark, ein Industriestandardtest welcher die Performance und die Energieaufnahme von Servern in der Maßeinheit ssj_ops/Watt misst. 114 4.4.4. Unterbrechungsfreie Stromversorgung Schon kleinere Schwankungen und Kurzausfälle in der Elektrizitätszufuhr können, die im Rechenzentrum eingesetzte Hard- und Software beschädigen. Durch den Einsatz einer unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) in Form von Batterien, kann im Falle eines Stromausfalls oder bei Schwankungen in der Energiezufuhr, sichergestellt werden, dass die Netzteile der IT-Hardware kontinuierlich mit Strom versorgt werden. Die Bauteile einer USV zeichnen sich durch unterschiedliche Wirkungsgrade und somit auch einer gewissen Verlustrate aus. Der Wechselstrom des Netzes wird in Gleichstrom umgewandelt und in die Batterie geladen und gleichzeitig zurück in Wechselstrom umgewandelt um die Netzteile der ITHardware mit Strom zu versorgen. Dieser Prozess sorgt für einen Großteil der Energieverluste in Rechenzentren.115 Eine hochwertige USV kann jedoch einen Wirkungsgrad von bis zu 96% erreichen. Auch bei kleineren Rechenzentren sollte eine USV mit mindestens 90% Wirkungsgrad eingesetzt werden, um Verluste gering zu halten. Bei der Auswahl der USV sollte ebenfalls auf deren Leistung geachtet werden. Durch eine Überdimensionierung ist zwar sichergestellt, dass die IT-Hardware mit genug Leistung versorgt wird, Vgl. Bitkom (2009): Leitfaden Energieeffizienz in Rechenzentren, abgerufen am 22.07.2015 Vgl. Spec (2015): SPECpower_ssj® 2008, abgerufen am 22.07.2015 115 Vgl. Google (2015): Datecenter – Efficiency: How others can do it, abgerufen am 22.07.2015 113 114 - 42 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 allerdings können hierdurch signifikante Mehrkosten entstehen, die bei einer neuen USV mit korrekter Leistungsstufe vermieden werden können.116 4.4.5. Klimatisierung Aufgrund der großen Hitze, die im Rack durch die betriebenen Systeme entsteht, ist eine effiziente Kühlung des gesamten Rechenzentrums erforderlich. Die Kühlung trägt jedoch erheblich zum Gesamtstromverbrauch eines Rechenzentrums bei. Industrieexperten zufolge kann die Kühlung zwischen 30-50% des gesamten Energieverbrauchs in Serverräumen und Rechenzentren ausmachen.117 Insbesondere Geräte mit hoher Dichte, wie beispielsweise Blade-Server, haben hohe Stromversorgungs- und Kühlungsanforderungen.118 Unter anderem haben die Luftverteilung, die freie Kühlung, die Raumkonditionen, die Rückluftbedingungen und die Zuluftbedingungen Einfluss auf den PUE-Wert eines Rechenzentrums. Jedoch lässt sich der Energieanteil für die Klimatisierung eines Rechenzentrums durch innovative, energieeffiziente Klimatisierungslösungen deutlich reduzieren. Die Identifizierung einer energieeffizienten Klimatisierungslösung für ein Rechenzentrum hängt von vielen verschiedenen Faktoren ab, wie beispielsweise der Größe, dem Aufbau, der Leistungsdichte und der Lage des Rechenzentrums, sowie von der gewünschten Kosteneinsparung und dem erwünschten Grad der Ausfallsicherheit. Wie bereits erläutert, wurden die zugelassenen IT-Betriebsbedingungen von ASHRAE im Jahr 2008 erheblich erweitert. Betriebsumgebungen dürfen nun wärmer, kälter, feuchter und trockener sein als zuvor, ohne dass die IT als gefährdet gilt. So sind neue Kühltechnologien anwendbar. Industrieexperten zufolge bietet die freie Kühlung die größten Einsparpotentiale, insbesondere in kälteren Klimazonen.119 Unter der freien Kühlung versteht man die Klimatisierung eines Rechenzentrums mit Außenluft.120 Durch Kühlung mit freier Außenluft lässt sich der Energieverbrauch erheblich reduzieren. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen der direkten freien Kühlung, bei der die gefilterte, kühle Außenluft genutzt wird, um das Rechenzentrum zu klimatisieren, und der indirekten freien Kühlung, bei der durch die kalte Außenluft ein Kühlmedium abgekühlt wird, das wiederum die Innenluft kühlt. Die direkte freie Kühlung hat den Vorteil, dass die Kühlleistung der Außenluft optimal genutzt wird. So können Einsparpotentiale bis zu 90% erzielt werden. Jedoch entstehen bei dieser Methode auch Herausforderungen, da eine Steuerungs-, Filter- und Regelungstechnik benötigt wird, welche die Luftqualität, Luftfeuchtigkeit und Temperatur in den gewünschten Grenzwerten hält. Die indirekte Kühlung hat wiederum den Vorteil, dass keine Außenluft in das Rechenzentrum gelangt, sodass die Luftfeuchtigkeit und Verschmutzung keine Gefahr für das Rechenzentrum darstellt. 121 Auch die Verdunstungskühlung (adiabatische Kühlung) bietet Potential. Hierunter versteht man die Befeuchtung von Luft unter adiabaten Bedingungen.122 Die für die Verdunstung von Wasser notwendige Energie wird der Luft entnommen und trägt zur Kühlung bei. Es wird zwischen der direkten und der indirekten Verdunstungskühlung unterschieden: bei der direkten adiabaten Kühlung wird die Außenluft mithilfe von Luftbefeuchtung runtergekühlt und dem Raum zugeführt, was zu einem reduzierten Anteil an Betriebsstunden mit dem Kompressor und somit zu einer Steigerung der Energieeffizienz führt. Gleichzeitig steigt jedoch die Luftfeuchtigkeit sehr stark an. Bei der indirekten adiabaten Kühlung wird die Abluft befeuchtet und damit über einen Wärmeaustauscher indirekt die Zuluft gekühlt. Dies hat den Vgl. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (November 2009): Energieeffiziente Rechenzentren – Best-Practice-Beispiele aus Europa, USA und Asien, abgerufen am 22.07.2015 117 Vgl. Emerson (kein Datum): Five Strategies for Cutting Data Center Energy Costs Through Enhanced Cooling Efficiency, abgerufen am 13.07.2015 118 Vgl. IBM (2008): Effiziente und umweltfreundliche Rechenzentren reduzieren Energiekosten und sichern Wettbewerbsvorteile, abgerufen am 13.07.2015 119 Vgl. Data Center Knowledge (2014): Free Cooling Concepts for Your Data Center, abgerufen am 13.07.2015 120 Vgl. innovIT AG (kein Datum): Freie Kühlung, abgerufen am 13.07.2015 121 Vgl. innovIT AG (kein Datum): Freie Kühlung, abgerufen am 13.07.2015 122 Vgl. Upper Austria University of Applied Sciences (2013): Adiabate Kühlung von Industrieanlagen und Gebäuden, abgerufen am 13.07.2015 116 - 43 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Vorteil, dass die Zuluft nicht befeuchtet wird.123 Laut dem NREL bietet die direkte als auch die indirekte Verdunstungskühlung in Verbindung mit Economizers124 ein Energieeinsparpotential von über 90%, wie folgende Abbildung verdeutlicht. Abbildung 21: Energieeinsparpotential der direkten und indirekten Verdunstungskühlung in den USA, 2014 Quelle: Vgl. NREL (2014): Trends in Data Center Design – ASHRAE Leads the Way to Large Energy Savings, abgerufen am 13.07.2015 Nicht zuletzt steckt auch in der geothermischen Wasserkühlung von Servern großes Energieeinsparpotential, obwohl diese Methode bislang in den USA noch nicht sehr weit verbreitet ist.125 Bei der geothermischen Kühlung wird keine maschinelle Kälteerzeugung benötigt: die Kühlung erfolgt mit Hilfe eines Wasser-Glykol-Mixes, das über ein geschlossenes Rohrleitungssystem in den Boden geführt, dort abgekühlt und anschließend durch Pumpen wieder nach oben befördert wird, um die Server-Racks im Rechenzentrum zu kühlen.126 So wird beispielsweise das 371.6122 m² große Rechenzentrum des American College Testing im Bundesstaat Iowa geothermisch gekühlt. Das innovative System erhielt vor kurzem die LEED-Platinum-Zertifizierung. Auch Prairie Bunkers, LLC im Bundesstaat Nebraska kühlt sein Rechenzentren mit einem geothermischen System.127 4.4.6. Gebäudeplanung und Wärmenutzung Ein Großteil der von den Rechenzentren verbrauchten Stromenergie wird von den Servern in Wärmeenergie umgewandelt. Damit die Rechenzentren nicht überhitzen und zuverlässig operieren können, muss eine angemessene Umgebung erzeugt werden. Wichtig ist neben der Temperatur, dass die Rechenzentren möglichst frei von Staubpartikeln sind und eine geringe Luftfeuchtigkeit herrscht. Die 128 beiden letzteren Problempunkte lassen sich relativ stromsparend durch geeignete Filter lösen. Die Regulierung und Sicherung einer geeigneten Temperatur stellt somit die größte Herausforderung dar. Mittlerweile gibt es viele innovative Lösungen auf dem Markt, die bereits erfolgreich eingesetzt werden. Vgl. Upper Austria University of Applied Sciences (2013): Adiabate Kühlung von Industrieanlagen und Gebäuden, abgerufen am 13.07.2015 124 Economizer steht für Vorwärmer oder Sparanlage. Er dient zur Übertragung der Wärme durch Verwertung von Abwärme. 125 Vgl. Borderstep (2008): Energieeffiziente Rechenzentren, abgerufen am 13.07.2015 126 Vgl. Bundesverband Geothermie (2011): Geothermische Kühlung für Serverschränke, abgerufen am 13.07.2015 127 Vgl. Data Center Knowledge (kein Datum):Geothermal Data Centers, abgerufen am 13.07.2015 128 Vgl. Data Center Knowledge: How Google Cools Its Armada of Servers, abgerufen am 22.07.15 123 - 44 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Neben der Nutzung der Abwärme ist es wichtig, bereits bei der Konstruktion der Rechenzentren bzw. des Serverraums auf eine geeignete Bauweise zu achten. Z.B. kann durch die Platzierung des Gebäudes im 129 Schatten die natürliche Wärmeeinstrahlung bereits erheblich gesenkt werden. Für die Nutzung bzw. dem Abtransport der überschüssigen Wärmeenergie gibt es verschiedene Lösungen. Bei der Konstruktion großer Rechenzentren kann bereits im Vorhinein darauf geachtet werden, dass die Rechenzentren in der Nähe einer natürlichen Quelle zum Wärmeabtransport erbaut werden. Google nutzt für sein neues Rechenzentrum z.B. unterirdische Wasserströme zum Abtransport der Wärmeenergie, aber auch Systeme, die kühle Umluft in die Rechenzentren leiten, werden populär.130 Für Serverräume oder Rechenzentren in der Nähe oder sogar innerhalb von Bürogebäuden, kann die Wärmeenergie sogar als Heizquelle für die Bürofläche genutzt werden. In einigen Fällen kommen die Büros durch die Wärmeressource nahezu ohne Heizenergie aus Primärquellen aus.131 Zuletzt ist wichtig, dass im Vorhinein ermittelt wird, bei welchen Temperaturen die Hardware noch zuverlässig funktioniert, so wird vermieden, dass die Räume auf unnötig tiefe Temperaturen gekühlt werden. 4.4.7. Stromeinkauf Die aus dem Betrieb eines Rechenzentrums resultierenden CO2-Emissionen können durch den Bezug von Ökostrom erheblich gesenkt werden.132 Die Kosten sind beim Stromeinkauf allerdings meist ausschlaggebend. Deshalb wird ohne staatliche Anreize nur selten auf die Ökostromvariante zurückgegriffen. Jedoch sind vor allem große Unternehmen häufig daran interessiert, öffentlich ihre freiwillige Verpflichtung zu regenerativ erzeugtem Strom zu demonstrieren. Unternehmen können Ökostrom entweder selbst produzieren, von Erzeugern kaufen oder sogenannte Renewable Energy Certificates (RECs) erwerben. Ein REC entspricht 1.000 KWh (Kilowattstunden) aus erneuerbaren Energiequellen.133 Dieses Zertifikat wird frei am Markt gehandelt und kann mit oder ohne den zugrundeliegenden Strom erworben werden. So wird es Unternehmen ohne direkten Anschluss an Solar- oder Windenergieanlagen ermöglicht, zumindest bilanziell grünen Strom zu nutzen. Neben dem Erwerb von RECs kann erneuerbare Energie auch durch sogenannte GPRUs (Green Pricing Programs of Regulated Utilities) erworben werden. Green Pricing ist ein Programm, welches von lokalen Netzbetreibern in Bundesstaaten mit staatlich regulierten Stromversorgern angeboten wird. Es ermöglicht Unternehmen einen Teil ihrer Energie aus erneuerbaren Energiequellen zu beziehen. Dieser Strom kann meist nur zu einem höheren Preis bezogen werden. Der Vorteil ist jedoch, dass eine bestehende Beziehung zum Netzbetreiber genutzt werden kann.134 4.5. Energieeffizienz-Kennzahlen von Rechenzentren Mit einer Vielzahl von Kennwerten wird versucht, Rechenzentren mit einander zu vergleichen. Ziel ist es, Größen zu messen und Effizienzfortschritte zu verfolgen. Bislang existieren noch keine einheitlichen Standards für die Messung des Energieverbrauchs von Rechenzentren. Allerdings wurden in den letzten Jahren zahlreiche Vorschläge und Konzepte von Verbänden und Forschungsinstituten veröffentlicht, um die Energieeffizienz in Rechenzentren adäquat darzustellen. Laut Mark Monroe, Executive Director bei The Vgl. Deutsche Energie Agentur: Leistung steigern, Kosten senken: Energieeffizienz im Rechenzentrum, abgerufen am 27.07.15 Vgl. Google Inc. (2014): How We Do It, abgerufen am 22.07.15 131 Vgl. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (November 2009): Energieeffiziente Rechenzentren – Best-Practice-Beispiele aus Europa, USA und Asien, abgerufen am 22.07.2015 132Vgl. Bundesministerium für Umwelt Naturschutz und Reaktorsicherheit: Energieeffiziente Rechenzentren, abgerufen am 21.07.15 133 Vgl. EPA (kein Datum):Renewable Energy Certificates (RECs) abgerufen am 27.07.15 134 Vgl. NREL (2015): Buying Green Power and Renewable Energy Certificates, abgerufen am 27.07.15 129 130 - 45 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Green Grid, ist es sehr wichtig, die vorhandene Effizienz von Rechenzentren zu ermessen. In einem Interview mit einer Online-Fachzeitschrift sprach er über Energieeffizienz-Kennzahlen: „Für bereits bestehende Rechenzentren gilt: Messungen, Messungen, Messungen. Es ist sehr wichtig, die vorhandene Effizienz der Rechenzentren zu ermessen. Dabei ist es ist nicht zwingend notwendig, dass sich diese auf dem höchsten Level befinden (…).“135 Branchenkenner raten allerdings, Kennzahlensysteme und ermittelte Werte mit Vorsicht zu nutzen und interpretieren. Für einen angemessenen Vergleich von Rechenzentren sollten laut dem Innovationszentrum für Energie (IZE) der Technischen Universität Berlin mindestens folgende Voraussetzungen erfüllt sein: • • • • • • • Gleiche Systemgrenze bei der Bilanzaufstellung der einzelnen Gebäudetechniken; Gleicher Umfang der erfassten Energieträger; Gleiche Art und Qualität der erhobenen Daten; Vergleichbare Anzahl der Informationen; Vergleichbare Struktur des Rechenzentrums; Gleiche Konzeption der Sicherheitsklasse; Vergleichbare Klimabedingungen des Standortes des Rechenzentrums.136 Im Folgenden werden die in den USA am weitesten verbreiteten Kennzahlensysteme näher erläutert. Kennzahlen der Green Grid Association (PUE/DCiE) The Green Grid ist ein in 2008 gegründetes Industriekonsortium, das Methoden und Kennzahlen zur Verbesserung der Energieeffizienz in Rechenzentren entwickelt. Das Konsortium wurde vor allem mit der Erarbeitung der Power Usage Effectiveness (PUE) und der Data Center Infrastructure Efficiency (DCiE) bekannt.137 Der PUE (Power Usage Effectiveness) wird heute weltweit als wichtigste Messgröße zur Ermittlung der Energieeffizienz in Rechenzentren angesehen. Die Standardisierung der PUE begann 2010 durch die Data Center Metrics Task Force, bestehend u.a. aus The Green Grid und Organisationen wie der ASHRAE, der Silicon Valley Leadership Group, dem ENERGY STAR Programm des DOE, dem USGBC und dem Uptime Institute. Zuvor waren die Definitionen der PUE nicht einheitlich. Das in 2011 von der Task Force veröffentlichte Dokument „Recommendations for Measuring and Reporting Overall Data Center Efficiency“, erklärt den PUE als einen geeigneten Maßstab, um das Verhältnis aus Gesamtenergieverbrauch und dem Energieverbrauch der IT anzugeben. Zudem zeigt es auf, wie die PUE-Werte veröffentlicht werden sollen.138 Errechnet wird der PUE-Wert indem die Gesamtleistungsaufnahme des Rechenzentrums (in kW/h) durch den Verbrauch des IT-Equipments geteilt wird. Zum Stromverbrauch des IT‐Equipment gehört die Last der Server, Speicher und Netzwerkgeräte. Der Gesamtstromverbrauch im Rechenzentrum umfasst zusätzlich noch die Last vom Gebäude, Strom sowie der Kühlung.139 Laut dem Branchenverband BITKOM erreichen moderne, auf einen niedrigen Energieverbrauch optimierte Rechenzentren inzwischen PUE-Werte von 1,2 und darunter.140 Folgende Tabellen liefern einen Überblick über die einzelnen PUE-Kategorien und die Gewichtungsfaktoren der jeweiligen Energiequellen. Vgl. IT Espresso (2011): Wie man Rechenzentren energieeffizienter macht, abgerufen am 30.07.2015 Vgl. Innovationszentrum Berlin (2014): Konzeptstudie zur Energie- und Ressourceneffzienz im Betrieb von Rechenzentren, abgerufen am 13.07.2015 137 Vgl. The Green Grid (2015): Home, abgerufen am 13.07.2015 138 Vgl. Data Center Metrics Task Force (2011): Recommendations for Measuring and Reporting Overall Datacenter Efficiency, abgerufen am 13.07.2015 139 Vgl. Bitkom (2012): Wie messe ich den PUE richtig?, abgerufen am 13.07.2015 140 Vgl. Bitkom (2012): Wie messe ich den PUE richtig?, abgerufen am 13.07.2015 135 136 - 46 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Tabelle 10: PUE-Kategorien PUE-Kategorie 0* PUE-Kategorie 1 PUE-Kategorie 2 USV-Output USV-Output PDU-Output Definition der IT-Energie Elektrische ITSpitzenleistung Jährlicher ITEnergieverbrauch pro Jahr ITEnergieverbrauch pro Jahr IT-EquipmentInput ITEnergieverbrauch pro Jahr Definition der Gesamtenergie Elektrische Gesamtspitzenleistung Gesamtenergieverbrauch pro Jahr Gesamtenergieverbrauch pro Jahr Gesamtenergieverbrauch pro Jahr Ort der ITEnergiemessung PUE-Kategorie 3 *Für die PUE-Kategorie 0 erfolgen die Messungen für die elektrische Last (kW) Quelle: Vgl. Data Center Metrics Task Force (2011): Recommendations for Measuring and Reporting Overall Datacenter Efficiency, abgerufen am 13.07.2015 Tabelle 11: Gewichtungsfaktoren nach Energiequellen Energieform Gewichtungsfaktor Strom 1.0 Erdgas 0.31 Heizöl 0.30 Andere Brennstoffe 0.30 Fernkälte (Wasser) 0.31 Fernwärme (Dampf) 0.40 Ferndampf 0.43 Quelle: Vgl. Data Center Metrics Task Force (2011): Recommendations for Measuring and Reporting Overall Datacenter Efficiency, abgerufen am 13.07.2015 The Green Grid definierte auch den DCiE, der den Kehrwert der PUE darstellt. Der DCiE kann für alle Kategorien analog zur PUE definiert werden. Die Bewertung erfolgt ebenfalls analog zu den einzelnen PUE. Diese Kennzahl fokussiert sich hauptsächlich auf die Infrastruktureffizienz eines Rechenzentrums.141 Folgende Abbildung liefert einen Überblick der beiden Kennzahlensysteme. 