Strompreise und Kühlung, Betriebskosten von Servern in Deutschland

Das Wichtigste auf einen Blick

• Datenspeicher im Betrieb sind in Deutschland nach den Personalkosten der zweitgrößte Kostentreiber.
• Die Strompreise für Gewerbekunden liegen über dem europäischen Mittel.
• Der PUE-Wert entscheidet, wie viel Strom zusätzlich für Kühlung verloren geht.
• Freie Kühlung ist in Norddeutschland wirtschaftlicher als in Süddeutschland.
• BAFA und KfW fördern Effizienzmaßnahmen an Servern und Kühlung.
• Arbeitsplatzrechner verbrauchen pro Gerät weniger, in Summe aber oft mehr als der Serverraum.

Strompreise und Kühlung: Betriebskosten von Servern in Deutschland im Überblick

Wer einen eigenen Serverraum betreibt, zahlt zwei Rechnungen: eine für die Rechenleistung und eine für die Wärme, die dabei entsteht. Beide Posten hängen am Strompreis. In Deutschland ist dieser Preis für Gewerbekunden im europäischen Vergleich hoch, und die Netzentgelte unterscheiden sich stark zwischen den Bundesländern.

Ein typischer Serverraum in einem mittelständischen Betrieb in Nordrhein-Westfalen oder Baden-Württemberg hat eine Anschlussleistung zwischen 10 und 50 Kilowatt. Davon entfallen je nach Alter der Anlage 30 bis 50 Prozent auf die Kühlung. Diese Zahl ist der Hebel, an dem sich Betriebskosten senken lassen, ohne die IT-Leistung zu verringern.

Der Begriff Datenspeicher im Betrieb umfasst dabei mehr als die Festplatten im Server. Gemeint ist die gesamte Kette aus Speichermedien, Servern, Netzwerktechnik und der Infrastruktur, die sie am Laufen hält. Wer diese Kette kennt, kann sie messen und bewerten, statt sie nur zu bezahlen.

Die Bundesnetzagentur veröffentlicht regelmäßig Daten zu Strompreisen und Netzentgelten. Für Betriebe lohnt der Blick in die eigenen Lastgänge, bevor Verhandlungen mit dem Energieversorger beginnen. Der Lastgang zeigt, wann welche Leistung abgerufen wird, und damit auch, ob sich ein Lastmanagement lohnt.

Das Statistische Bundesamt erhebt Daten zu Energieverbrauch und Preisentwicklung, der Branchenverband Bitkom veröffentlicht regelmäßig Zahlen zur Ausstattung deutscher Unternehmen mit Servern. Beide Quellen helfen, den eigenen Verbrauch mit dem Durchschnitt der Branche zu vergleichen.

Was den Preis nach oben treibt

Drei Faktoren bestimmen die Stromrechnung eines Serverraums: der Arbeitspreis pro Kilowattstunde, die Leistungskomponente und die Netzentgelte. Dazu kommen Umlagen und Steuern, die für alle gewerblichen Kunden gelten. Wer diese Bestandteile trennt, erkennt, welche davon beeinflussbar sind.

Der Arbeitspreis lässt sich durch Ausschreibung oder Rahmenvertrag senken. Die Leistungskomponente sinkt nur, wenn Spitzenlasten vermieden werden. Netzentgelte sind regional festgelegt und kaum verhandelbar, unterscheiden sich aber zwischen Nord- und Süddeutschland erheblich.

Hinzu kommt die Frage der Ausfallsicherheit. Das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) empfiehlt für kritische Infrastrukturen redundante Stromversorgung und Notstromkonzepte. Solche Anlagen verbrauchen selbst Energie und verschlechtern den PUE-Wert, sind aber versicherungs- und haftungsrechtlich oft unverzichtbar.

PUE-Werte und Kühlanforderungen für Server und Arbeitsplatzrechner

Der PUE-Wert beschreibt das Verhältnis von Gesamtstromverbrauch eines Rechenzentrums zum Verbrauch der eigentlichen IT-Geräte. Ein PUE von 1,0 bedeutet, dass die gesamte Energie in die IT fließt. Ein PUE von 2,0 bedeutet, dass für jeden Kilowatt IT-Leistung ein weiteres Kilowatt für Kühlung, Verluste und Nebenanlagen aufgewendet wird.

In kleinen Serverräumen liegt der PUE-Wert häufig zwischen 1,8 und 2,5. Große, moderne Rechenzentren erreichen Werte zwischen 1,2 und 1,4. Der Unterschied ist kein Luxusproblem: Bei einem Serverraum mit 20 Kilowatt IT-Leistung und 8.000 Betriebsstunden im Jahr entscheidet der PUE über mehrere Tausend Euro jährlich.