141 Vgl. The Green Grid (2009): The Green Grid Data Center Power Efficiency Metrics: PUE and DCiE, abgerufen am 13.07.2015 - 47 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Abbildung 22: Die Kennzahlensystem des Green Grid Konsortiums Quelle: Vgl. Lawrence Berkeley National Laboratory (2007): Data Center Energy Use, Data Center Energy Use, Metrics and Rating Systems Metrics and Rating System, abgerufen am 13.07.2015 The Uptime Institute Das Uptime Institute ist ein in 1993 gegründetes unabhängiges Forschungsinstitut, das seine Forschungsaktivitäten auf Rechenzentren konzentriert. Das Institut hat zwei Kennzahlensysteme für die Bewertung der Energieeffizienz in Rechenzentren entwickelt: Four Metrics und Corporate Average Data Center Efficiency (CADE), wobei CADE für das Beratungsunternehmen McKinsey entwickelt wurde.142 Das Kennzahlensystem Four Metrics deckt folgende Bereiche der Energieeffizienz in Rechenzentren ab 143: Gebäudeinfrastruktur (Site Physical Infrastructure Overhead, SI-): diese Kennzahl entspricht der PUE-Kategorie 2 und misst den Energiebedarf eines Rechenzentrums in kWh am PDU-Ausgang; Effizienz des IT-Equipments (IT Hardware Efficiency (H-): diese Kennzahl bewertet die Energieeffizienz des IT-Equipments und misst den Energiebedarf in kWh hinter dem Netzteil; IT Hardwareauslastung (Deployed Hardware Utilization Ratio, DH-U): diese Kennzahlen messen die IT-Hardwareauslastung (im Server-Bereich werden alle Maschinen, auf denen Anwendungen laufen, erfasst, während im Storage-Bereich die Anzahl der gespeicherten Daten gemessen wird); Potenzial der Freien Kühlung (Free Cooling Potential): diese Kennzahl stellt den eingesparten elektrischen Strombedarf für Kühlleistung pro Jahr dar, der durch freie Kühlung erzielt wurde. Die Bewertung der bisher weniger verbreiteten Kennzahl Corporate Average Data Center Efficiency (CADE), die die Effizienz der Rechenzentren eines Unternehmens beschreiben soll, ergibt sich aus den folgenden Einzelkennzahlen144: Energieeffizienz der Gebäudeinfrastruktur (Facility Energy Efficiency, F-EE): diese Kennzahl ergibt sich aus dem Strombedarf der IT (kWh) und dem Strombedarf des Rechenzentrums (kWh); Auslastung der Gebäudeinfrastruktur (Facility Asset Utilization, F-U): diese Kennzahl ergibt sich aus der aktuellen Leistungsaufnahme der IT (kW) und der maximale Leistung des Rechenzentrums (kW); Vgl. Lawrence Berkeley National Laboratory (2007): Data Center Energy Use, Data Center Energy Use, Metrics and Rating Systems Metrics and Rating System, abgerufen am 13.07.2015 143 Vgl. Fraunhofer IZM (2013):Green-IT Dossier, abgerufen am 13.07.2015 144 Vgl. Fraunhofer IZM (2013):Green-IT Dossier, abgerufen am 13.07.2015 142 - 48 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Energieeffizienz der IT (IT Energy Efficiency, IT-EE): bislang keine messbare Größe; Auslastung der IT-Komponenten (IT Asset Utilization, IT-U): diese Kennzahl stellt die durchschnittliche Prozessorauslastung in % dar. Lawrence Berkeley National Laboratory Self-Benchmarking Guide Das Lawrence Berkeley National Laboratory ist ein Forschungsinstitut des DOE, das an die University of California, Berkeley angegliedert ist. Der Self-Benchmarking Guide soll Betreibern von Rechenzentren unterstützen, die Energieeffizienz ihrer Rechenzentren mithilfe eines Kennzahlensystems mit anderen Rechenzentren zu vergleichen. Der Self-Benchmarking Guide bewertet lediglich die Gebäudeinfrastruktur, nicht die IT-Effizienz. Das System besteht aus insgesamt 12 Kennzahlen in den folgenden 4 Kategorien 145: • • • • Gesamteffizienz der Infrastruktur (Overall Infrastructure Efficiency) Luftkonditionierung (Environmental Conditions & Air Management) Kühlung (Cooling) Stromversorgung (Electrical Power Chain) Nutzer können ihre Werte auf der Webseite des Lawrence Berkeley National Laboratory veröffentlichen. British Computer Society (BCS) Die BCS ist ein Verband, der es sich zum Ziel gesetzt hat, die Nutzung von Computern und anderen Rechenanlagen zu fördern. Teil der BCS ist die Data Center Specialist Group (DCSG), die sich mit Rechenzentren befasst und ein Kennzahlensystem für Rechenzentren entwickelt hat, das die Kosten für einzelne IT-Dienstleistungen ermittelt. 146 Das Cost of Services (CoS) Modell beschreibt die Kosten der ITDienstleistungen und setzt sich aus den folgenden Einzelkennzahlen zusammen147: Fixe Verluste und Kosten (Fixed Overhead, FO): diese Kennzahl umfasst Verluste, die z.B. durch Geräte und Komponenten im Rechenzentrum verursacht werden, die keinen direkten Bezug zur IT-Leistung haben; Anteilige Kosten (Proportional Overhead, PO): diese Kennzahl umfasst die Kosten, die sich proportional zu der abgerufenen Leistung der Anlage verhalten; Quadratische Verluste (Square Law Losses, SL): diese Kennzahl beschreibt die Verluste, die nach der Gleichung für die elektrische Leistung entstehen.148 Die DCSG ist vor allem in Europa aktiv und unterstützt den EU Code of Conduct für Rechenzentren. Das Modell kann als Erweiterung der Kennzahlensysteme von The Green Grid und dem Uptime Institute betrachtet werden.149 4.6. Förderprogramme und Initiativen 4.6.1. Forschungsprogramme auf Bundesebene Die US-Regierung bietet diverse Förderprogramme und Initiativen an, die den Einsatz energieeffizienter Maßnahmen unterstützen soll. Die Federführung bei der Förderung von Forschungsmaßnahmen zur Erhöhung der Energieeffizienz liegt auf Bundesebene beim DOE. Better Buildings Data Center Accelerator Initiative Im Rahmen der Better Buildings Data Center Accelerator Initiative können Betreiber und Besitzer von Rechenzentren eine Partnerschaft mit dem DOE eingehen, indem sie sich dazu verpflichten, den Vgl. Berkeley Lab (2006): Self Benchmarking Guide for Data Center Energy Performance, abgerufen am 28.07.2015 Vgl. BCS (kein Datum): Data Centre Specialist Group, abgerufen am 13.07.2015 147 Vgl. Fraunhofer IZM (2013):Green-IT Dossier, abgerufen am 13.07.2015 148 Vgl. Fraunhofer IZM (2013):Green-IT Dossier, abgerufen am 13.07.2015 149 Vgl. BCS (kein Datum):Data Centre Specialist Group, abgerufen am 13.07.2015 145 146 - 49 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Energieverbrauch von mindestens einem Rechenzentrum innerhalb von fünf Jahren um 5% zu reduzieren und die erzielten Energieeinsparungsdaten regelmäßig zu veröffentlichen. 150 Zudem können sich Partnerorganisationen im Rahmen der Better Buildings Challenge dazu verpflichten, die Energieintensität ihrer Einrichtungen (inkl. Rechenzentren) innerhalb von 10 Jahren um mindestens 20% zu reduzieren und ihre Energieeinsparungsdaten regelmäßig zu veröffentlichen.151 Aktuelle Partnerorganisationen der Better Buildings Data Center Accelerator Initiative umfassen USRegierungsorganisationen (z.B. US Department of Defense, US Department of Justice – Drug Enforcement Agency (DEA), US National Aeronautics and Space Administration (NASA), US Social Security Administration (SSA), US Department of Veterans Affairs (VA)), US-Forschungslabore (Lawrence Berkeley National Laboratory, National Renewable Energy Laboratory, Lawrence Livermore National Laboratory), US-Forschungszentren (National Energy Research Computing Center), sowie Unternehmen (The Home Depot) und führende Forschungsuniversitäten in den USA (Stanford University, Indiana University).152 National Data Center Energy Efficiency Information Program Das National Data Center Energy Efficiency Information Program wurde gemeinsam von der EPA und dem DOE gegründet. Es bündelt und koordiniert die Aktivitäten des ENERGY STAR Programms der EPA, der Save Energy Now Initiative des DOE sowie des DOE Federal Energy Management Programms (FEMP). Teil der Initiative sind u.a. die Organisationen 7 x 24 Exchange, AFCOM, ASHRAE, Critical Facilities Roundtable, der Information Technology Industry Council (ITIC), die Silicon Valley Leadership Group, der Branchenverband The Green Grid, sowie das Uptime Institute.153 Wichtige Bestandteile der Initiative sind u.a.: • • • • • die Entwicklung einheitlicher Messprotokolle und Metriken für die Energie-Performance in Rechenzentren; die Entwicklung von Instrumenten und Methoden, um Betreibern von Rechenzentren bei der Identifizierung von Verbesserungsmöglichkeiten im Bereich Energieeffizienz zu unterstützen; die Zertifizierung von Experten für Energieeffizienz in Rechenzentren; die Einführung von Energieeffizienzlogos für IT-Equipment; Die Anerkennung von Rechenzentren, die ein besonders hohes Energieeffizienzlevel erreichen („Best-in-Class“). EPA – ENERGY STAR Programm Der ENERGY STAR wurde in 1992 von der EPA als eine freiwillige Partnerschaft eingeführt. Das ENERGY STAR Logo findet sich mittlerweile auf mehr als 60 verschiedenen Kategorien von Produkten, Häusern und Gewerbebauten. Produkte und Gebäude mit einem ENERGY STAR erfüllen strikte Energieeffizienzvorgaben, welche durch die EPA und das DOE festgesetzt wurden. 154 In 2009 führte die EPA die erste Version ihres serverspezifischen ENERGY STAR-Programms ein. Damit Server die ENERGY STAR Zertifizierung erhalten, müssen auf der Energierichterskala der EPA mindestens 75 Punkte erreicht werden. Ziel ist es, Rechenzentrumsbetreiber dazu anzuregen, den Energieverbrauch auf wirtschaftliche Weise zu senken, ohne die entscheidenden Funktionen der Rechenzentren zu beeinträchtigen. Das Logo gilt sowohl für eigenständige Rechenzentren als auch für Gebäude, in denen sich große Rechenzentren befinden. Als Maßstab dient der PUE-Wert, der die Energieeffizienz eines Rechenzentrums ausdrückt.155 Vgl. DOE (kein Datum):Improving the Energy Efficiency of our Nation’s Data Centers, abgerufen am 13.07.2015 Vgl. DOE (kein Datum):Improving the Energy Efficiency of our Nation’s Data Centers, abgerufen am 13.07.2015 152 Vgl. DOE (kein Datum): Better Buildings Challenge – Data Centers, abgerufen am 13.07.2015 153 Vgl. Energy Star (kein Datum):Benchmark Your Data Center’s Energy Efficiency, abgerufen am 13.07.2015 154 Vgl. Energy Star (kein Datum): About Energy Star, abgerufen am 28.07.2015 155 Vgl. Energy Star (kein Datum): Benchmark Your Data Center’s Energy Efficiency, abgerufen am 13.07.2015 150 151 - 50 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 DOE – Save Energy Now Initiative Die Save Energy Now Initiative des DOE ist Teil des Industrial Technologies Program (ITP) des DOE, das darauf abzielt, die Energieintensität der Industrie innerhalb von zehn Jahren um 25% zu reduzieren. Im Rahmen der Save Energy Now Initiative bietet das DOE der Industrie Unterstützung an, um die Energieintensität ihrer Betriebe zu reduzieren. Dies umfasst u.a. ein “Pledge Program”, Produktionsstätten-Beurteilungen, die Entwicklung von Standards, Trainingsangebote, sowie Auszeichnungsprogramme im Rahmen des ITP und ihrer Partnerorganisationen. Das Save Energy Now Program zielt neuerdings auch auf die Rechenzentrumsbranche ab, da diese mittlerweile zu einer der energieintensivsten Branchen der US-Wirtschaft gehört: die Initiative hat eine Online-Tool-Suite entwickelt, die Trainingsprogramme, Energiebewertungsprotokolle sowie Best-in-Class-Guidelines umfasst. Zudem können sich Experten für Energieeffizienz in Rechenzentren zertifizieren lassen.156 DOE – Federal Energy Management Program (FEMP) FEMP arbeitet mit Regierungsbehörden zusammen, um Energieeffizienz- und Wassereinsparungsmaßnahmen voranzutreiben und ist auch ein Teil der Save Energy Now Initiative. Im Bereich Energieeffizienz in Rechenzentren hat sich FEMP folgende Ziele gesetzt157: Bewusstseinsbildung für Maßnahmen zur Verbesserung der Energieeffizienz in Rechenzentren durch Workshops, Konferenzen und anderen Foren; Die Durchführung einer Umfrage, die das Energieverhalten, den Energiebedarf, das voraussichtliche Wachstum und die Gebäudeinfrastruktur von Rechenzentren in den USA ermittelt; Die Zusammenarbeit mit anderen Regierungsbehörden um Aktivitäten, die sich auf die Verbesserung der Energieeffizienz in Rechenzentren konzentrieren, zu bündeln; Die jährliche Vergabe von “Best-in-Class” Auszeichnungen für Rechenzentren in Regierungsbehörden; Die Förderung der Verwendung der Online-Tool-Suite durch Unternehmen und Energieversorger. 4.6.2. Forschung und Entwicklung Kurz nach seinem ersten Amtseintritt im Jahr 2009 verabschiedete Präsident Obama den American Recovery and Reinvestment Act (ARRA), einen rund 800 Mrd. USD schweren Maßnahmenkatalog zur Verringerung der Abhängigkeit von Erdölimporten sowie zum Kampf gegen Wirtschaftskrise und Klimawandel. Im Rahmen des ARRA investiert das DOE rund 47 Mio. USD in Energieeffizienzprojekte, die sich auf Energieeffizienz in Rechenzentren fokussieren.158 Das Lawrence Berkeley National Laboratory der Universität Berkeley (Berkeley Lab) forscht seit über 10 Jahren an der Entwicklung energieeffizienter Rechenzentren. Seit 2011, in Kooperation mit der USUmweltschutzbehörde im Rahmen des ENERGY STAR Programms, arbeitet das Berkeley Lab auch an der Entwicklung von internationalen Standards und Metriken für den effizienten Betrieb von Rechenzentren.159 Auch für US-Unternehmen ist die kontinuierliche Forschung und Entwicklung im Bereich energieeffizienter Rechenzentren ein wichtiges Thema. So vergab das Unternehmen Microsoft im Jahr 2014 160.000 USD an Fördergeldern an vier akademische Forschungsprojekte, die sich mit dem Thema Energieeffizienz in Rechenzentren beschäftigen. Forschungsteams an führenden US-Universitäten, darunter Stanford University, Carnegie Mellon University, Rutgers University und South Dakota State University, erhielten jeweils 40.000 USD um Trends in den Bereichen Cloud Computing, Kühlungssysteme und Microgrids sowie Maßnahmen zur Energieeffizienzsteigerung in Rechenzentren zu untersuchen. Microsoft vergab die Fördergelder im Rahmen des jährlichen Software Engineering Innovation Foundation Vgl. DOE (kein Datum):Improving the Energy Efficiency of our Nation’s Data Centers, abgerufen am 13.07.2015 Vgl. DOE (2015): Federal Energy Management Program, abgerufen am 13.07.2015 158 Vgl. DOE (kein Datum): American Recovery and Reinvestment Act, abgerufen am 13.07.2015 159 Vgl. Berkeley Lab (2015): Berkeley Lab Data Center Energy Efficiency Research, abgerufen am 25.06.2015 156 157 - 51 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Programms, das für gewöhnlich Forschungsteams aus dem Bereich Software Engineering fördert. Es war das erste Mal, dass das Unternehmen das Thema Energieeffizienz in Rechenzentren berücksichtigte.160 4.6.3. Finanzielle Anreizprogramme Industrieexperten zufolge, gewinnen in den USA vor allem Anreizprogramme von Energieversorgern zunehmend an Bedeutung, wenn es um die Realisierung möglicher Energie-und Kosteneinsparungen in Rechenzentren geht.161 Laut The Green Grid, das im Jahr 2013 verschiedene Anreizprogramme von Energieversorgern für Rechenzentren untersuchte, ist es von großer Bedeutung, dass Energieversorger eine führende Rolle bei der Bereitstellung von Informationen und Weiterbildungen über verfügbare Effizienzprogramme und Dienstleistungen übernehmen. Künftig sei es vor allem wichtig, die Abläufe der Anreize zu vereinfachen und unkomplizierte Berechnungs-Tools zu entwickeln, um Kunden besser zu unterstützen.162 Einige Energieversorger, wie beispielsweise Seattle City Lights und Southern California Edison (SCE), bieten bereits Anreizprogramme für Energieeffizienzmaßnahmen in Rechenzentren an. Für gewöhnlich muss ein Kunde einen Antrag bei seinem Energieversorger einreichen, der die Energienutzung seines ITEquipments, das durch Codes oder Standards vorgeschriebene, benötigte Equipment sowie entsprechende Effizienzmaßnahmen darstellt. Zudem muss der Kunde aufzeigen, ob Effizienzmaßnahmen installiert werden sollen um existierendes Equipment frühzeitig auszutauschen, oder um veraltetes Equipment zu ersetzen. Nachdem der Energieversorger den Antrag geprüft und bewilligt hat, werden existierende Systeme und Equipment mit neueren Versionen ersetzt. Anschließend prüft der Energieversorger die Einführungen der Maßnahmen, wobei der Kunde die erzielten Energiekosteneinsparungen des eingesetzten IT-Equipments nachweisen muss. Aus den erzielten Energiekosteneinsparungen berechnet sich schließlich die Höhe des Anreizes.163 Teilweise bieten Energieversorger auch Anreize für Server-Virtualisierungen an. So bieten beispielsweise Seattle City Lights und der Energy Trust of Oregon (ETO) im Bundesstaat Oregon ein Anreizprogramm an, das auf der Anzahl an Servern, die außer Betrieb genommen wurden, basiert. So kann beispielsweise ein Unternehmen, das sechs Server außer Betrieb nimmt, einen Anreiz in Höhe von etwa 900 USD erhalten. Jedoch bieten nicht alle Energieversorger Anreize für Server-Virtualisierungen an. So bieten weder PG&E noch das Silicon Valley Power Data Center Programm, das auf große Rechenzentren ausgerichtet ist, diesen Anreiz an. Folgende Abbildung liefert einen Überblick über aktuelle Anreize von Energieversorgern für Rechenzentren-Effizienzmaßnahmen. Vgl. Data Center Knowledge (2014): Microsoft Funds Academic Data Center Efficiency Research Projects, abgerufen am 24.07.2015 Vgl. Datacenter Insider (2014): Wie können Energieversorger Rechenzentren zum Stromsparen motivieren?, abgerufen am 24.07.2015 162 Vgl. Datacenter Insider (2014): Wie können Energieversorger Rechenzentren zum Stromsparen motivieren?, abgerufen am 24.07.2015 163 Vgl. NREL (2014): Data Center IT Efficiency Measures, abgerufen am 28.07.2015 160 161 - 52 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Abbildung 23: Anreizprogramme für Rechenzentren von Energieversorgern, 2014 Quelle: Vgl. NREL (2014): Data Center IT Efficiency Measures, abgerufen am 28.07.2015 4.7. Best-Practice-Beispiele im Bundesgebiet Google Google gilt als führendes Unternehmen in den USA im Bereich energieeffizienter Rechenzentren. Insgesamt betreibt das Unternehmen sieben Rechenzentren in den USA, welche sich von The Dalles, Oregon im Westen der USA über Council Bluffs, Iowa bis nach Berkeley County, South Carolina an der amerikanischen Ostküste erstrecken.164 Während die Größe der Rechenzentren bisher nicht von Google bekanntgegeben worden sind, veröffentlicht das Unternehmen jedoch seit dem Jahr 2008 vierteljährlich Berichte zur Effizienz der Rechenzentren. Im zweiten Quartal 2015 verzeichneten die Google Rechenzentren zusammengenommen einen durchschnittlichen PUE-Wert von 1,12. Im Vergleich, weltweit lag dieser Wert im selben Zeitraum bei etwa 1,7. Der niedrigste PUE-Wert, den einzelne Google Rechenzentren bisher erreicht haben, liegt bei 1,09.165 Google fördert die Verbreitung von Energieeffizienzmaßnahmen durch Bereitstellung von Best-PracticeBeispielen und Fallstudien, die Veranstaltung von Branchenversammlungen sowie die aktive Zusammenarbeit mit weiteren Unternehmen der Datencentergemeinschaft in Rahmen von 164 165 Vgl. Google (2015): Google Date Centers , abgerufen am 28.07.2015 Vgl. Google (2015): Google Data Center, Efficiency: How we do it, abgerufen am 28.07.2015 - 53 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Partnerschaften. 166 Die fünf wichtigsten Aspekte zur Steigerung der Energieeffizienz in Rechenzentren wurden von Google identifiziert: Messung des PUE-Werts: Google rechnet den kompletten Overhead-Stromverbrauch in die Berechnung des jährlichen PUEWertes der Rechenzentren. Folgende Abbildung zeigt die durchschnittlichen PUE-Jahreswerte sowie die vierteljährlich gemessenen PUE-Werte von Googles Rechenzentren seit Mitte 2008. Abbildung 24: PUE-Werte von Google Rechenzentren Quelle: Vgl. Google (2015): Google Data Center, Efficiency: How we do it, abgerufen am 28.07.2015 Management des Luftstroms: Durch Planung und den Einsatz von Wärmemodellen kann das Unternehmen Hitzequellen lokalisieren und somit den Luftstrom besser verstehen. Klimaanlagen (computer room air conditioners, CRACs) können dann an die entsprechenden Orte zur besseren Kühlung verschoben werden. Regulierung des Thermostats: Die Rechenzentren laufen bei Temperaturen von mindestens 26,6 Grad Celsius (80 Grad Fahrenheit) Nutzung von frei verfügbarer Kühlung: Google nutzt in vielen Fällen Betriebswasser für Verdunstungskühlung als energieeffiziente Methode um das Datencenter-Equipment zu kühlen Optimierung der Stromverteilung: Durch den Bau maßgefertigter und hocheffizienter Server können einige Leistungsumwandlungen vermieden werden, was durchschnittlichen Einsparungen von 500 kWh pro Server (25%) entspricht.167 Facebook Auch bei Facebook spielt das Thema Energieeffizienz in den unternehmenseigenen Rechenzentren eine wichtige Rolle. Im vierten Quartal 2014 verzeichnete Facebooks Prineville Datencenter im US-Bundesstaat Oregon einen PUE-Wert von 1,07, das Facebook Rechenzentrum in Forest City im US-Bundesstaat North Carolina verzeichnete im selben Zeitraum einen PUE-Wert von 1,09.168 Bei der Konstruktion seiner Rechenzentren hat das Unternehmen innovative Lösungen hervorgebracht, wodurch eine zentrale unterbrechungsfreie Stromversorgung, eine zentralisierte Stromverteilung, Wärmetauscher sowie Luftverteilungsrohre nicht mehr benötigt werden. Im Prineville Rechenzentrum ist z.B. ein elektrisches System, bestehend aus einer 48VDC USV integriert in einer 277 VAC Server-Stromversorgung, in Betrieb. Weitere Energieeinsparungen können durch eine für Vgl. Google (2015): Google Data Center, Efficiency: How we do it, abgerufen am 28.07.2015 Vgl. Google (2015): Google Data Center, Efficiency: How we do it, abgerufen am 28.07.2015 168 Vgl. Open Compute Project (2015): Energy Efficiency, abgerufen am 29.07.2015 166 167 - 54 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 das Rechenzentrum maßgefertigte Reaktor-Netzschalttafel, die 175 kW, 480/277V Dreiphasenwechselstrom auf Serverschrank-Ebene liefert, realisiert werden.169 Das mechanische System nutzt zu 100% Außenluft durch Einsatz eines Airside-Economizers in Kombination mit Verdunstungskühlsystemen. Die kalte Luft wird über Trockenbau-Zuluftschächte von der Mechanikebene in die Mitte des Rechenzentrums transportiert. Um Wärmemischung zu verhindert werden heißere Gänge direkt abgegrenzt, in dem die warme Luft über das Deckenluftrückführungsplenum, ein Bestandteil von Facebooks MeeFog System, abtransportiert wird. 170 Zusätzlich kann bei Bedarf eine indirekte Verdunstungskühlung eingesetzt werden. Daten aus dem Jahr 2011 zufolge konnte Facebook durch die Eliminierung von Wärmetauschern und Kühltürmen eine Wassernutzungseffizienz im Prineville Rechenzentrum von 0,31 Liter/kWh erreichen, verglichen mit einem nationalen Durchschnitt in 2011 von etwa 1,0 Liter/kWh.171 Insgesamt konnte Facebook seine Kapitalausgaben durch die oben beschriebenen Maßnahmen um 45% senken. Die Zuverlässigkeit der verbauten Komponenten hat dabei ebenfalls zugenommen, was in einer Verringerung der Betriebskosten resultierte. Durch die Veröffentlichung der Technologien im Rahmen des Open Computer Project hofft Facebook, dass die Weiterentwicklung von Servern und Datencentern zukünftig ähnlich wie im Bereich Software als open-source durchgeführt werden kann. eBay Die stetig zunehmende Nachfrage nach Rechenplatz hat eBay dazu bewegt, die komplette Infrastruktur, inklusive Hard- und Software, in den Rechenzentren des Unternehmens zu überdenken. Im Rahmen des sog. Project Mercury setzte das Unternehmen fortschrittlichste technische, organisatorische und Geschäftsmethoden zur Entwicklung eines hocheffizienten Rechenzentrums ein. Nachdem eBay anhand des Data Center Maturity Model (DCMM) von The Green Grid einen Verbesserungsbedarf in seinen Rechenzentren feststellte, entschied sich das Unternehmen den PUE-Wert als entscheidende Größe zu implementieren. Darüber hinaus wurden die Gesamtbetriebskosten herangezogen, um die kWh der einzelnen Server zu berechnen, während die gesamte Organisationsstruktur (Einrichtungen und ITElemente) neu ausgerichtet wurde. Im Rahmen dieses Prozesses fiel z.B. auf, dass 80% aller Applikationen mit Tier 4 Status lediglich Tier 2 benötigten. Die Server wurden weiterhin optimiert und mit stromsparenden Elementen sowie der Möglichkeit zur Änderung der CPU-Taktung ausgestattet. Das Hinzufügen neuer Server wurde optimiert auf bei weniger als 1.000 Servern pro Rack und pro Container bei mehr als 1.000 Servern, wodurch eine sehr schnelle Skalierbarkeit erreicht worden konnte. Das eBay Rechenzentrum in Phoenix, Arizona ist eine multi-tier Einrichtung und unterstützt eine hohe Serverdichte in konventionellen Server-Racks sowie in der containerriesierten Serverumgebung. Das Serverdesign wurde angepasst, um eine Balance zwischen Platz, Leistung, Kühlung, Verkabelung und Gewicht und der benötigten Geschwindigkeit, Arbeitslastflexibilität und Effizienz zu erzielen. Z.B. wurde ein separater Heißwasserkühlkreis zur Punktkühlung ohne Einsatz traditioneller Klimaanlagen für Computerräume entwickelt. Trotz Außentemperaturen von 49 Grad Celsius funktioniert der wasserseitige Economizer zu 100%, Wärmetauscher werden nur als Backup eingesetzt. Durch Project Mercury hat eBay einen durchschnittlichen PUE-Wert von 1,35 in den unternehmenseigenen Rechenzentren erreicht, der niedrigste Wert von 1,26 wurde im Januar 2012 bei einer Datencenterauslastung von 30-35% gemessen.172 Im Jahr 2013 eröffnete eBay ein neues Rechenzentrum in Salt Lake City, Utah, was sich besonders durch den Einsatz von Bloom Boxes des US-Unternehmens Bloom Energy auszeichnet. Die Bloom Box ist ein Vgl. Open Compute Project (2011): Open Compute Project Data Center v1.0, abgerufen am 29.07.2015 Vgl. Facebook (2011): Designing a Very Efficient Data Center, abgerufen am 29.07.2015 171 Vgl. The Green Grid (2011): Metrics and Measurements White Paper, abgerufen am 30.07.2015 172 Vgl. The Green Grid (2012): Breaking New Ground on Data Center Efficiency, abgerufen am 30.07.2015 169 170 - 55 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 handgroßer Generator, der durch Oxidation einer Vielzahl von flüssigen und gasförmigen Brennstoffen Strom herstellt.173 4.8. Trends und Effizienzpotentiale Mit innovativen Energieeffizienzlösungen können laut dem DOE mittlerweile Energieeinsparpotentiale von bis zu 80% erreicht werden.174 Der Fokus von Energiesparmaßnahmen liegt dabei vor allem auf effizienten Lösungen für die Stromversorgung und Kühlung, sowie auf Maßnahmen zur Erhöhung der IT-HardwareEffizienz. Energieeffizienzmaßnahmen sind u.a. für folgende Bereiche relevant: Strominfrastruktur (z.B. effizientere unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) und Stromversorgungseinheiten (PDUs)); Klimatisierung (z.B. freie Kühlung, drehzahlveränderbare Antriebe, Temperatur- und FeuchteSollwerte); Luftstrom-Managementsystem (z.B. Kaltgang- und Warmgang, Eindämmung); Effizienz der IT (z.B. Server-Virtualisierung, effiziente Datenspeicherung).175 Folgende Abbildung zeigt, welche Maßnahmen in Zukunft eine wichtige Rolle spielen werden, wenn es um die Energieeffizienzsteigerung in Rechenzentren geht. Abbildung 25: Potential zur Steigerung der Energieeffizienz in Rechenzentren Quelle: Vgl. dena (kein Datum): Energieeffizienz im Rechenzentrum, abgerufen am 13.07.2015 Gesondert sind zudem insbesondere folgende Trends und Entwicklungen zu nennen: Containersysteme: In den letzten Jahren haben Cloud-Computing Systeme sehr stark an Popularität gewonnen. Dieser Trend wird durch die Virtualisierung ermöglicht. Die meist verbreitete Methode war eine Aufteilung der Serverleistung durch eine VM. In den letzten zwei Jahren hat sich ein neuer Trend entwickelt, die Einteilung von Applikationen in Linux-Containern. Diese Methode gibt es schon Vgl. DPR Construction (2015): eBay Inc. Salt Lake City Data Center, abgerufen am 30.07.2015 Vgl. NREL (2015):Data Center IT Efficiency Measures, abgerufen am 13.07.2015 175 Vgl. NREL (2015):Data Center IT Efficiency Measures, abgerufen am 13.07.2015 173 174 - 56 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 seit dem Jahr 2000, jedoch hat sie erst in den letzten beiden Jahren durch Unternehmen wie Docker an Aufmerksamkeit gewonnen. Durch Opensource Software beteiligen sich Entwickler auf der ganzen Welt daran, die Containersoftware des Softwareunternehmens aus San Francisco zu verbessern und kompatible Anwendungen zu erstellen. Containersysteme bieten eine Methode, Applikationen isoliert in Containern auf einem Betriebssystem laufen zu lassen. Wenn man also ein Containerformat erstellt hat, welches auf vielen Betriebssystemen läuft, so kann auch die sich im Container befindliche Software einfach von einem Server auf einen anderen Server transferiert werden. Diese Eigenschaft ist essentiell für das Cloud-Computing. 176 Des Weiteren wird den Containern ein bestimmter Teil der Hardwareressourcen zugeordnet. So ist es möglich Server wesentlich stärker auszulasten ohne dass die Gefahr besteht, dass der Server überlastet wird. Durch eine effizientere Auslastung der Kapazitäten kann der Stromverbrauch in Rechenzentren stark reduziert werden. Outsourcing: Immer mehr Unternehmen verzichten auf den Bau eigener Rechenzentren und nutzen stattdessen Dienstleistungen großer Serveranbieter, wie z.B. Amazon Web Services.177 Für kleinere Unternehmen rentiert es sich auch ihre Daten in einer Cloud abzuspeichern. Diese Daten werden dann extern von Anbietern wie Dropbox in dezentralen großen Rechenzentren verarbeitet. Dies ist auch eine wesentlich energieeffizientere Variante, da große Rechenzentren pro Rechenleistungseinheit wesentlich weniger Strom verbrauchen als kleine Rechenzentren. Energieeffiziente Hardwarekomponenten: Mit den sinkenden Kosten von Sensoren spezialisieren sich mehr und mehr Unternehmen auf eine effiziente Allokation von Kühlkomponenten. Die in Oakland gegründete Firma Vigilent, spezialisiert sich auf Sensorsysteme in Rechenzentren, die genau feststellen, welche Temperaturen an verschieden Orten im Rechenzentrum herrschen und ermitteln dann, an welchen Orten gekühlt werden muss. Diese Sensorsysteme können die Kosten für die Kühlung um bis zu 50% reduzieren. 178 Laut Christian Steininger, Geschäftsführer CANCOM physical infrastructure GmbH, geht der Trend aktuell auch hin zum modularen Rechenzentrum in Container-Bauweise. In einem Interview mit CANCOM.info sprach er über die modulare Bauweise: „Heute sind rund 80 Prozent der neu gebauten Rechenzentren überdimensioniert. Dies geht klar zu Lasten der Energieeffizienz. Wenn ich die Infrastruktur aber modular aufbaue, kann ich passgenau für den konkreten Bedarf planen. Dank reversibler Seitenwände ist es möglich, Container-Rechenzentren beliebig zu skalieren und Flächen von mehreren 100 Quadratmetern zu erreichen.“ Durch eine bedarfsgerechte Planung wird laut Steininger somit keine unnötige Energie verschwendet. 179 Der Zukunftsmarkt energieeffiziente Rechenzentren ist somit für Betreiber von Rechenzentren sowie für Anbieter von Hardware, Software und Planungsleistungen für Rechenzentren von zunehmender wirtschaftlicher Bedeutung. Schätzungen zufolge soll der Wert des US-Markts für energieeffiziente Rechenzentren im Zeitraum von 2010 bis 2015 auf 13,81 Mrd. USD anwachsen, was einer jährlichen Wachstumsrate von 29% entspricht.180 Vgl. Wired (2014): Cloud Computing Could Do More to Save the Planet Than Electric Cars, abgerufen am 29.07.2015 Vgl. Amazon (kein Datum): Erste Schritte mit AWS , abgerufen am 29.07.2015 178 Vgl. TechCrunch (2012): Vigilent Raises $6.7M From Accel For Intelligent Data Center Energy Management System, abgerufen am 29.07.2015 179 Vgl. CANCOM (2014): „Der Trend geht zum modularen Rechenzentrum“, abgerufen am 30.07.2015 180 Vgl. Fast Company (2010): Green Data Center Market To More than Triple Over Next Five Years, abgerufen am 13.07.2015 176 177 - 57 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Abbildung 26: Voraussichtlicher Wert des US-Markts für energieeffiziente Rechenzentren (in Mrd. USD), 2010 – 2015 (Prognose) Quelle: Vgl. Fast Company (2010): Green Data Center Market To More than Triple Over Next Five Years, abgerufen am 13.07.2015 - 58 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 5. Staatenprofil Kalifornien Abbildung 27: Geographische Lage und Kurzübersicht Kalifornien Bevölkerung: 38.802.500 Einwohner (2014)181 Fläche: 403.466,328 km2 Hauptstadt: Sacramento Quelle: Eigene Darstellung Kalifornien ist der mit Abstand bevölkerungsreichste US-Bundesstaat und gilt als wichtigster Industrieund Handelsstaat der Vereinigten Staaten. Im Jahr 2014 lebten rund 39 Mio. Einwohner in Kalifornien. Prognosen aus dem Jahr 2014 zeigen, dass sich dieses Wachstum zwar verlangsamt, die Bevölkerung bis zum Jahr 2030 aber dennoch auf etwa 46,4 Mio. Menschen wachsen soll.182 Dieser dynamische Wachstumsprozess stellt hohe Anforderungen an die Bereiche Energieversorgung und Infrastruktur. Hinzu kommt, dass die Bevölkerung im Landesinneren stärker wächst als in den Küstengebieten. Da im Landesinneren ein extremeres Klima herrscht als in den küstennahen Gebieten, wird der Energiebedarf aufgrund des zunehmenden Betriebs von Klimaanlagen weiter steigen. 