Das Umweltbundesamt zu Energieverbrauch und Kühlung liefert Hintergrunddaten zur Einordnung dieser Werte. Für Betreiber ist wichtig, den eigenen PUE nicht zu schätzen, sondern zu messen. Dazu genügen zwei Stromzähler, einer vor der IT-Verteilung und einer für die gesamte Anlage.

Arbeitsplatzrechner im Vergleich

Ein einzelner Arbeitsplatzrechner verbraucht zwischen 60 und 150 Watt im Bürobetrieb. Das ist wenig im Vergleich zu einem Serverschrank. In Summe kann eine Belegschaft von 100 Personen mit Monitoren, Dockingstationen und Peripherie jedoch leicht 15 Kilowatt erreichen, also fast so viel wie ein kleiner Serverraum.

Der Unterschied liegt in den Kühlanforderungen. Arbeitsplatzrechner werden über die Raumluft gekühlt, die ohnehin vorhanden ist. Ein Serverraum braucht dagegen eine eigene Kühlung mit Redundanz, weil Ausfälle teuer sind. Diese Redundanz kostet Geld, auch wenn sie selten gebraucht wird.

Für beide Geräteklassen gilt die DIN EN ISO/IEC 27001 als Rahmen für das Managementsystem. Sie verlangt keine Effizienzwerte, wohl aber dokumentierte Prozesse. Wer den PUE und die Betriebskosten in dieses System einbindet, kann Einsparungen nachweisen und gegenüber der Geschäftsleitung begründen.

Strompreisentwicklung und Beschaffungsstrategien für Betriebe

Strompreise für Gewerbekunden schwanken mit dem Großhandel, den Netzentgelten und den staatlichen Umlagen. In den vergangenen Jahren sind die Preise in Deutschland deutlich gestiegen, mit Phasen der Entspannung an den Terminmärkten. Für Betriebe bedeutet das: Eine Beschaffung zu einem festen Zeitpunkt ist ein Risiko.

Die Bundesnetzagentur überwacht den Strommarkt und veröffentlicht Berichte zu Preisen und Netzentgelten. Wer diese Berichte liest, versteht, warum der eigene Preis von dem des Nachbarbetriebs abweicht. Häufig liegt es an der Region, am Lastprofil oder an der Vertragslaufzeit.

Strategien für die Beschaffung

1. Lastprofil über zwölf Monate erfassen und auswerten.
2. Spitzenlasten identifizieren und durch Lastmanagement glätten.
3. Angebote von mindestens drei Lieferanten mit identischem Lastprofil einholen.
4. Laufzeit und Preisbindung an die eigene Investitionsplanung koppeln.
5. Eigenerzeugung prüfen, etwa Photovoltaik auf dem Dach des Servergebäudes.

Ein Betrieb in Niedersachsen mit hohem Windanteil im Netz hat andere Preiskomponenten als ein Betrieb in Bayern. Das ist kein Detail, sondern ein Standortfaktor. Wer neu baut, sollte die Netzentgelte der Region in die Standortentscheidung einbeziehen.

Sinnvoll ist ein gestaffelter Einkauf über mehrere Jahre. Dabei wird ein Teil des Bedarfs zu einem festen Preis gesichert, der Rest bleibt am Spotmarkt. Diese Mischung schützt vor extremen Ausschlägen und hält dennoch einen Teil der Preissenkungen offen. Voraussetzung ist ein Lastprofil, das den tatsächlichen Verbrauch zuverlässig abbildet.

Kühlkonzepte im Vergleich: Luft, Wasser, freie Kühlung

Die Kühlung ist der größte Einzelposten im PUE. Drei Konzepte sind in deutschen Serverräumen verbreitet: Luftkühlung, Wasserkühlung und freie Kühlung. Sie unterscheiden sich in Investition, Wartungsaufwand und Effizienz.

Kühlkonzept	Typischer PUE	Investition	Wartung	Geeignet für
Luftkühlung mit Kaltgang	1,8 bis 2,2	niedrig	gering	kleine Serverräume bis 20 kW
Wasserkühlung (Close Coupled)	1,3 bis 1,6	hoch	mittel	Racks ab 15 kW
Freie Kühlung	1,2 bis 1,5	mittel	gering	Standorte mit kühlem Klima
Hybrid aus Luft und freier Kühlung	1,4 bis 1,8	mittel	gering	die meisten Bestandsräume

Die freie Kühlung nutzt Außenluft oder Außenwasser, wenn die Temperatur niedrig genug ist. In Hamburg, Berlin oder Sachsen sind die Außentemperaturen über das Jahr günstiger als in Baden-Württemberg oder Bayern. Das senkt die Betriebskosten am Standort Nord- und Ostdeutschlands spürbar.