183 Dass Kalifornien über ein beeindruckendes wirtschaftliches Potential verfügt, zeigt sich bereits daran, dass sich der Bundesstaat alleine genommen in der Spitzengruppe der größten Volkswirtschaften der Welt einreihen würde.184 Das reale BIP pro Kopf in Kalifornien lag im Jahr 2014 mit 54.462 USD über dem Durchschnittswert von 49.469 USD aller US-Staaten. Die Arbeitslosenquote in Kalifornien betrug im Jahr 2014 durchschnittlich 7,5%, was einem Rückgang von etwa 15% im Vergleich zum Vorjahr entspricht. Trotz der positiven allgemeinen Wirtschaftslage lag die Arbeitslosenquote Kaliforniens 2014 über dem Landesdurchschnitt von 6,2%.185 Entsprechend der gesamtstaatlichen Bedeutung sind kalifornische Unternehmen in einer Vielzahl von Branchen weltweit führend. In Kalifornien befinden sich wichtige Branchencluster in den Bereichen IT-, Internet- und Kommunikationstechnologien (San Francisco und angrenzendes Silicon Valley), Bio- und Nanotechnologie (Raum San Diego, Silicon Valley, East Bay, Orange County), Unterhaltungsindustrie (Los Vgl. US Department of Commerce – Census Bureau (2015): State & County Quickfacts – California, abgerufen am 22.07.2015 Vgl. US Department of Commerce – Census Bureau (2013): Population Projections, abgerufen am 27.07.2015 183 Vgl. California Energy Commission (2011) Integrated Energy Policy Report, abgerufen am 27.07.2015 184 Vgl. Germany Trade and Invest & German American Chamber of Commerce (2013): Geschäftschancen im Westen der USA, abgerufen am 24.07.2015 185 Vgl. US Department of Labor – Bureau of Labor Statistics (2015): Regional And State Unemployment 2012 Annual Averages, abgerufen am 24.07.2015 181 182 - 59 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Angeles), Medizintechnik (Los Angeles, San Francisco/Bay Area) sowie Luft- und Raumfahrtindustrie (Großraum Los Angeles). Kalifornien ist zudem führend wenn es um Hochtechnologie und erneuerbare Energien und Energieeffizienz geht und spielt auch in der Forschung und Entwicklung, bei Wagniskapitalinvestitionen sowie bei Gründungsaktivitäten eine bedeutende Rolle. 186 Weiterhin große Bedeutung hat die Land- und Forstwirtschaft: Die landwirtschaftliche Produktion Kaliforniens übertrifft die aller anderen US-Bundesstaaten. Der damit verbundene extreme Wasserverbrauch stößt angesichts der knappen Wasserreserven jedoch auf zunehmende Kritik, sodass aktuell Alternativen und Lösungsvorschläge diskutiert werden.187 Im Jahr 2014 exportierte Kalifornien Waren im Wert von über 173,8 Mrd. USD. Damit stiegen die Exporte um 3,4% gegenüber dem Vorjahr, was die positive Wirtschaftsentwicklung im Staat seit dem Einbruch 2009 wiederspiegelt.188 Die drei wichtigsten Exportmärkte waren im Jahr 2014 Mexiko, Kanada und China (in absteigender Reihenfolge). Zubehör für zivile Flugzeuge war im Jahr 2014 mit einem Volumen von 7,5 Mrd. USD das wichtigste Exportgut, gefolgt von bearbeiteten Diamanten (5,3 Mrd. USD) und Maschinen (5,3 Mrd. USD). Der Bundesstaat importierte im Jahr 2014 Waren im Wert von insgesamt 403 Mrd. USD, wobei China, Mexiko und Japan zu den wichtigsten Importländern zählten. Deutschland lag 2014 auf Rang acht mit rund 12 Mrd. USD, was einen Rückgang von 7,2% im Vergleich zum Vorjahr darstellte. 189 Der Bundesstaat zeichnet sich durch eine gute Infrastruktur und hervorragende Transportknotenpunkte aus und dient so als Tor der USA zum pazifischen Raum.190 Folgende Tabelle liefert einen Überblick über das Wirtschaftswachstum Kaliforniens in den Jahren 2006 bis 2014. Wie zu erkennen ist, belief sich das nominale BIP Kaliforniens im Jahr 2014 auf rund 2,1 Mrd. USD. Tabelle 12: BIP, Wirtschaftswachstum und Arbeitslosigkeit in Kalifornien, 2006 – 2014 Kennziffer Reales BIP (in Mrd. USD) Wirtschafts -wachstum (in %) Arbeitslosenquote (in %) 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 1,96 1,99 2,0 1,91 1,93 1,96 2,00 2,05 2,11 +3,2 +1,5 +0,4 -4,4 +1,0 +1,2 +2,4 +2,3 +2,8 4,9 5,4 7,2 11,3 12,4 11,7 10,4 8,9 7,5 Quelle: Eigene Darstellung nach US Department of Labor – Bureau of Labor Statistics (2014): Local Area Unemployment Statistics, abgerufen am 24.07.2015; US Department of Commerce – Bureau of Economic Analysis (2014): Regional Data – GDP & Personal Income, abgerufen am 24.07.2015 5.1. Energieerzeugung und Verbrauch Im Jahr 2013 lag Kalifornien mit 7.642 Bn. BTU beim absoluten Energieverbrauch gleich hinter Texas auf dem zweiten Platz im US-weiten Vergleich. Beim Energieverbrauch pro Kopf hatte Kalifornien mit 201 Mio. BTU allerdings in diesem Zeitraum den drittniedrigsten Verbrauch aller Bundesstaaten.191 Vgl. Germany Trade and Invest & German American Chamber of Commerce (2014): Geschäftschancen im Westen der USA, abgerufen am 12.01.2015 187 Vgl. Pacific Institute (2014): Agricultural Water Conservation and Efficiency Potential in California, abgerufen am 27.07.2015 188 Vgl. US Department of Commerce – Census Bureau (2015): Foreign Trade – State Exports for California, abgerufen am 24.07.2015 189 Vgl. US Department of Commerce – Census Bureau (2015): Foreign Trade – State Imports for California, abgerufen am 24.07.2015 190 Vgl. Germany Trade and Invest & German American Chamber of Commerce (2014): Geschäftschancen im Westen der USA, abgerufen am 12.01.2015 191 Vgl. EIA (2015): California State Profile and Energy Estimates, abgerufen am 27.07.2015 186 - 60 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Abbildung 28: Energieverbrauch in Kalifornien nach Energiequellen (in Billionen BTU), 2013 Quelle: Vgl. EIA (2015): California State Profile and Energy Estimates, abgerufen am 27.07.2015 Der größte Teil des Energieverbrauchs in Kalifornien entfiel im Jahr 2013 mit 37,8% auf den Transportsektor. Der Rest entfiel mit 23,6% auf die Industrie, die privaten Haushalte (19,3%) und den Handel (23,6%), wie folgende Abbildung verdeutlicht.192 Abbildung 29: Energieverbrauch in Kalifornien nach Sektoren (in %), 2013 Quelle: Vgl. EIA (2015): California State Profile and Energy Estimates, abgerufen am 27.07.2015 Im Jahr 2013 betrug der Anteil an Erdgas an der Nettostromerzeugung in Kalifornien etwa 59%, gefolgt von konventioneller Wasserkraft mit rund 12%. Andere erneuerbare Energien machten rund 17,8% aus. Wie bereits erwähnt, strebt Kalifornien an, Treibhausgasemissionen bis zum Jahr 2020 auf das Niveau von 1990 zu reduzieren.193 Im Jahr 2012 war der Transportsektor der größte Emittent von Treibhausgasen in Kalifornien (37%), gefolgt von der Industrie (22%) und der Stromerzeugung (21%), wie folgende Abbildung zeigt.194 Vgl. EIA (2015): California State Profile and Energy Estimates, abgerufen am 27.07.2015 Vgl. California Environmental Protection Agency – Air Resources Board (2015): Assembly Bill 32 Overview, abgerufen am 14.01.2015 194 Vgl. Next 10 (2015): 2015 California Green Innovation Index, abgerufen am 27.07.2015 192 193 - 61 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Abbildung 30: CO2-Emissionen in Kalifornien nach Sektoren, 2012 Quelle: Vgl. Next 10 (2015): 2015 California Green Innovation Index, abgerufen am 27.07.2015 Laut dem 2015 „California Green Innovation Index“ der Non-Profit-Organisation Next 10 hat sich im Zeitraum von 1990 bis 2012 Kaliforniens Gesamtenergieverbrauch um 19,5%, der Pro-KopfStromverbrauch um 4% und die CO2-Emissionen pro Kopf um 25% reduziert.195 Wie folgende Tabelle verdeutlicht, lag Kalifornien im Jahr 2014 weltweit auf Rang zwei der emissionsärmsten Wirtschaften. 195 Vgl. Next 10 (2015): 2015 California Green Innovation Index, abgerufen am 27.07.2015 - 62 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Tabelle 13: Ranking der kohlenstoffärmsten Wirtschaften, 2014 Quelle: Vgl. Next 10 (2015): 2015 California Green Innovation Index, abgerufen am 27.07.2015 5.2. Energiepreise 5.2.1. Strompreise Der durchschnittliche Netto-Strompreis lag in Kalifornien im Jahr 2014 für Privathaushalte bei 16,29 Cent/kWh, im gewerblichen Bereich bei 15,67 Cent/kWh und im industriellen Sektor bei 11,93 Cent/kWh. Im Durchschnitt ergab sich 2014 ein Strompreis von 15,23 Cent/kWh, was weit über dem US-Durchschnitt von 10,45 Cent/kWh lag.196 Folgende Abbildung liefert einen Überblick über die Entwicklung des durchschnittlichen Strompreises in Kalifornien im Zeitraum von 2002 bis 2014. Tabelle 14: Durchschnittlicher Strompreis in Kalifornien (in US-Cent/kWh), 2002 – 2014 Quelle: Vgl. EIA (2015): Electricity Data, abgerufen am 21.07.2015 196 Vgl. EIA (2015): Electricity Data, abgerufen am 21.07.2015 - 63 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 5.2.2. Gaspreise In Kalifornien zahlten Privathaushalte im Jahr 2014 die höchsten Gaspreise, gefolgt vom Handel und der Industrie. Folgende Abbildung liefert einen Überblick über die durchschnittlichen Gaspreise nach Sektoren in Kalifornien im Zeitraum von 2009 bis 2014. Tabelle 15: Durchschnittliche Gaspreise nach Sektoren in Kalifornien (in USD per 1.000 ft³), 2009 – 2014 Sektor Durchschnitt 2009 Durchschnitt 2010 Durchschnitt 2011 Durchschnitt 2012 Durchschnitt 2013 Durchschnitt 2014 Haushalte 9,43 9,92 9,93 9,14 9,92 11,53 Handel 7,75 8,30 8,29 7,05 7,81 9,08 Industrie 6,56 7,02 7,04 5,77 6,57 7,73 Wellhead 3,96 4,87 k.A.* k.A.* k.A.* k.A.* * Daten werden seit 2012 nicht mehr von der EIA veröffentlicht. Quelle: Eigene Darstellung nach EIA (2014): Natural Gas Prices, abgerufen am 27.07.2015 5.2.3. Treibstoffpreise Die Treibstoffpreise sind in den USA im Vergleich zu Deutschland weitaus niedriger. Obwohl sich die Preise für den Import von Rohöl in der EU und in den USA nur leicht unterscheiden, zahlen Endabnehmer in der EU wesentlich höhere Preise. So ist Benzin nach Transport und Besteuerung in der EU etwa 100% teurer als Benzin in den USA.197 Die günstigen Preise regen den Konsum in den USA an. In Kalifornien wurde im Jahr 2013 mit 11% des US-Gesamtkonsums der Hauptteil des Benzins konsumiert, wie folgende Abbildung verdeutlicht.198 Abbildung 31: Benzinverbrauch nach US-Bundesstaaten, 2013 Quelle: Vgl. EIA (2015): Use of Oil , abgerufen am 23.07.2015 Dies obwohl in Kalifornien die höchsten Kosten für Treibstoff in den USA anfallen. Mit Stand Juli 2015 zahlten die Endverbraucher 3,89 USD/gal wohingegen sich der Landesdurchschnitt auf 2,80 USD/gal beläuft.199 Vgl. EIA (2015):Retail Premium Gasoline Prices , abgerufen am 23.7.2015 Vgl. EIA (2015): Use of Oil, abgerufen am 23.7.2015 199 Vgl. EIA (2015): Gasoline and Diesel Fuel Update, abgerufen am 23.07.15 197 198 - 64 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Der Durchschnittspreis für Benzin (Regular – 87 Oktan) in Kalifornien belief sich im Jahr 2014 auf 3,74 USD/gal. Für Diesel bezahlte man an der Zapfsäule im Jahr 2014 durchschnittlich 4,00 USD/gal. Die folgenden zwei Abbildungen liefern einen Überblick über die Entwicklung des durchschnittlichen Benzinund Dieselpreise in Kalifornien der letzten Jahre. Abbildung 32: Entwicklung des durchschnittlichen Benzinpreises in Kalifornien, 2001 – 2014 Quelle: Eigene Darstellung nach EIA (2015): Retail Gasoline and Diesel Prices, abgerufen am 27.07.2015 Abbildung 33: Entwicklung des durchschnittlichen Dieselpreises in Kalifornien, 1995 – 2014 Quelle: Eigene Darstellung nach EIA (2015): Retail Gasoline and Diesel Prices, abgerufen am 27.07.2015 5.3. Gesetzliche und administrative Rahmenbedingungen Energieversorger Kalifornien hat einen regulierten Strommarkt. Der Stromgroßhandelsmarkt wird von der CAISO verwaltet, die der direkten Zuständigkeit der FERC unterliegt.200 Insgesamt gibt es 75 öffentliche, kommunale, und privatwirtschaftlich betriebene Energieversorger im Bundesstaat Kalifornien. Rund 68% des Strombedarfs wurden im Jahr 2012 von den drei großen privaten Energieversorgern Pacific Gas & Electric Company (PG&E), SCE und San Diego Gas & Electric Company (SDG&E) gedeckt. PGE zählte im Jahr 2012 über 5,2 Mio. Kunden, gefolgt von SCE mit rund 4,9 Mio. Kunden und SDG&E mit etwa 1,4 Mio. Kunden. Zwei Energieversorger in öffentlicher Hand, das Los Angeles Department of Water & Power (LADWP) und Sacramento Municipal Utility District (SMUD), lieferten 2012 weitere 10% des Stroms.201 Renewable Portfolio Standard (RPS) Bislang verpflichtet der RPS die kalifornischen Versorger in Investorenhand, bis 2020 33% ihrer an Endkunden verkauften Elektrizität aus erneuerbaren Energien zu decken. Das 20%-Zwischenziel – im Zeitraum von 2011 bis 2013 zu erreichen – ist von den Versorgern bereits erfolgreich umgesetzt worden. 200 201 Vgl. Greentech Media (2012): How Electricity gets bought and sold in California, abgerufen am 21.01.2015 Vgl. EIA (2013): Electric Sales, Revenue, and Average Price, abgerufen am 24.07.2015 - 65 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Der RPS wurden erstmalig im Jahr 2002 erlassen und die darin verabschiedeten Richtlinien gelten für öffentliche Versorgungsunternehmen, investorenfinanzierte Energieversorger sowie regionale Kooperativen. Beim RPS handelt es sich um eine ordnungspolitische Maßnahme zur Erhöhung des Anteils der erneuerbaren Energien an der Energieproduktion. Laut einer jüngst veröffentlichten Statusmeldung der California Public Utilities Commission (CPUC) wurden seit 2003 etwa 7.501 MW an erneuerbarer Leistung unter dem RPS-Programm in Betrieb genommen. Allein im Jahr 2014 gingen Schätzungen zufolge mehr als 3.529 MW an erneuerbarer Erzeugungsleistung in Betrieb. Prognosen zufolge sollen im Jahr 2015 weitere 2.541 MW folgen. 202 Abbildung 34: Installierte RPS-Leistung in Kalifornien, 2003 – 2015 (Prognose) Quelle: Vgl. California Public Utilities Commission (2014): RPS Status Report, abgerufen am 27.07.2015 Die CPUC hat zudem seit 2002 mehr als 360 Stromabnahmeverträge (PPAs) für über 20.000 MW erneuerbarer Leistung im Rahmen des RPS-Programms bewilligt. Im zweiten Quartal 2014 wurden bereits 21 weitere Verträge bewilligt, wie folgende Tabelle verdeutlicht. Tabelle 16: RPS-berechtigte eingereichte und/oder bewilligte Stromabnahmeverträge, 2014 Quelle: Vgl. California Public Utilities Commission (2014): RPS Status Report, abgerufen am 27.07.2015 202 Vgl. California Public Utilities Commission (2014): RPS Status Report, abgerufen am 13.1.2015 - 66 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Net-Metering Bereits seit 1996 gibt es in Kalifornien ein Net-Metering-Gesetz, das die kalifornischen Energieversorgungsunternehmen verpflichtet, allen Betreibern von Wind- und Solarenergiesystemen bis zu einer Leistung von 1 MW Net-Metering anzubieten. Der im Rahmen des Net-Metering erzeugte Strom wird in das öffentliche Stromnetz direkt eingespeist und der Kunde bekommt dafür eine Gutschrift in Höhe des geltenden Strompreises, sodass sich der Stromzähler praktisch rückwärts dreht, falls mehr Strom eingespeist als verbraucht wird. Die Obergrenze bis zu welcher die kalifornischen Energieversorger NetMetering in ihrem Servicegebiet anbieten müssen, liegt bei 5% der aggregierten Gesamtnachfrage (Stand 2015).203 Im September 2013 verabschiedete die kalifornische Versammlung eine geänderte Version des NetMetering-Gesetzes (AB 327). Mit dem Gesetz änderte sich u. a. die bisherige Stromtarif-Struktur: Kunden, die mehr Strom verbrauchen, bezahlen nun weniger, und die günstigen Tarife für Kunden mit geringem Stromverbrauch wurden erhöht. Auch hat die Regulierungsbehörde ein Standardangebot für private und kleine gewerbliche Kunden entwickelt, die nach Ablauf der derzeitigen Net-Metering-Programme PVAnlagen installieren. Außerdem erlaubt es der CPUC, eine monatliche Gebühr von 10 USD bei Kunden zu erheben, die an den Programmen teilnehmen. Die Behörde prüfe jedoch auch andere Möglichkeiten, um die Kosten für dezentrale PV-Anlagen zu tragen. Das Gesetz definiert die Obergrenze für jeden großen Stromversorger einzeln. Bei SDG&E beträgt sie 607 MW, bei SCE 2,24 GW und bei PG&E 2,41 GW. 204 Im Jahr 2015 wurde das Net-Metering-Programm von der „Freeing the Grid“-Initiative mit der Bestnote A ausgezeichnet.205 Interconnection Standards Kalifornien verfügt zudem über Interconnection Standards. Hierbei handelt es sich um Vorschriften des Staates oder der Versorgungsunternehmen für den Anschluss von dezentralen Energieversorgungssystemen an das Energieversorgungsnetz. Danach kann der Strom im Verbundnetz in beide Richtungen fließen, sodass dezentrale Energieversorgungseinheiten den erzeugten Strom ins Netz einspeisen können. Kalifornische Gesetze legen technische Anforderungen und Bewerbungsverfahren für dezentrale Stromerzeuger von bis zu 10 MW fest. Bei kleinen Anlagen bis 10 kW gelten vereinfachte Regeln. Im Jahr 2015 wurden die Interconnection Standards von der „Freeing the Grid“-Initiative mit der Bestnote A ausgezeichnet.206 5.4. Energieeffizienz in Kalifornien Der Verband American Council for an Energy-Efficient Economy (ACEEE) stellt in seiner „State Energy Efficiency Scorecard“ jährlich anhand von sechs Kriterien dar, wie sich die Rahmenbedingungen und Verfahrensweisen bei der Energieeffizienz in den Bundesstaaten entwickelt haben. Wie im Jahr zuvor erreichte Kalifornien 2014 in der Gesamtwertung Platz zwei.207 Vgl. DSIRE (2013): Net-Metering – California, abgerufen am 13.01.2014 Vgl. Solar Server (2013): Photovoltaik in Kalifornien: Versammlung genehmigt neues Net-Metering-Gesetz, abgerufen am 13.01.2014 205 Vgl. Freeing the Grid (2014): Best Practices in State Net-Metering Policies and Interconnection Procedures, abgerufen am 12.1.2014 206 Vgl. Freeing the Grid (2014): Best Practices in State Net-Metering Policies and Interconnection Procedures, abgerufen am 12.1.2014 207 Vgl. American Council for an Energy-Efficient Economy (2014): Executive Summary: 2014 State Energy Efficiency Scorecard, abgerufen am 28.07.2015 203 204 - 67 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Abbildung 35: Ranking der US-Bundesstaaten des ACEEE, 2014 Quelle: Vgl. American Council for an Energy-Efficient Economy (2014): Executive Summary: 2014 State Energy Efficiency Scorecard, abgerufen am 28.07.2015 Auch wenn es Kalifornien im Jahr 2014 nur auf zweiten Rang geschafft hat, bleibt der US-Bundesstaat einer der führenden Staaten, wenn es um die Verringerung des Ressourcenverbrauchs und die Verbesserung der Energieeffizienz geht. Der im Mai 2015 erschienene „California Green Innovation Index“ der Non-Profit Organisation Next 10 liefert hierzu einige beeindruckende Zahlen208: Zwischen 2012 und 2013 stiegen Patentanmeldungen in Kalifornien um 4%, mit mehr als 1.434 Patentanmeldungen (mehr als doppelt so viel wie der Bundesstaat Michigan, der den zweiten Platz belegt). Die meisten Patentanmeldungen erfolgten in den Sektoren Solarenergie, Energiespeicherung, Wasserkraft, Brennstoffzellen und Biomasse; Kaliforniens Energieproduktivität ist etwa 1,7 mal höher als im Rest der USA; Zwischen 1990 und 2012 hat sich Kaliforniens Gesamtenergieverbrauch um 19,5%, der Pro-KopfStromverbrauch um 4% und die CO2-Emissionen pro Kopf um 25% reduziert; 23% der in Kalifornien erzeugten Energie stammte im ersten Halbjahr 2014 aus erneuerbaren Energiequellen; In 2014 lag Kalifornien weltweit auf Rang zwei der emissionsärmsten Nationen; Kalifornien zog im Jahr 2014 mit 5,7 Mrd. den Löwenanteil der Investitionen in der Clean-Tech Branche an (Zuwachs von 153% zwischen 2013 und 2014). Die Effizienzziele des Bundelands zählen zu den anspruchsvollsten der ganzen Nation. Mit dem California Global Warming Solutions Act (Assembly Bill 32) aus dem Jahr 2006 strebt Kalifornien an, Treibhausgasemissionen bis zum Jahr 2020 auf das Niveau von 1990 zu reduzieren. 209 Wesentlicher Ansatzpunkt um dieses Ziel zu erreichen ist der kalifornische Strommarkt. Ein Update des im Jahr 2009 durch das Air Resources Board (ARB) angenommenen Climate Change Scoping Plan im Rahmen der AB 32 wurde im Mai 2014 veröffentlicht. Folgende Abbildung zeigt den Zeitrahmen zur Umsetzung der gesetzten Ziele. 208 209 Vgl. Next 10 (2015): 2015 California Green Innovation Index, abgerufen am 27.07.2015 Vgl. California Environmental Protection Agency – Air Resources Board (2015): Assembly Bill 32 Overview, abgerufen am 14.01.2015 - 68 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Abbildung 36: Vorgegebener Zeitrahmen zur Umsetzung der Assembly Bill 32 Quelle: Vgl. California Environmental Protection Agency – Air Resources Board (2015): Assembly Bill 32 Overview, abgerufen am 14.01.2015 Im Jahr 2006 wurde zudem in der Assembly Bill 2021 festgelegt, dass der prognostizierte Stromverbrauch des Staates über einen Zeitraum von zehn Jahren um 10% gesenkt werden soll.210 Die California Energy Commission (CEC) ist in Zusammenarbeit mit der CPUC verantwortlich für die Festlegung der Energieeffizienzziele der einzelnen Jahre.211 Die Kommissionen orientieren sich dabei an den Prognosen der öffentlichen und privaten Energieversorgungsunternehmen des Staates. Laut einem gemeinsamen Statusbericht aus dem Jahr 2014 der California Municipal Utilities Association (CMUA), der Northern California Power Agency (NCPA) und der Southern California Public Power Authority (SCPPA) haben die öffentlichen Versorgungsunternehmen seit 2006 rund 885 Mio. USD in Energieeffizienzprogramme investiert.212 Zudem konnten Nachfragespitzen um mehr als 656 MW reduziert und über 3,4 Mio. MWh eingespart werden. Folgende Abbildung liefert eine Zusammenfassung der bisherigen Erfolge. Abbildung 37: Übersicht der bisherigen Erfolge im Rahmen der Assembly Bill 2021 Quelle: Vgl. California Municipal Utilities Association, Northern California Power Agency & Southern California Public Power Authority (2014): Energy Efficiency in California’s Public Power Sector: A 2014 Status Report, abgerufen am 27.07.2015 Im Januar 2015 verkündete der für eine vierte Amtszeit vereidigte kalifornische Gouverneur Jerry Brown in seiner Antrittsrede das ambitionierte Ziel, bis zum Jahr 2030 den Strombedarf Kaliforniens zu 50% aus Vgl. California Energy Commission (2006): Assembly Bill 2021, abgerufen am 13.03.2015 CPUC & CEA (2012): Energy Efficiency Strategic Plan, abgerufen am 13.03.2015 212 Vgl. California Municipal Utilities Association, Northern California Power Agency & Southern California Public Power Authority (2014): Energy Efficiency in California’s Public Power Sector: A 2014 Status Report, abgerufen am 13.03.2015 210 211 - 69 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 erneuerbaren Energien zu decken. Zudem soll der Kraftstoffverbrauch bei Personenfahrzeugen und LKW um die Hälfte gesenkt und die Energieeffizienz in Gebäuden verdoppelt werden. 213 Der Bundesstaat Kalifornien implementiert auch bereits eine ganze Reihe von überarbeiteten Building Codes, zusammengefasst im sog. Title 24. Während Title 24 bislang vornehmlich auf Wohngebäude und gewerbliche Gebäude ausgerichtet war, wurde der Code kürzlich erweitert und schließt seit dem 1. Juli 2014 auch Rechenzentren mit ein.214 Der Standard umfasst folgende Anforderungen für Rechenzentren: Die Installation von Economizer in kleinen Serverräumen; Die Nutzung adiabatischer Befeuchtungssysteme; Die limitierte Nutzung von Lüftersystemen in Computerräumen auf 27 W/kBTUh; Der Einsatz von Klimaanlagen und Expansions-Systemen mit variablen Volumenströmen. Branchenkenner sehen mit der Erweiterung des Standards künftig große Energieeinsparpotentiale. Nicht energieverbrauchsrelevante Vorteile umfassen zudem bessere Computerleistungen aufgrund der Verminderung von 'hot spots', weniger Lüftergeräusche dank variabler Volumenströme, sowie Back-Up Kühlungskapazitäten durch Economizer.215 5.4.1. Die San Francisco Bay Area – Vorreiter bei Energieeffizienz und attraktiver Rechenzentrumsmarkt Die San Francisco Bay Area gilt seit Jahrzehnten weltweit als das Innovationszentrum schlechthin. Zur Bay Area zählen in der Regel die neun Counties, die an die Bucht von San Francisco angrenzen. Aus dem Santa Clara Valley, das zur Region San Jose-Sunnyvale-Santa Clara gehört, hat sich das Silicon Valley entwickelt. Die Bay Area bietet mit einer breiten liberalen, weltoffenen und innovativen Bevölkerungsschicht ideale Voraussetzungen für die Einführung energieeffizienter Maßnahmen. Unterstützt wird diese grundsätzlich positive Grundhaltung zu Ressourcenschutz durch ein den Bundesdurchschnitt weit übersteigendes Einkommensniveau. Bei der im Mai 2015 veröffentlichten „City Energy Efficiency Scorecard“ des ACEEE schnitt San Francisco sehr gut ab: die Stadt lag auf dem vierten Platz mit insgesamt 75,5 Punkten (v0n max. 100). Folgende Abbildungen liefern einen Überblick. Vgl. Power Magazine (2015): California Governor Wants to Raise State’s 2030 RPS Target to 50%, abgerufen am 12.01.2015 Vgl. The Raritan Blog (2014): What California’s Title 24 2013 Energy Efficiency Standards Mean for Your Data Center, abgerufen am 13.07.2015 215 Vgl. The Raritan Blog (2014): What California’s Title 24 2013 Energy Efficiency Standards Mean for Your Data Center, abgerufen am 13.07.2015 213 214 - 70 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Abbildung 38: Ranking von US-Großstädten des ACEEE, 2015 Quelle: Vgl. American Council for an Energy-Efficient Economy (2015): Executive Summary: 2015 City Energy Efficiency Scorecard, abgerufen am 28.07.2015 Abbildung 39: Punktevergabe im Rahmen der Rankings von US-Großstädten des ACEEE, 2015 Quelle: Vgl. American Council for an Energy-Efficient Economy (2015): Executive Summary: 2015 City Energy Efficiency Scorecard, abgerufen am 28.07.2015 Im Cool IT-Ranking, das jährlich von Greenpeace veröffentlicht wird und führende IT-Konzerne hinsichtlich Klimaschutz bewertet, belegten die San Francisco Bay Area Unternehmen Google und Cisco im Jahr 2013 Platz 1.216 Vor allem beim Engagement für den Klimaschutz und der vermehrten Nutzung erneuerbarer Energieträger für die betriebliche Infrastruktur schnitt Google besonders gut ab. Das Cool ITRanking von Greenpeace bewertet 21 führende IT-Unternehmen hinsichtlich dreier Schlüsselkriterien 217: 216 217 Entwicklung von IT-Lösungen für andere Wirtschaftszweige (40 von 100 Punkten). Senkung der eigenen Treibhausgasemissionen sowie vermehrte Nutzung erneuerbarer Energiequellen (25 von 100 Punkten). Engagement für Klimaschutz und Energieeffizienz in Politik und Öffentlichkeit (35 von 100 Punkten). Vgl. Greenpeace (2013): Cool IT Leaderboard, abgerufen am 03.08.2015 Vgl. Greenpeace (2013): Cool IT Leaderboard, abgerufen am 03.08.2015 - 71 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Cisco und Google, die beide Ihren Firmenhauptsitz in der San Francisco Bay Area haben, führen die Technologiebranche an, weil sie innovative Energielösungen anbieten, die zur Bekämpfung des Klimawandels beitragen können. In 2013 veröffentlichte Cisco auch neue Klimaschutzziele: so will das Unternehmen bis 2017 die CO2-Emissionen um 40% gegenüber 2007 reduzieren und 25% des Energiebedarfs aus erneuerbaren Energien decken.218 Die San Francisco Bay Area nimmt US-weit auch eindeutig eine Vorreiterrolle bei der Weiterentwicklung von energieeffizienten Rechenzentrumstechnologien ein. Diverse Branchenriesen aus dem Silicon Valley haben sich bereits dem Thema der Energieeffizienz in Datenzentren angenommen. Google befasst sich z.B. bereits seit über 10 Jahren mit dem Bau energieeffizienter Datenzentren und entwickelt kontinuierlich neue Energieeffizienzmaßnahmen.219 Facebook startete im Jahr 2011 das Open Compute Project, ein weltweiter Zusammenschluss von Technologieunternehmen und –experten, die sich das Ziel gesetzt haben, die energieeffizientesten Server, Speicher und Datencenterhardware für skalierbare IT zu entwickeln.220 Zu den Mitgliedern des Open Compute Projects gehören namhafte Unternehmen wie z.B. Intel, Microsoft, rackspace, Cisco, HP, VMware und Samsung.221 Eine der renommiertesten öffentlichen Universitäten in den USA, die University of California in Berkeley, beschäftigt sich ebenfalls mit der Forschung und Entwicklung im Bereich energieeffizienter Datenzentren im Rahmen der Arbeit des Lawrence Berkeley National Laboratory in Zusammenarbeit mit der US-Energiebehörde.222 Zwar werden viele neue Rechenzentren heute außerhalb Kaliforniens errichtet, die Forschung und Entwicklung findet jedoch primär in den Großkonzernen und Forschungszentren der San Francisco Bay Area statt. Nach einer Zeit des Überangebots im Jahr 2012 und 2013, gehört das Silicon Valley demnach mittlerweile auch wieder zu einer der attraktivsten Rechenzentrumsmärkte in den USA. Die Nachfrage nach ColocationFläche, die derzeit insbesondere von chinesischen Unternehmen angetrieben wird, steigt laut Marktexperten deutlich schneller an, als das Angebot folgen kann. Der Gesamtbestand an Rechenzentrumsfläche in Silicon Valley betrug im Jahr 2014 etwa 3,6 Mio. Quadratmeilen (348 MW). Etwa 73.000 Quadratmeilen (16 MW) an Fläche standen in 2014 zur Verfügung.223 Zu den Marktakteuren, die derzeit die Nachfrage nach Drittanbieter-Rechenzentrumsfläche im Silicon Valley vorantreiben, zählen unter anderem Banken, die IT-Industrie sowie der Sektor für den elektronischen Handel, wie folgende Abbildung verdeutlicht. Abbildung 40: Nachfrage nach Rechenzentrumsfläche in Silicon Valley, 2014 Vgl. Cisco (2013): Cisco Announces New Greenhouse Gas Reduction Goals, abgerufen am 03.08.2015 Vgl. Google (2015): Google Data Centers – Efficiency, abgerufen am 03.08.2015 220 Vgl. Open Compute Project (kein Datum): Mission and Principles, abgerufen am 03.08.2015 221 Vgl. Open Compute Project (kein Datum): Membership (Organizational) Directory, abgerufen am 03.08.2015 222 Vgl. Energy Technologies Area (2015): Berkeley Law Data Center Energy Efficiency Research, abgerufen am 03.08.2015 223 Vgl. JLL Research (2015): 2014 Data Center Outlook North America, abgerufen am 28.07.2015 218 219 - 72 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Quelle: Vgl. JLL Research (2015): 2014 Data Center Outlook North America, abgerufen am 28.07.2015 Vor allem Cloud-Computing ist ein deutlicher Wachstumstreiber. Um sich im internationalen Geschäft mit Cloud-Dienstleistungen zu etablieren, plant beispielsweise die Firma Aliyun, eine Tochterfirma des chinesischen Online-Riesen Alibaba, den Bau eines Rechenzentrums in Santa Clara, Kalifornien. Auch chinesische Firmen wie Tencent and Baidu zeigen verstärkt Interesse am Standort Silicon Valley.224 Das Unternehmen Equinix besitzt bereits sieben Rechenzentren in Silicon Valley, plant jedoch aufgrund der steigenden Nachfrage den Bau weiterer Rechenzentren. Im Juli 2015 erwarb das Unternehmen ein Grundstück im Wert von 38 Mio. USD in der Nähe der kalifornischen Stadt San Jose.225 Im Juni 2015 verkündete der kalifornische Rechenzentrumsbetreiber Server Farm Realty eine Partnerschaft mit dem chinesischen Betreiber 21Vianet, um Dienstleistungen an Kunden in den USA und in China anzubieten. Das Rechenzentrum von Server Farm Reality hat eine Leistung von 3 MW. Laut Server Farm Realty ist das Rechenzentrum nun bis auf weiteres komplett vermietet.226 Zu den fünf größten Betreibern von Rechenzentren in den USA zählten im Jahr 2012 Digital Reality, CoreSite, Savvis, Equinix, Inc. und Hurricane Electric, wovon drei ihren Standort in der San Francisco Bay Area haben (siehe folgende Tabelle). Tabelle 17: Die fünf größten Rechenzentrumbetreiber im Silicon Valley, 2012 Rechenzentrumsfläche (in Rang Unternehmen m2) Hauptsitz 1 Digital Reality 185.806 San Francisco, CA 2 CoreSite 48.309 Denver, CO 3 Savvis 29.571 Town & Country, MO 4 Equinix, Inc. 26.941 Redwood City, CA 5 Hurricane Electric 23.597 Fremont, CA Quelle: Eigene Darstellung nach BizJournal (2012): Top 5: Biggest Silicon Valley data center operators, abgerufen am 27.07.2015 Im folgenden Kapitel werden Best-Practice-Beispiele aus verschiedenen Rechenzentren in Kalifornien vorgestellt. Es werden jeweils die umgesetzten Maßnahmen, sowie die erreichte Energieeffizienz dargestellt. 5.5. Energieeffiziente Rechenzentren in Kalifornien – Best-Practice-Beispiele Raging Wire Das Unternehmen RagingWire, gegründet im Jahr 2000, entwirft, baut und unterhält erfolgskritische Rechenzentren mit hoher Leistungsdichte und 100% Verfügbarkeit. RagingWire verfügt über eine Gesamtrechenzentrumsfläche von über 60.000 m2 in Sacramento, Kalifornien und Ashburn, Virginia und verzeichnet die höchste Kundenzufriedenheit in der Branche. In 2008 startete das Unternehmen eine Energieeffizienzinitiative in dem ca. 23.000 m2 großen CA1 Rechenzentrum in Sacramento, dem später als erstes Multi-Tenant Colocation-Rechenzentrum das ENERGY STAR Zertifikat verliehen wurde. Das direkt Vgl. ZDNet (2015): Alibaba opens data center in Silicon Valley, eyes US cloud market, abgerufen am 29.07.2015 Vgl. Data Center Knowledge (2015): Equinix Buys Land to Expand in Tight Silicon Valley Data Center Market, abgerufen am 29.07.2015 226 Vgl. Data Center Knowledge (2015): Chinese Data Center Giant 21Vianet Expands Into Silicon Valley, abgerufen am 29.07.2015 224 225 - 73 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 anliegende CA2 Rechenzentrum sowie die VA1 Einrichtung in Ashburn, Virginia sind ebenfalls ENERGY STAR zertifiziert.227 Als Teil der Energieeffizienzinitiative am CA1 Rechenzentrum in Sacramento wurde ein kabelloses zentrales Überwachungssystem eingebaut. In Koordination mit dem Unternehmen Synapsense wurden kabellose Temperatursensoren auf der Ober- und Unterseite und in der Mitte von Kaltgangservern und Racks sowie an der Ober- und Unterseite von Heißgangservern angebracht. Kabellose Drucksensoren wurden unter dem angehobenen Boden platziert um den statischen Kühlluftdruck zu messen. Durch dieses System erhielt RegingWire eine genauere und detaillierte Wärmekarte der Rechenebene. 