Die Rechtsverordnungen zu Rechenzentren und Energieeffizienz sind in der Teilliste R der Gesetze im Internet auffindbar. Betreiber finden dort die Vorgaben, die für neue Anlagen gelten. Wer einen Serverraum plant, sollte diese Liste vor der Ausschreibung prüfen.

Kühlanforderungen richtig planen

Die Kühlanforderungen ergeben sich aus der Abwärme der IT, der Raumgröße und der zulässigen Ansaugtemperatur. Deutsche Planer orientieren sich an den DIN-Normen und an den internationalen Empfehlungen zur Luftführung. Ein zu kalt eingestellter Serverraum kostet Geld ohne Nutzen.

Eine Erhöhung der Kaltgangtemperatur um ein Grad Celsius senkt den Kühlenergiebedarf um etwa drei bis fünf Prozent. Das ist eine der günstigsten Maßnahmen überhaupt, weil sie keine Investition erfordert. Voraussetzung ist, dass alle Geräte die höhere Temperatur vertragen.

Ebenso wichtig ist die Trennung von Kalt- und Warmluft. Offene Racktüren, fehlende Blindplatten und Kabeldurchlässe lassen Warmluft zurück in den Kaltgang strömen. Die Kühlung arbeitet dann gegen sich selbst, ohne dass es in der Rechnung sichtbar wird.

Betriebskosten nachvollziehbar vorrechnen: Beispielrechnung

Die folgende Beispielrechnung zeigt einen Serverraum in Hessen mit 20 Kilowatt IT-Leistung, 8.000 Betriebsstunden im Jahr und einem PUE von 2,0. Der Arbeitspreis wird mit 25 Cent pro Kilowattstunde angesetzt, ein für Gewerbekunden realistischer Wert.

Position	Rechnung	Ergebnis pro Jahr
IT-Verbrauch	20 kW mal 8.000 h	160.000 kWh
Gesamtverbrauch bei PUE 2,0	160.000 kWh mal 2,0	320.000 kWh
Stromkosten	320.000 kWh mal 0,25 Euro	80.000 Euro
Davon Kühlung und Verluste	160.000 kWh mal 0,25 Euro	40.000 Euro

Die Kühlung kostet in diesem Beispiel so viel wie die gesamte IT. Wird der PUE durch freie Kühlung und höhere Kaltgangtemperatur auf 1,4 gesenkt, sinkt der Gesamtverbrauch auf 224.000 Kilowattstunden. Die Stromkosten fallen auf 56.000 Euro. Die Ersparnis beträgt 24.000 Euro pro Jahr.

Arbeitsplatzrechner in derselben Rechnung

Für 100 Arbeitsplatzrechner mit durchschnittlich 100 Watt und 2.000 Bürostunden ergibt sich ein Verbrauch von 20.000 Kilowattstunden. Das sind 5.000 Euro pro Jahr. Die Kühlung dieser Geräte läuft über die Gebäudeklimatisierung und ist im PUE des Serverraums nicht enthalten.

Der Vergleich zeigt: Der Serverraum ist der größere Hebel, die Arbeitsplatzrechner sind der kleinere. Beide zusammen ergeben die Betriebskosten der IT-Infrastruktur. Wer nur eine Seite betrachtet, übersieht die Hälfte des Einsparpotenzials.

Zu den Betriebskosten gehören auch Wartungsverträge, Ersatzteile und die Abschreibung der Anlagen. Diese Posten sind unabhängig vom Strompreis und laufen weiter, wenn die Auslastung sinkt. Eine Vollkostenrechnung über fünf Jahre ist deshalb aussagekräftiger als der Blick auf die reine Stromrechnung.

Fördermöglichkeiten für energieeffiziente IT

Der Bund fördert Energieeffizienz in Unternehmen über mehrere Programme. Die Startseite des BAFA ist die zentrale Anlaufstelle für Beratung und Zuschüsse, auch für Maßnahmen an Servern und Kühlung.

Die KfW bietet Förderangebote für Energieeffizienz und Umweltschutz, die sich auf Kühlung und Stromkosten von Serveranlagen anwenden lassen. Dazu gehören zinsgünstige Kredite und Zuschüsse für Effizienzmaßnahmen. Die Antragstellung erfolgt vor Beginn der Maßnahme, nicht danach.

Das Glossar des BAFA definiert die Begriffe zu Energieaudit und Effizienz für Rechenzentren. Wer einen Energieaudit nach DIN EN 16247 plant, findet dort die Grundlagen. Der Audit ist für viele Unternehmen ohnehin verpflichtend, wenn sie von bestimmten Fördervorhaben profitieren wollen.