228 Um eine strikte Abtrennung von Kalt- und Heißgangregalkonfigurationen zu garantieren, wurden Plastikvorhänge am Ende der Heißgänge angebracht und in einigen Fällen wurden Blenden innerhalb der Racks verbaut um eine weitere Heiß/Kalt-Abtrennung sicherzustellen. RagingWire implementierte darüber hinaus Programm zum schnelleren Neustart der Kühlanlagen um die Rechenzentren schnell auf einen niedrigeren Energieverbrauch zu bringen. Frequenzumrichter-Motoren wurden in allen mechanischen Kühlpumpen, Kühlwasserpumpen und Computerraumluftversorgungseinheiten (CRAH) installiert, was zu einer Verringerung der Ventilatorgeschwindigkeit um 42% führte. Weitere Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz des Unternehmens waren die Anpassung der Kühlwassertemperatur, die Nutzung von Abwasser sowie die Installation von luftseitigen und wasserseitigen Economisern in der Kühlanlage. Ende 2011 verzeichnete RagingWire einen PUE-Wert von 1,48, zu Beginn der Effizienzinitiative lag der Wert noch bei 1,65. Des weiteren hat RagingWire ein Infrastrukturmanagementsystem (NMatrixTM ) entwickelt, dass die Strom- und Kühlsysteme in Datenzentren steuert und überwacht. Zusätzlich bietet das System eine umfangreiche Übersicht über die Gesundheit und die Effizienz des Rechenzentrums inkl. Batterieleistung, Stromkreis-Monitoring, Konfiguration der elektrischen und der Kühlanlage, Ventilatorgeschwindigkeiten und –einstellungen, Temperatur und Luftfeuchtigkeit auf der Rechenebene sowie Kühlanlagenpegel. 229 Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) Das Lawrence Berkeley National Laboratory ist Teil des offiziellen Systems US-amerikanischer Forschungseinrichtungen und wird unterstützt durch das DOE und dessen Wissenschaftsabteilung. Das LBNL ist beheimatet in Berkeley, Kalifornien und wird geleitet von der University of California. Das Forschungsteam am LBNL forscht unter anderem nach neuen Möglichkeiten zur Steigerung von Energieeffizienz und arbeitet an diversen Implementierungsprogrammen. Das LNBL hat eine Reihe von Best-Practices für Betreiber von Datenzentren und Produzenten von Datencenterequipment entwickelt: Kontinuierliches Messen und Benchmarking des Energieverbrauchs; Identifikation von IT-Equipment und Software: Möglichkeiten um die IT-Last zu kontrollieren sind Konsolidierung, Servereffizienz, Softwareeffizienz, Powermanagement und die Reduktion der IT-Equipmentlast, welche einen Multiplikatoreffekt in sich birgt; Nutzung von IT um diese zu beobachten und zu steuern: durch die Messung und Nachverfolgung der Performance sind Betreiber in der Lage Probleme früh zu erkennen. LBNL benutzt ein kabelloses Überwachungssystem für Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Unterbodendruck und Stromstärke; Optimierung der Umweltkomponenten: LBNL befolgt die Wärmerichtlinien der American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) zur Optimierung des Datencenterumgebung; Luftstrommanagement: LBNL isoliert Heiß- und Kaltluft, nutzt Freikühlung, Regalblenden, undurchdringbare Bodenplatten und Flüssigkühlung. Eine Unterabteilung des LNBL, das National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC), nutzt darüber hinaus ein einzigartiges Vgl. RagingWire (2015): RagingWire’s Ashburn, Virginia and Sacramento, California Data Center Earn EPA Energy STAR for Superior Energy Efficiency, abgerufen am 30.07.2015 228 Vgl. Synapsense (2010): Data Center Saves Big With Better Airflow Monitoring, abgerufen am 30.07.2015 229 Vgl. RagingWire (2015): 2N+2® Infrastructure and N-Matrix℠ DCIM – 100% Reliability, abgerufen am 30.07.2015 227 - 74 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Kühlsystem bestehend aus „Rear Door“-Kühlern. Hierbei wird heiße Luft unmittelbar durch LuftWasser-Wärmetauscher abgekühlt, die sich auf der Rückseite der Serverregale befinden. 230 Evaluierung der Kühlsystemoptionen; Überdenkung der Luftfeuchtigkeitskontrollen: LBNL verhindert die unbeabsichtigte Luftentfeuchtung; Verbesserung der elektrischen Effizienz: die Stromversorgung wird verbessert durch die Erhöhung der Versorgungsspannung, wodurch unnötige Redundanzen verhindert und der Einsatz der USV minimiert werden können; Implementierung von energieeffizienten Management- und Betriebsprozessen. Durch die Implementierung dieser Best-Practice-Beispiele war das LBNL in der Lage die IT-Last seines Rechenzentrums, ohne steigenden Energieverbrauch, zu erhöhen. Der PUE-Wert fiel dabei um 30% von vorher 1,65 auf 1,45.231 5.6. Forschungsprogramme in Kalifornien Universitäten und Labore In der San Francisco Bay Area sind führende Forschungsuniversitäten wie die Stanford University sowie die regionalen Campus der University of California - darunter UC Berkeley - und der California State University angesiedelt. So forscht beispielsweise das Lawrence Berkeley National Laboratory der UC Berkeley (Berkeley Lab) seit über 10 Jahren an der Entwicklung energieeffizienter Rechenzentren. Seit 2011, in Kooperation mit der US-Umweltschutzbehörde im Rahmen des ENERGY STAR Programms, arbeitet das Berkeley Lab auch an der Entwicklung von internationalen Standards und Metriken für den effizienten Betrieb von Rechenzentren.232 Neben Universitäten forschen in Kalifornien auch staatliche Labors wie das Lawrence Berkeley National Laboratory des Energieministeriums, das 13 Nobelpreisträger hervorgebracht hat, oder das Ames Research Center der NASA, interdisziplinäre Forschungseinrichtungen mehrerer Partner sowie private Labors. Public Interest Energy Research (PIER) Das PIER Programm der CEC forscht in Zusammenarbeit mit Forschungseinrichtungen, Unternehmen und Energieversorgern. Jedoch teilte die CEC kürzlich das Auslaufen des Projekts mit, sodass keine neuen Projekte gefördert werden. Bestehende Projekte werden noch bis Ende 2015 gefördert. 233 Forschungsthemen des PIER Programms umfassen: Buildings End-Use Energy Efficiency Emerging Technology Demonstration Grant (ETDG) Program Energy Innovations Small Grant (ETDG) Program Energy-Related Environmental Research Area Energy Systems Integration & Demand Response Environmentally-Preferred Advanced Generation (EPAG) Research Area Industrial/Agricultural/Water End-Use Energy Efficiency Research Area Renewable Energy Research Area PIER Contractors General Information Transportation Research Area Vgl. Lawrence Berkeley National Laboratory (2012): Energy Efficiency Investigation for the Magellan Super Computer at the National Energy Research Scientific Computing Center, abgerufen am 30.07.2015 231 Vgl. AFCOM (2015): Data Center Leadership In the DOE Better Buildings Challenge, abgerufen am 30.07.2015 232 Vgl. Berkeley Lab (2015): Berkeley Lab Data Center Energy Efficiency Research, abgerufen am 25.06.2015 233 Vgl. California Energy Commission (2014): Research & Development: The Science of Innovation, abgerufen am 28.07.2015 230 - 75 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Die Industrial/Agricultural/Water End-Use Energy Efficiency Research Area beschäftigt sich u.a. mit energieeffizienten Technologien, die zur Kühlung von Rechenzentren sowie zur Senkung des Energieverbrauchs von Rechenzentren eingesetzt werden können. Electric Program Investment Charge (EPIC) Das neue, durch die CPUC geschaffene Electric Program Investment Charge (EPIC) investiert in Verbesserungen des staatlichen Stromsystems.234 Im Rahmen des EPIC Programms plant die CEC u.a. folgende Verbesserungen: Ein modernes und flexibleres Stromnetz; Effizientere und ZNE-Gebäude mit Energiesystemen, die mit fortgeschrittenen Kommunikationstechnologien ausgestattet sind; Einen saubereren Energieerzeugungsprozess; Ein Transportsystem mit zunehmender Nutzung von Elektrofahrzeugen (1,5 Mio. Elektrofahrzeuge bis 2025). California Institute for Energy and Environment (CIEE) Das CIEE ist eine Untereinheit der University of California. Es handelt sich dabei um eine Partnerschaft zwischen Energiebehörden, Energieversorgungsunternehmen sowie gemeinnützigen Einrichtungen und Forschungseinrichtungen die Energieeffizienz und Umwelt betreffend. Das CIEE unterstützt in diesem Zusammenhang alle Bereiche, der im öffentlichen Interesse durchgeführten Energieforschung in Kalifornien. Hauptfokus sind dabei die Sicherheit und Nachhaltigkeit der kalifornischen Energiesysteme. 235 CIEE arbeitet auch eng mit dem PIER Programm zusammen und zwar als sogenannte PIER State Partnership for Energy Efficiency Demonstrations (SPEED). Hierbei geht es um die Entwicklung energieeffizienter Gebäudetechnologien und deren praktische Umsetzung in einer festgelegten Anzahl von öffentlichen Gebäuden (Demonstrationsobjekte) in Kalifornien wie z.B. in Gebäuden der staatlichen, kalifornischen Universitäten oder der California Community Colleges. Im Einzelnen fallen darunter Demonstrationsprojekte, die anschaulich die Anwendungen von neuen Technologien in den Bereichen Beleuchtung, Heizung, Lüftung und Klimaanlagentechnik verdeutlichen. 236 5.7. Förderprogramme für Energieeffizienz in Kalifornien Im Vergleich zu vielen anderen US-Bundesstaaten bietet Kalifornien keine Verkaufssteuerbefreiung für Betreiber und Besitzer von Rechenzentren an. Wie folgende Abbildung zeigt, bieten mittlerweile 23 USBundesstaaten steuerliche Anreize für Betreiber von Rechenzentren an. Kalifornien ist somit einer der wenigen Westküstenstaaten, ohne steuerliche Anreize für Rechenzentrumsbetreiber. Vgl. California Energy Commission (2014): Research & Development: The Science of Innovation, abgerufen am 28.07.2015 Vgl. California Institute for Energy and Environment (2014): Overview, abgerufen am 28.07.2015 236 Vgl. California Institute for Energy and Environment (2014): PIER Technology Demonstrations (SPEED), abgerufen am 28.07.2015 234 235 - 76 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Abbildung 41: US-Bundesstaaten mit steuerlichen Anreizen für Rechenzentrumsbetreiber, 2013 Quelle: Vgl. CBRE (2013): Impact of Taxes & Incentives on Data Center Locations, abgerufen am 27.07.2015 Jedoch gibt es in Kalifornien mehr als 117 staatliche und lokale Förderprogramme für Energieeffizienz. Folgende Tabelle liefert einen Überblick über ausgewählte Förderprogramme. Tabelle 18: Förderprogramme für Energieeffizienz in Kalifornien, 2015 Förderberechtigte Technologien Förderungsart Name Rebate Program Silicon Valley Power Virtualization and Consolidation of Servers, IT Equipment k.A. Green Building Incentive Burbank Water & Power - Green Building Incentive Program Gesamtes Gebäude Green Building Incentive City of San Diego Sustainable Building Expedited Permit Program Gesamtes Gebäude, nicht genauer spezifizierte Technologien Green Building Incentive City of Santa Monica Expedited Permitting for Green Buildings Gesamtes Gebäude Green Building Incentive San Diego County Green Building Program Gesamtes Gebäude - 77 - Kontakt Silicon Valley Power 1601 Civic Center Drive Santa Clara, CA 95050 +1-408-244-7283 cutcosts@siliconvalleyp ower.com Burbank Water and Power Home Rewards Rebates 164 W. Magnolia Blvd. Burbank, CA 91502 +1-818-238-3730 City of San Diego Development Services +1-619-446-5000 Brenden McEneaney City of Santa Monica 1212 5th Street, First Floor Santa Monica, CA 90401 +1-310-458-8549 brenden.mceneaney@s mgov.net Building Division County of San Diego Department of Planning ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT Förderungsart Förderberechtigte Technologien Name 2015 Kontakt and Land Use 5201 Ruffin Road, Suite B San Diego, CA 921231666 +1-858-565-5920 [email protected] Local Rebate Program City of San Francisco Commercial Efficiency Rebates Local Rebate Program City of San Francisco Residential Efficiency Rebates State Loan Program Energy Efficiency Financing for Public Sector Projects State Rebate Program Energy Upgrade California Wärmedämmung, Wasserheizungen, Beleuchtung, Öfen, Heizkessel, Wärmerückgewinnung, Dampfsystem-Upgrades, Druckluft, Thermostaten, Motoren, Systeme für die Lebensmittelindustrie Luftdichtungen, Wärmedämmungen, nicht genauer spezifizierte Technologien Beleuchtung, Kühlgeräte, Öfen, Heizkessel, Wärmepumpen, Klimaanlagen, CHP, Energiemanagementsysteme, Wärmedämmungen, Motoren Wärmedämmungen, Öfen, Klimaanlagen Luftdichtungen, Fenster SF Energy Watch +1-415-355-3769 energywatch@sfenviron ment.org SF Energy Watch +1-415-355-3769 energywatch@sfenviron ment.org Special Projects Office California Energy Commission +1-916-654-4104 [email protected] a.us Quelle: Vgl. DSIRE (2015): California Incentives/Policies for Renewables & Efficiency, abgerufen am 27.07.2015 - 78 - n.a. ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 6. Schlussbetrachtung 6.1. Handlungsempfehlungen & Fazit für deutsche Unternehmen für einen Markteinstieg Der US-Markt für Rechenzentren soll in den kommenden Jahren voraussichtlich weiterhin kräftig wachsen. Angetrieben wird diese Entwicklung primär durch die stetig zunehmende Verbreitung von CloudTechnologien und –Dienstleistungen, d.h. der Auslagerung von Datenspeicher, Software und Rechenleistung in externe Rechenzentren, sowie der zunehmenden Bedeutung des „Internets der Dinge“ (englisch: Internet of Things oder kurz IOT). Letzteres beschreibt die Integration von Objekten wie z.B. Autos, Konsumgüter, Stromzähler oder Kleidungsstücke in das digitale Netz, wodurch die Menge der generierten und zu verarbeitenden Daten im Internet kräftig ansteigt. Die zunehmende Menge an Daten und der damit steigende Energieverbrauch stellt Rechenzentrumsbetreiber vor immer neue Herausforderungen. Zwar existieren auf staatlicher und bundesstaatlicher Ebene keine umfassenden Vorschriften für die Verbesserung der Energieeffizienz in Rechenzentren, die großen IT-Branchenriesen wie Google, Facebook, eBay und Microsoft setzen jedoch zunehmend auf den Bau energieeffizienter Rechenzentren und die Weiterentwicklung von Hard- und Software um den Energieverbrauch in den unternehmenseigenen Rechenzentren zu senken und Kosten zu sparen. Dies bietet den Firmen zusätzlich die Möglichkeit, sich in der Öffentlichkeit als „grünes“, nachhaltiges Unternehmen zu präsentieren. Darüber hinaus haben sich diverse Unternehmen im US-Markt etabliert, die energiesparende CPUs, Lüfter sowie Netzteile mit hohem Wirkungsgrad anbieten, die sich für den Einsatz in energieeffizienten Servern eignen. Besonders im Bereich der Stromversorgung und Kühlung sowie Maßnahmen zur Erhöhung der ITHardware-Effizienz besteht Potential für neue Markteinsteiger. Deutsche Anbieter mit innovativen Produkten und Lösungen in den folgenden Kategorien sind für den US-Markt besonders interessant: Strominfrastruktur (z.B. effizientere unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) und Stromversorgungseinheiten (PDUs)); Klimatisierung (z.B. freie Kühlung, drehzahlveränderbaren Antriebe, Temperatur- und FeuchteSollwerte); Luftstrom-Managementsystem (z.B. Kaltgang- und Warmgang, Eindämmung); Effizienz der IT (z.B. Server-Virtualisierung, effiziente Datenspeicherung). Dabei ist darauf zu achten, dass die Produkte oder Dienstleistungen, die für den amerikanischen Markt vorgesehen sind, einen tatsächlichen Mehrwert bieten. 90% der deutschen Unternehmen differenzieren ihre Produkte in den USA durch höhere Qualität, weit vor Preis oder Service. Qualität ist jedoch, was der US-Kunde insgesamt wahrnimmt, d.h. die Kombination aus Produkt, Service und Preis entscheidet über die Kundenzufriedenheit. Im Bereich der Investitionsgüter besteht bereits ein großes Angebot von US-Herstellern mit breiten technologischen Produktpaletten. Zwar entsprechen diese nicht immer deutschen Technologiestandards, dies ist jedoch oftmals nur scheinbar ein Vorteil für deutsche Unternehmen. In den USA wurden viele Standards gesetzt, die von der hiesigen Industrie akzeptiert wurden. Deutsche Technologien werden dagegen hin und wieder als zu kompliziert empfunden. Daher ist es wichtig, dass deutsche Unternehmen bei der Vermarktung ihrer Produkte den Mehrwert für den Kunden hervorheben und sich nicht zu sehr auf die technische Finesse ihrer Produkte verlassen. Im US-Investitionsgütermarkt genießen US-Unternehmen einen gewissen Präsenzvorteil und viele USHersteller unterhalten enge Beziehungen zu den wichtigen Zulieferern und Zwischenhändlern. Daher - 79 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 empfiehlt sich gerade zu Beginn der US-Marktaktivitäten die Zusammenarbeit mit einem lokalen Partner, der über das nötige Branchenfachwissen verfügt und Kontakte zu den Entscheidungsträgern in den USUnternehmen herstellen kann. Tabelle 19: SWOT-Analyse USA Strengths/Stärken - Weaknesses/Schwächen Politische Unterstützung für erneuerbare Energien und Energieeffizienz Marktvolumen (weltweit größte Volkswirtschaft) Omnipräsenter Unternehmergeist Hoch entwickelte und mit der Wirtschaft eng verzahnte Forschungslandschaft Vielfältige Best-Practice-Beispiele für energieeffiziente Rechenzentrumslösungen - Opportunities/Potentiale - Niedriger Erdgaspreis und damit vergleichsweise niedriger Strompreis Lange Amortisationsperioden für Investitionen in Energieeffizienzprodukte aufgrund der niedrigen Energiepreise Deutsche Firmen haben Nachteile bei Vertrieb und Marketing Threats/Risiken Steigender Energiebedarf von Rechenzentren Energieeffizienz zunehmend wichtiges Thema in der IT-Branche Energieeinsparpotential in Rechenzentren von bis zu 80% Steigendes Umweltbewusstsein Steigende Preise für fossile Brennstoffe Aufgeschlossenheit gegenüber innovativen Produkten Gute Reputation von „made in Germany“ Freihandelsabkommen mit der EU (TTIP) - Quelle: Eigene Darstellung - 80 - Hohe Wettbewerbsintensität Hohe Schadenersatzrisiken Wechselkursschwankungen Hohe Markteintrittskosten ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 7. Profile Marktakteure 7.1. Forschungseinrichtungen Aus datenschutzrechtlichen Gründen kann nicht zu jedem Marktakteur ein Ansprechpartner angegeben werden. 7.1.1. USA F&E Einrichtungen der Environmental Protection Agency (EPA) Die EPA unterhält mehrere Einrichtungen wie z.B. das National Center for Environmental Research, die sich mit der Entwicklung von umweltfreundlichen Produkten und mit Energieeffizienz befassen. 701 Mapes Road Ft. Meade, MD 20755-5350 +1-410-305-2607 www.epa.gov Massachusetts Green High Performance Computing Center (MGHPCC) Das Massachusetts Green High Performance Computing Center (MGHPCC) ist ein Joint Venture zwischen der Boston University, der Harvard University, dem Massachusetts Institute of Technology (MIT), der Northeastern University und der University of Massachusetts. Das MGHPCC kann von jeder Forschungsorganisation genutzt werden. Es bietet innovative Infrastrukturen für Forschungsaktivitäten an, die in der zunehmenden datenintensiven Umgebung der modernen Wissenschaft und Technik unverzichtbar ist. Massachusetts Green High Performance Computing Center 100 Bigelow Street Holyoke, MA 01040 +1-413-552-4900 www.mghpcc.org NASA’s Ames Research Center Das Ames Research Center ist eine NASA Anlage, die in Mountain View, CA liegt. Das Ames Center steht für innovative Forschung und Entwicklung in der Flugtechnik und verbindet Explorations-Technologien und Wissenschaft mit Kernkompetenzen des Zentrums. Zudem ist es die führende Anlaufstelle für die Energy Efficiency Management Platform (E2MP) mit ihren hochwertigen Computeranlagen. NASA Ames Research Center Naval Air Station, Moffett Field Mountain View, CA 94035 +1-650-604-5000 www.nasa.gov/ames - 81 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 National Renewable Energy Laboratory (NREL) Das NREL ist Teil des Office of Energy Efficiency and Renewable Energy des DOE. Es erforscht und entwickelt neue Energietechnologien auf dem Gebiet der Energieeffizienz und Erneuerbaren Energien in den Bereichen Windenergie, Sonnenenergie, Bioenergie, Geothermie, Wasserstoff, sowie Energieeinsparung in Häusern, im Verkehr und in der Industrie. Die NREL Website bietet Zugang zu Datenbanken mit energierelevanten Dokumenten und den neuesten Forschungsergebnissen im Bereich Energie. 15013 Denver West Parkway Golden, CO 80401 +1-303-275-3000 www.nrel.gov Oak Ridge National Laboratory (ORNL) Das Building Technology Center (BTC) des ORNL befasst sich mit der Identifizierung, Erforschung und Anwendung von nachhaltigen und energieeffizienten Technologien im Bauwesen und bedient sich dabei Partnerschaften zwischen dem öffentlichen Sektor und der Privatindustrie. Die einzelnen Projekte des BTC befassen sich mit: Heiz- und Kühlsysteme Thermal Environmental Engineering (thermische Umwelttechnik) Building Envelope Systems (Systeme für Gebäudehüllen) Building Design and Performance (Gebäudedesign und – leistung) State and Community Programs (Staatliche und kommunale Programme) Communications and Market Outreach (Kommunikation und Markt) 1 Bethel Valley Rd PO Box 2008 Oak Ridge, TN 37831 +1-865-576-7658 www.ornl.gov 7.1.2. Westküste The Center of Expertise for Energy Efficiency in Data Centers Das Center of Expertise ist eine Zusammenarbeit von dem Federal Energy Management Program, dem US Department of Energy und dem Berkeley Lab. Das Center arbeitet mit entscheidenden, einflussreichen öffentlichen als auch mit privaten Akteuren. Es unterstützt Bundesbehörden bei der Implementierung von Richtlinien und Projekten im Bereich Energieeffizienz in Rechenzentren. 1 Cyclotron Road Berkeley, CA 94720 +1-510-486-4000 https://datacenters.lbl.gov/ - 82 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) Das Center for Building Science des LBNL ist führend in der Entwicklung und Kommerzialisierung von energieeffizienten Technologien und von Analysetechniken zur Erhöhung der Energieeinsparungen. Es ist der University of Berkeley zugehörig und arbeitet im Rahmen der folgenden drei Forschungsprogramme: The Building Technologies Program Dieses Programm dient der Entwicklung von Technologien und Software zur Verbesserung der Energieeffizienz von Fenstern und Beleuchtungssystemen, der Integration von Tageslicht (Daylighting) und der Simulation von Gebäudeenergie. The Energy Analysis Program Das Energy Analysis Program erforscht den Energieverbrauch in und außerhalb der USA. Es sammelt und analysiert Energiedaten und führt Computersimulationen von Energieszenarien für den Wohnund gewerblichen Gebäude- sowie den industriellen und Transportsektor durch. The Indoor Environment Program Das Indoor Environment Program untersucht, wie der Energieverbrauch im Zusammenhang mit dem Wärme- und Luftkreislauf in Gebäuden reduziert werden kann. Das LBNL beherbergt außerdem die Building Simulation Research Group (SRG), die US-weit führend in der Entwicklung von Simulationstools für die Evaluierung der Energieeffizienz von Gebäuden ist. Die Environmental Energy Technologies Division arbeitet in folgenden Forschungsbereichen mit der Industrie zusammen: Advanced Energy Technologies Atmospheric Sciences Energy Analysis Indoor & Outdoor Environmental Quality Green Computing: Mit der Zusammenarbeit von der IT Abteilung in LBNL, setzte die Energy Technologies Area zudem energieeffiziente Strategien um. Die drei aufgegriffenen Projekte waren: Wireless Sensor-Überwachung Frequenzumrichter Kühlung Direct-to-Chip Flüssigkeitskühlung Die LBL war einer der ersten Organisationen in den Vereinigten Staaten, die die Effizienz in Rechenzentren in Echtzeit berechnen und betrachten konnte. 1 Cyclotron Road Berkeley, CA 94720 +1-510-486-4000 www.lbl.gov - 83 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Sandia National Laboratories Sandia National Laboratories wird von der Sandia Corporation betätigt und geleitet. Es ist eine Forschung und Entwicklung Gemeinde, die nationale Sicherheit Aufträge während dem Fortschreiten der Grenzen von Wissenschaft und Technik liefert. Mit dessen Energie und Klima Programm, fortgeschritten wissenschaftlich berechnete Forschung ist durchgeführt in Bereichen wie angewandte & rechenbetonte Mathematik, rechenbetonte Wissenschaft, und leistungsstarkes Rechnen. Sandia National Laboratories, New Mexico P.O. Box 5800 Albuquerque, NM 87185 Sandia National Laboratories, California P.O. Box 969 Livermore, CA 94551-0969 +1-800-765-1678 [email protected] www.sandia.gov Stanford University Precourt Institute of Energy Das renommierte Precourt Institute of Energy, welches im Jahr 2009 errichtet wurde, ist Mittelpunkt der Forschungsaktivitäten im Bereich Energie an der Stanford University. Yang & Yamazaki Environment and Energy Building, Suite 324 473 Via Ortega, MC 4240 Stanford, CA 94305 +1-650-725-3230 [email protected] energy.stanford.edu 7.2. Behörden und Verbände Aus datenschutzrechtlichen Gründen kann nicht zu jedem Marktakteur ein Ansprechpartner angegeben werden. 7.2.1. USA 7x24 Exchange International 7x24 Exchange International ist eine gemeinnützige Organisation, die es sich zum Ziel gesetzt hat, die Herausforderungen der Energieeffizienz und Nachhaltigkeit anzugehen. 322 Eighth Ave, 702 New York, NY 10001 +1-646-486-3818 [email protected] http://www.7x24exchange.org/ - 84 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Alliance to Save Energy (ASE) Die ASE fördert weltweit die Energieeffizienz und unterstützt eine sauberere Umwelt und mehr Sicherheit in der Energieversorgung. Die ASE ist „die“ Medienquelle für Informationen über Energie und Energieeffizienz in allen Endanwendungs- Sektoren (einschließlich Geschäftsgebäuden und Wohnbauten, und Transport), Bauvorschriften, Anwendungs- Standards, Versorgungswirtschaft, Elektrizitätssicherheit, und bedeutenden Umweltproblemen. 1850 M Street NW, Suite 600 Washington, DC 20036 +1-202-857-0666 www.ase.org American Council for an Energy-Efficient Economy (ACEEE) Die Non-Profit Organisation hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Interessen von Wirtschaft und Umweltschutz zu vereinen. Die ACEEE veröffentlicht drei Verbraucher-Guides und 250 Berichte jährlich und zählt somit zu einer der Hauptressourcen für Informationen zur Energieeffizienz. Eine weitere Aufgabe der ACEEE ist es, staatliche Einrichtungen in Umweltfragen zu beraten. Unterstützung erhält sie von Universitäten, Energieversorgern, Forschungsinstituten und von staatlicher Seite. Zu den jährlich organisierten Konferenzen gehört das National Symposium on Market Transformation. 529 14th Street NW, Suite 600 Washington, DC 20045-1000 +1-202-507-4000 www.aceee.org American Engineering Association (AEA) Die AEA ist eine Non-Profit Vereinigung mit Mitgliedern in geradezu jedem Hightech-Center in den USA. Alle Mitglieder sind im Ingenieurwesen tätig, wie z.B. in der Luft- und Raumfahrt oder im IT Bereich. AEA ist der einzige Ingenieurverband der sich exklusiv den professionellen Nachfragen und Anliegen der USIngenieure widmet. 533 Waterside Blvd Monroe Twp, NJ 08831 Richard F. Tax, President [email protected] www.aea.org American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) Die ASHRAE ist eine internationale Organisation, die das Ziel verfolgt, durch Informationsbereitstellung, die Implementierung von Standards, und die Durchführung von Seminaren, eine Grundlage für umweltfreundliche Heizungen, Ventilatoren, Klima- und Kühlanlagen zu schaffen. 1791 Tullie Circle, NE Atlanta, GA 30329 +1-404-636-8400 [email protected] www.ashrae.org - 85 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Association of Certified Green Technology Auditors (ACGTA) Die ACGTA ist eine professionelle Vereinigung, die sich auf Nachhaltigkeit, erneuerbare Energie und Green IT Projekte konzentrier. Sie unterstützt Unternehmen, die Industrie und die US-Regierung bei der Umsetzung von zahlreichen Projekten in diesen Bereichen. 9340 NW 39th St Sunrise, FL 33351 +1-954-594-3584 [email protected] www.theACGTA.org Association of Energy Engineers (AEE) Die Non- Profit Organisation möchte durch Seminare, Konferenzen, Bücher und zertifizierte Programme die Beschäftigten der Energiebranche informieren und weiterbilden. Ziel ist auch die Förderung von nachhaltiger Entwicklung. 4025 Pleasantdale Rd, Suite 420 Atlanta, Georgia 30340 Brian Douglas, Business Development Director +1-770-279-4386 [email protected] www.aeecenter.org Business Council for Sustainable Energy (BSCE) BSCE ist eine Organisation, die es sich zur Aufgabe gemacht hat, marktbasierte Methoden zur Reduzierung der Umweltverschmutzung zu implementieren. Die Organisation bietet eine weite und sichere Zusammenstellung von Energieressourcen an. 1620 Eye Street NW, Suite 501 Washington, DC 20006 Lisa Jacobson, President +1-202-785-0507 [email protected] www.bcse.org Business for Innovative Climate and Energy Policy (BICEP) Ziel dieser Initiative ist es, auf direktem Weg mit den Schlüsselalliierten in der Firmengemeinschaft und mit relevanten Mitgliedern des Kongresses in Kontakt zu stehen und somit bedeutende Energie- und Klimawandelsgesetzgebung durchzusetzen. 99 Chauncy St, 6th Floor Boston, MA 02111 +1-617-247-0700 [email protected] www.ceres.org/bicep - 86 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Clinton Foundation’s Climate Initiative (CCI) Bei dieser Initiative handelt es sich um die von dem ehemaligen US-Präsidenten Bill Clinton im August 2006 ins Leben gerufenen CCI, die sein langfristiges Engagement für den Umweltschutz widerspiegelt. Die CCI ist international ausgerichtet und arbeitet mit der sogenannten C40 Large Cities Climate Leadership Group - einer Gruppe von 40 Großstädten rund um die Welt – zusammen, die aktiv an der Reduzierung von Treibhausgasen arbeiten. Vorrangige Ziele sind: Bildung eines Käuferkonsortiums, um die Kaufkraft der 40 Städte zu vereinigen; Einbinden von technologischen Experten auf der ganzen Welt; Einführung von gemeinsamen Bewertungsmaßstäben und Datenbanken zu Bewertung, Vergleich und Übernahme der jeweiligen Maßnahmen. 2007 gründete die CCI zusammen mit den Partnern USGBC und American College and University Presidents Climate Commitment das Green Schools Program. Dieses Programm fördert die Sanierung von amerikanischen Schul- und Universitätsgebäuden unter Anwendung von Energieeffizienzmaßnahmen. 1271 Avenue of the Americas, 42nd Floor New York, NY 10020 Valerie Alexander, Chief Marketing and Communications Officer +1-212-348-8882 [email protected] www.clintonfoundation.org Consortium for Energy Efficiency, Inc. (CEE) Das CEE ist eine gemeinnützige Organisation, die energieeffiziente Produkte und Dienstleistungen fördert. CEE bringt Fachleute zusammen und bietet ein Forum um gemeinsame Interessen zu erforschen und Informationen auszutauschen. 98 N Washington St, Suite 101 Boston, MA 02114-1918 +1-617-589-3949 www.cee1.org Ecma International Ecma International ist ein Industrieverband, die sich mit der Standardisierung von ITK und Elektronik befasst. Rue du Rhône 114 CH-1204 Geneva +41-22-849-6000 Information Technology Industry Council (ITI) Das ITI ist eine Lobby-Organisation, die versucht, Innovation zu fördern, den Zugang zu Weltmärkten zu erweitern und den elektronischen Handel zu erweitern. 1101 K St., NW Suite 610 Washington, D.C. 20005 Joseph Anderson, Director, Environment and Sustainability +1-202-737-8888 [email protected] - 87 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) IEEE ist ein global Verband, der es sich zum Ziel gesetzt hat, technologische Innovationen voranzutreiben. Mitglieder umfassen Unternehmen aus verschiedenen Industrien, wie beispielsweise erneuerbare Energien, Kommunikation, Luft- und Raumfahrt sowie IT. 3 Park Ave, 17th Floor New York, NY 10016-5997 +1-212-419-7900 www.ieee.org International Energy Agency (IEA) Die IEA ist ein zwischenstaatliches Gremium mit Sitz in Frankreich, das die Energieversorgung, das wirtschaftliche Wachstum und die Umweltverträglichkeit fördert. 9, rue de la Fédération 75739 Paris Cedex 15 France +33- 140-5765-00/01 [email protected] www.iea.org The Green Grid The Green Grid unterstützt keine herstellerspezifischen Produkte oder Lösungen sondern spricht stattdessen branchenweite Empfehlungen zu Best Practices, Metriken und Technologien aus, die die gesamte Ressourceneffizienz verbessern können. Die Mitgliedschaft ist offen für Organisationen auf Contributor-, General- oder Associate-Level sowie für Einzelne auf Individual- oder Supporter-Level. 3855 SW 153rd Drive Beaverton, OR 97003 Valrie Dyhouse, Program Development Director +1-503-619-0653 [email protected] www.thegreengrid.org GreenTouch GreenTouch ist eine Arbeitsgemeinschaft, die Mitglieder aus der IT-Industrie und der akademischen Forschung umfasst. Ziel des Konsortiums ist es, den CO2-Fussabdruck von ICT Geräten, Plattformen und Netzwerken zu reduzieren. John H. Ricciardone +1-781-876-6285 [email protected] www.greentouch.org - 88 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 National Association of State Energy Officials (NASEO) Die NASEO repräsentiert die von den Gouverneuren der einzelnen US-Bundesstaaten offiziell für Energieangelegenheiten bestellten Behörden. Mitglieder von NASEO sind hochrangige Vertreter dieser Energiebehörden. 2107 Wilson Blvd, Suite 850 Arlington, VA 22201 +1-703-299-8800 [email protected] www.naseo.org National Institute for Standards and Technology (NIST) NIST ist eine nicht reguläre Bundesstelle innerhalb des US-Handelsministeriums. NIST will die USInnovationen und industrielle Wettbewerbsfähigkeit, bei fördernden Messtechniken, Anforderungen und Technologien voranbringen, um die ökonomische Sicherheit und den Lebensstandard verbessern. 