Was gefördert wird

Gefördert werden unter anderem die Messung des PUE, der Austausch alter Kälteanlagen, die Nachrüstung freier Kühlung und die Optimierung der Luftführung. Auch die Beratung durch zertifizierte Energieberater ist förderfähig. Die Kombination mehrerer Maßnahmen erhöht die Förderquote häufig.

Wichtig ist die Reihenfolge: erst Antrag, dann Umsetzung. Wer die Anlage zuerst umbaut und danach Fördermittel beantragt, verliert den Anspruch. Die Deutsche Akkreditierungsstelle (DAkkS) akkreditiert Stellen, die Energieaudits und Zertifizierungen durchführen.

Weitere Mittel fließen über Landesprogramme, etwa in Bayern, Hessen oder Nordrhein-Westfalen. Diese Programme sind oft kleiner, aber schneller bewilligt. Ein Blick auf die Förderdatenbank des Bundes lohnt, bevor eine Maßnahme ausgeschrieben wird.

Optimierungspotenziale und Amortisationszeiten

Die wirksamsten Maßnahmen an einem Serverraum sind selten die teuersten. Oft genügen Abdichtung der Kaltgänge, Anhebung der Kaltgangtemperatur und der Austausch einzelner Lüfter. Diese Maßnahmen amortisieren sich häufig innerhalb von zwei Jahren.

Größere Investitionen wie der Einbau freier Kühlung oder der Wechsel auf Wasserkühlung brauchen länger. Bei einem Serverraum mit 20 Kilowatt IT-Leistung und einer Ersparnis von 24.000 Euro pro Jahr amortisiert sich eine Investition von 60.000 Euro in zweieinhalb Jahren.

Ein Betrieb in Sachsen mit einem Bestandsraum aus den 2000er Jahren hat meist das größte Einsparpotenzial. Dort sind die Kälteanlagen alt, die Luftführung ist offen und der PUE liegt häufig über 2,0. Schon die Regelung der Kälteanlagen bringt hier zweistellige Prozentwerte.

Checkliste für den eigenen Serverraum

• PUE-Wert über mindestens vier Wochen messen
• Kaltgang- und Warmgangtemperaturen protokollieren
• Undichtigkeiten im Kaltgang abdichten
• Kaltgangtemperatur schrittweise anheben
• Lastprofil für die Strombeschaffung erstellen
• Förderfähigkeit vor der Maßnahme prüfen
• Amortisationsrechnung für jede Maßnahme erstellen

Wer diese Punkte abarbeitet, hat eine belastbare Grundlage für die nächste Investitionsentscheidung. Die Messung ist dabei der wichtigste Schritt, weil sie die Wirkung aller weiteren Maßnahmen sichtbar macht.

Häufige Fragen

Was ist ein guter PUE-Wert für einen kleinen Serverraum?

Für kleine Serverräume mit 10 bis 20 Kilowatt sind Werte zwischen 1,5 und 1,8 realistisch. Werte unter 1,4 lassen sich meist nur mit freier Kühlung oder Wasserkühlung erreichen.

Lohnt sich freie Kühlung auch in Süddeutschland?

Ja, aber die Amortisationszeit ist länger als im Norden. In Bayern und Baden-Württemberg sind die Außentemperaturen höher, sodass die freie Kühlung seltener läuft. Ein Hybridkonzept ist dort meist wirtschaftlicher.

Wie beantrage ich Fördermittel für die Serverkühlung?

Der Antrag wird vor Beginn der Maßnahme gestellt, beim BAFA oder über die KfW. Ein Energieaudit und ein Sanierungskonzept sind in der Regel Voraussetzung. Die genauen Bedingungen stehen in den aktuellen Programmen.

Zählen Arbeitsplatzrechner zu den IT-Betriebskosten?

Ja, sie machen bei einer Bürobelegschaft einen erheblichen Anteil aus. Ihr Verbrauch liegt pro Gerät unter dem eines Servers, in Summe aber oft in vergleichbarer Größenordnung.

Welche Normen gelten für den Serverraum?

Für das Managementsystem ist die DIN EN ISO/IEC 27001 relevant, für die Energieeffizienz die DIN EN 16247. Hinzu kommen die Vorgaben zu Rechenzentren und Energieeffizienz aus der Teilliste R der Rechtsverordnungen.

Wie oft sollte der PUE neu gemessen werden?

Mindestens einmal jährlich, besser nach jeder Änderung an Kühlung oder IT-Bestand. Nur so lässt sich prüfen, ob eine Maßnahme tatsächlich gewirkt hat.