100 Bureau Dr, Stop 1070 Gaithersburg, MD 20899-1070 +1-301-975-6478 [email protected] www.nist.gov Renewable Energy and Energy Efficiency Partnership (REEEP) REEEP, die unter dem Dach der ASE angesiedelt ist, hat es sich zum Ziel gesetzt, der Energieeffizienz weltweit zum Durchbruch zu verhelfen. Das Engagement von REEEP gilt insbesondere den vier Feldern „Politik und Regulierung“, „Projektfinanzierung“, „Entwicklung von Programmen“ und „Auswirkung auf das Bundesstaaten- und regionale Level“. Wagramer Strasse 5 (Vienna International Centre, Room D-2169) A-1400 Wien Österreich +43-1-26026-3425 [email protected] www.reeep.org Storage Networking Industry Association (SNIA) Die SNIA ist eine Non-Profit-Organisation, die zum Ziel hat, Speicherlösungen und IT-Technologien als auch globale Standards für die IT-Industrie zu fördern 4360 ArrowsWest Drive Colorado Springs, CO 80907-3444 Michael Meleedy, Business Services and Education Director +1-508-603-1336 [email protected] www.snia.org - 89 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Uptime Institute Das Uptime Institute ist eine unabhängige Beratungsorganisation, die es sich zum Ziel gesetzt hat, die Leistung, Effizienz und Zuverlässigkeit der Geschäftskritischen Infrastruktur durch Innovation, Kollaboration und Zertifizierungen zu verbessern. 5470 Shilshole Ave NW, Suite 500 Seattle, WA 98107 Scott Killian, Vice President – Efficient IT Programs +1-703-898-9145 [email protected] https://uptimeinstitute.com US Business Council for Sustainable Development (USBCSD) USBCSD ist eine Non-Profit Handelsvereinigung von Unternehmen, deren Zweck es ist, fokussierte, gemeinschaftliche Projekte zu fördern, welche den Mitgliedern und Partnern Führungsqualitäten in den USA in nachhaltiger Entwicklung demonstriert. 411 W Monroe St Austin, TX 78704 +1-512-981-5417 [email protected] www.usbcsd.org US Department of Energy (DOE), Office of Energy Efficiency & Renewable Energy Das Energieministerium der Vereinigten Staaten ist als Ministerium innerhalb der US- Bundesregierung für Energie- und Nuklearsicherheit verantwortlich. Das DOE ist damit die wichtigste Behörde für die Umsetzung von Energieeffizienzmaßnahmen auf Bundesebene. Das DOE informiert über die Programme zu Energieeffizienz und erneuerbaren Energien und bietet ein umfassendes Informationsportal mit einer umfangreichen Sammlung an Informationen über rationelle Energieverwendung (Gebäude, Industrie, Stromerzeugung, Verkehr) und erneuerbare Energien (Biomasse, Geothermie, Wasserstoff, Wasserkraft, Ozean, Solar, Wind). Die Aufgabe des DOE besteht darin, die von der US-Regierung und vom Parlament beschlossenen, energiebezogenen Maßnahmen in die Tat umzusetzen. In den Aufgabenbereich des DOE fallen unter anderem: Die Reduzierung der amerikanischen Abhängigkeit von ausländischen fossilen Energiequellen; Die Entsorgung radioaktiver Abfälle; Die Sicherstellung der Energieversorgung; Die Entwicklung und Forschung energieeffizienter Technologien für Gebäude, das Transportwesen, die Energieversorgung und die Industrie; Die Aufstellung von Energiesparprogrammen; Die Aufsicht staatlicher Kernwaffenprogramme. Das DOE legt besonderen Wert auf die Unterstützung von Forschung und Entwicklung im Bereich der erneuerbaren Energien und der Energieeffizienz und hat deshalb diverse bundesstaatliche Förderprogramme aufgelegt. Organisatorisch ist die Zuständigkeit für erneuerbare Energien und Energieeffizienz beim Office of Energy Efficiency and Renewable Energy (EERE) des DOE angesiedelt. Das EERE bemüht sich die Energiesicherheit der USA zu erhöhen, die Umweltqualität zu verbessern und die Energieeffizienz z.B. durch die Förderung von Forschung und Entwicklung zu erhöhen. Eine weitere Aufgabe des EERE ist es, die verschiedenen Programme, die sich mit der Energieeffizienz im Bauwesen befassen, zu steuern (s. Kapitel zu Förderprogrammen und –initiativen). - 90 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Office of Energy Efficiency & Renewable Energy Forrestal Building 1000 Independence Ave SW Washington, DC 20585 Roland J. Risser, Building Technologies Office Director +1-202-586-9127 energy.gov/eere/office-energy-efficiency-renewable-energy www1.eere.energy.gov/buildings US Energy Information Administration (EIA) Die Statistikbehörde EIA sammelt, analysiert und veröffentlicht regelmäßig offizielle nationale und regionale Energiestatistiken. Die EIA konzentriert sich auf Kohle, Öl, Erdgas, erneuerbare Energien, sowie Atomkraft. 1000 Independence Ave SW Washington, DC 20585 Brian Murphy, Renewables Expert +1-202-586-1398 [email protected] www.eia.gov US Environmental Protection Agency (EPA) Die EPA ist eine unabhängige Behörde, die sich für Umweltschutz sowie dem Schutz der menschlichen Gesundheit einsetzt. 1200 Pennsylvania Ave NW Washington, DC 20460 +1-202-272-0167 www.epa.gov US Green Building Council (USGBC) Der USGBC ist eine gemeinnützige Handelsorganisation mit Sitz in Washington DC, die sich für nachhaltig konstruierte Gebäude einsetzt. Zum USGBC gehören insgesamt mehr als 15.000 Mitgliederorganisationen, welche in allen Sparten der umweltbewussten Bauindustrie tätig sind. Die Organisation hat spezielle Programme, mit denen sie die Entwicklung des Green Buildings unterstützt. Die Wichtigsten sind: LEED Green Building Rating System; Chapter Programm (mehr als 70 regionale Vertretungen); Emerging Green Builders (für Studenten). Die USGBC ist am meisten für die Entwicklung des Systems Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) bekannt, eine Versammlung, die die Industrie nachhaltiger Gebäude unterstützt und bewertet, eingeschlossen umweltfreundlicher Materialien, nachhaltiger Architekturtechniken und Öffentlichkeitsarbeit. Auch Rechenzentren kommen für die LEED-Zertifizierung in Frage. 1800 Massachusetts Ave NW, Suite 300 Washington, DC 20036 Peter Templeton, Senior Vice President Global Market Development +1-202-742-3792 [email protected] www.usgbc.org - 91 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 7.2.2. Kalifornien California Energy Commission (CEC) Die für die Energiepolitik und- Planung in Kalifornien zuständige CEC mit Sitz in Sacramento wurde 1974 gegründet. Zu ihren Hauptaufgaben gehören u.a. die Entwicklung von zur Energiegewinnung eingesetzten Technologien, die Unterstützung erneuerbarer Energien und der Energieeffizienz, sowie die Entwicklung von Standards für den Bausektor. Außerdem überwacht die CEC verschiedene Förderprogramme. Media and Public Communications Office 1516 Ninth St, MS-29 Sacramento, CA 95814-5512 +1-916-654-4989 [email protected] www.energy.ca.gov California Public Utilities Commission (CPUC) Bei der CPUC handelt es sich um die Regulierungsbehörde des Staates Kalifornien mit Zuständigkeit für in Privatbesitz befindlichen Telekommunikationsunternehmen, Betreiber von Stadt und Eisenbahnen, Unternehmen zur Personenbeförderung sowie Versorgungsbetriebe (Elektrizität, Gas und Wasser). Die CPUC ist ebenfalls mit der Umsetzung von öffentlichen Förderprogrammen aus dem Bereich “Erneuerbare Energien und Energieeffizienz” befasst und überwacht insbesondere die Umsetzung der wichtigsten Programme durch die kalifornischen Energieversorgungsunternehmen. 505 Van Ness Ave San Francisco, CA 94102 Michael R. Peevey, President +1-415-703-2782 www.cpuc.ca.gov Center for Sustainable Energy California (CCSE) Das Ziel dieser Organisation ist, den Umweltschutz durch Events, Information zu Förderprogrammen und Workshops voranzutreiben. 9325 Sky Park Ct, Suite 100 San Diego, CA 92123 Lindsey Taggart, Sr. Manager Building Performance +1-858-633-1390 [email protected] www.energycenter.org Clean Power Campaign Clean Power Campaign, eine Non-Profit Organisation, engagiert sich für Interessengruppen und Firmen, die auf den Gebieten Umwelt, erneuerbare Energien und Energieeffizienz tätig sind. 1100 11th St, Suite 321 Sacramento, CA 95814 John Shahabian, Executive Director +1-916-340-2600 www.cleanpower.org - 92 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Data Center Pulse (DCP) Data Center Pulse is a non-profit datacenter industry community whose goal is to share information to influence the industry by defining, adopting and driving the best practices and next generation solutions. Data Center Pulse ist eine gemeinnützige Gemeinschaft, dessen Ziel es ist, Informationen rund um das Thema Rechenzentren zu teilen, sowie Best Practices und neue Technologielösungen vorzustellen. Alverado Niles Blvd Union City, CA 94587 [email protected] www.datacenterpulse.org Transform to Better Perform Transform to Better Perform ist eine Initiative des Business Performance Innovation Network in Zusammenarbeit mit Dimension Data, die sich auf kosteneffektive IT-Modelle fokussiert. 1494 Hamilton Ave. San Jose, CA 95125 Donovan Neale-May, Executive Director +1-408-677-5333 [email protected] www.reinventdatacenters.com Western Governors’ Association (WGA) Die WGA ist die überparteiliche Organisation der Gouverneure der 19 westlichen US-Bundesstaaten einschließlich der drei Pazifikinseln Northern Mariana Islands, American Samoa und Guam. Die WGA hat sich insbesondere dem Ziel der Entwicklung und Förderung erneuerbarer Energien verschrieben und in diesem Zusammenhang mehrere Initiativen gegründet. 1600 Broadway, Suite 1700 Denver, CO 80202 +1-303-623-9378 www.westgov.org 7.3. Relevante Unternehmen Amazon Amazon ist ein e-Commerce Unternehmen und Rechenzentrumsbetreiber mit Sitz in Seattle, WA. Das Unternehmen hat über 450.000 Server in sieben Standorten in der Welt. 40.000 Server sind darauf eingestellt nur Amazon Web Services zu betreiben. 551 Boren Ave N Seattle, WA 98109 +1-209-266-1000 www.amazon.com - 93 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 American Internet Services (AIS) AIS ist ein Anbieter von Cloud- und Rechenzentrumsdienstleistungen. Das Unternehmen betreibt sechs Rechenzentren in Phoenix, AZ und San Diego, CA. 9305 Lightwave Ave. San Diego, CA 92123 +1-866-971-2656 www.americanis.net Apple Apple ist ein Technologieunternehmen mit Hauptsitz in Cupertino, CA. Das Unternehmen besitzt und betreibt Rechenzentren in den Bundesstaaten North Carolina, Oregon, Kalifornien, Arizona, sowie in Irland und in Dänemark. Seit 2012 werden alle Rechenzentren der Firma durch erneuerbaren Energien versorgt. 1 Infinite Loop Cupertino, CA 95014 +1-408-996-1010 www.apple.com CenturyLink Technology Solutions Allein in Kalifornien besitzt das Unternehmen Rechenzentren in sieben Städten: Burbank, Irvine, Los Angeles, San Francisco, San Jose, Santa Clara und Sunnyvale. 100 CenturyLink Drive Monroe, LA 71203 +1-318-388-9000 www.centurylink.com Cogent Cogent besitzt und betreibt 60 Rechenzentren in Nordamerika und Europa. Die Firma bietet u.a. Internetzugang, Datentransport und Colocation-Services an. 1015 31st Street, NW 20007 Washington, D.C. www.cogentco.com Coresite Coresite ist ein Anbieter von Colocation-Services. Das Unternehmen betreibt 16 Rechenzentren in Nordamerika, allein in Kalifornien existieren sieben Standorten in der San Francisco Bay Area. 1001 17th Street, Suite 500 Denver, CO 80202 +1-866-777-CORE +1-303-405-1000 [email protected] www.coresite.com - 94 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Digital Realty Digital Realty ist ein Betreiber von Rechenzentren, mit Standorte in Nordamerika, Europa und der AsienPazifik-Region. In den USA betreibt Digital Realty 102 Datencenter. Digital Realty bietet zudem Unterstützung bei der Konstruktion neuer Rechenzentren an. Embarcadero Center 4, Suite 3200 San Francisco, CA 94111 +1-415-738-6500 www.digitalrealty.com DuPont Fabros DuPont Fabros Technology Inc. ist ein Entwickler und Betreiber von Rechenzentren. Einer ihrer größten Rechenzentren liegt in Santa Clara, CA. 1212 New York Ave, NW Suite 900 Washington, D.C. 20005 +1-202-728-0044 www.dft.com Equinix Equinix ist ein Rechenzentrumsbetreiber, das mehrere Standorte in Nordamerika, Europa und Asien hat. In Kalifornien existieren sieben Equinix-Rechenzentren (in Silicon Valley), dort liegt auch der Hauptsitz des Unternehmens. 1 Lagoon Dr. 4th Floor Redwood City, CA 94065 +1-650-598-6000 [email protected] www.equinix.com Google Google besitzt und betreibt sieben Rechenzentren in den USA. Die Rechenzentren befinden sich in Standorten mit unterschiedlichen Klimazonen und haben daher verschiedene Kühlungs- und Stromversorgungsanforderungen. Die Rechenzentren konnten nichtsdestotrotz in allen Jahreszeiten einen PUE-Wert von 1,12 erreichen. 1600 Amphitheatre Parkway Mountain View, CA 94043 +1-650-253-0000 www.google.com Hurricane Electric (HE) Hurricane Electric betreibt ein eigenes globales IPv4- und IPv6- Netzwerk und gilt als das größte IPv6Backbone der Welt. Zusätzlich besitzt und betreibt das Unternehmen zwei Rechenzentren in Fremont, CA (einschließlich Hurricane Electric Fremont 2, ein 200.000 Quadratmeter großes Rechenzentrum). 760 Mission Court Fremont, CA 94539 +1-510-580-4100 [email protected] www.he.net - 95 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Infomart Das im Jahr 2006 gegründete Unternehmen besitzt, betreibt und baut hocheffiziente Rechenzentren. Hauptsitz der Firma ist in Silicon Valley. 2001 Fortune Drive San Jose, CA 95131 408-956-3070 www.infomartdatacenters.com Level 3 Communications, Inc. Level 3 ist ein globaler Kommunikationsanbieter und betreibt insgesamt 257 Rechenzentren in Nordamerika. 1025 Eldorado Boulevard Broomfield, CO 80021-8869 +1-720-888-1000 www.level3.com Microsoft Microsoft baut und betreibt Rechenzentren seit über 25 Jahren. Das globale Portfolio der Firma umfasst mehr als 100 Rechenzentren und 1 Mio. Server. One Microsoft Way Redmond, WA 98052-7329 +1-425-882-8080 www.microsoft.com RagingWire Das Rechenzentrum in Sacramento ist mit über 650.000 Quadratmeilen die größte Multi-Tenant-Anlage in ganz Kalifornien. RagingWire Data Centers, Inc. 5470 Kietzke Lane, Suite 230 Reno, NV 89511 +1-916-286-3000 www.ragingwire.com Switch SuperNAP Die Flächen der Rechenzentren von SuperNAP in Las Vegas und Reno, NV summieren sich auf insgesamt 8,6 Mio. Quadratfuß. Die Rechenzentren sind die ersten Carrier-neutralen Colocation-Rechenzentren, die vom Uptime Institute in den Kategorien Betrieb, Design und Einrichtung mit jeweils Tier IV Gold und Tier IV ausgezeichnet wurden. Das Unternehmen ist Teil des Rechenzentrumsanbieters Switch. 7135 South Decatur Blvd. Las Vegas, NV 89118 +1-702-444-4111 www.supernap.com - 96 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Telx Telx betreibt 20 Carrier-neutrale Rechenzentren in 13 US-Märkten mit Rechenzentrumsflächen von insgesamt 1,3 Mio. Quadratfuss. 1 State Street 21st Floor New York, NY 10004 +1-877-321-8359 www.telx.com Verizon Communications Verizon Communications ist ein Telekommunikationsunternehmen und besitzt allein in den USA 19 Rechenzentren. Da Unternehmen bietet Colocation-, Cloud- und Hosting-Services an. 1 Verizon Way Basking Ridge, NJ 07920 +1-908-559-2001 www.verizon.com 7.4. Fachmessen und Veranstaltungen Nachfolgend sind einige relevante Green IT Events in den USA aufgeführt (soweit veröffentlicht). 7x24 Fall Conference 2015 15. – 18. November 2015 Die 7x24 Fall Conference 2015 ist u.a. relevant für die IT-Industrie, Rechenzentrumbetreiber, die Telekommunikationsindustrie, Gebäudemanager und Ingenieure. JW Marriott San Antonio Hill Country 23808 Resort Parkway San Antonio, TX 78261 www.7x24exchange.org/conferences/ Data Center World Global 2016 Conference 14. – 18. März 2016 Die Data Center World Global 2016 Conference veranstalte eine Messe für Rechenzentrum-Fachleute, um neue Technologien für ein kostengünstiges und sicheres Rechenzentrum vorzustellen. Mandalay Bay 3950 Las Vegas Boulevard Las Vegas, NV 89119 [email protected] www.datacenterworld.com/spring/exhibit/ - 97 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 Gartner Data Center, Infrastructure & Operations Management Conference 7. – 10. Dezember 2015 Die Konferenz richtet sich an Fachleute aus den Bereichen IT Betrieb & Betriebsanlage, Server, Mobile, Cloud & Desktop Virtualisierung und Vernetzung. Venetian 3355 Las Vegas Boulevard South Las Vegas, NV 89109 [email protected] www.gartner.com/events/na/data-center# IEEE Globecom 2015 6. – 10. Dezember 2015 Die IEEE Globecom ist eine fünftägige Veranstaltung von der IEEE Communications Society und der IEEE ICC (Internationale Konferenz für Kommunikation). Die Konferenz kommt einmal im Jahr nach Nordamerika und zieht ungefähr 2.000 führende Wissenschaftler, Forscher, und Fachleute aus der Industrie an. Hilton San Diego Bayfront 1 Park Blvd San Diego, CA 92101 http://globecom2015.ieee-globecom.org/ International Green & Sustainable Computing Conference 14. – 16. Dezember 2015 Die zum sechsten Mal stattfindende IGSC Konferenz ist ein Forum, bei rund um das Thema Energieeffizienz in der IT diskutiert wird. Die Konferenz besteht aus Panelen, Seminaren und Workshops. Las Vegas, NV Partha Pande, Washington State University +1-509-322-5223 [email protected] http://igsc.eecs.wsu.edu/ - 98 - ZIELMARKTANALYSE USA GREEN IT 2015 8. 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