Beantwortung einer Anfrage nach der Volt-Fraktion nach § 4 betreffend "Serverabwärme nutzen" AN /0056/2022

Die Oberbürgermeisterin 
Dezernat, Dienststelle  
IX/12 
 
Vorlagen-Nummer 
 0377/2022 
Beantwortung einer Anfrage nach § 4 der Geschäftsordnung  
öffentlicher Teil 
Gremium Datum 
Digitalisierungsausschuss 14.02.2022 
 
Beantwortung einer Anfrage nach der Volt-Fraktion nach § 4 betreffend "Serverabwärme 
nutzen" AN /0056/2022 
Die Verwaltung wird um Beantwortung folgender Fragen gebeten:  
 
1. Wie viele Rechenzentren und einzelne Server (einschließlich der Server in den Schulen) 
werden von der Stadt Köln betrieben? 
 
Die Stadt Köln betreibt in Kooperation mit dem Landschaftsverband Rheinland (LVR) zwei Rechen-
zentren (RZ). Das RZ Chorweiler befindet sich in städtischem Eigentum. Die Hälfte der RZ-Flächen 
ist an den LVR vermietet. Der Flächen- und Leistungsbedarf der Stadt Köln hat sich seit der Erstel-
lung des RZ in 2011 verringert. Von der auf die Stadt Köln entfallenden Hälfte sind daher Teilflächen 
im Rahmen eines RZ-Housing an weitere Partner*innen (u.a. städt. Kliniken GmbH, Kommunale Da-
tenverarbeitungszentrale (kdvz) Rhein-Erft-Rur) untervermietet.  
 
Das RZ Kalk befindet sich im Eigentum eines externen Betreibenden, der auch für die technische 
Gebäudeausstattung (Stromversorgung, Klimatisierung etc.) verantwortlich ist. Der dortige Nutzungs-
anteil der Stadt Köln beträgt ca. 40%. Auch hier erfolgt für eine Teilfläche eine Untervermietung an 
die kdvz Rhein-Erft-Rur. Durch die Untervermietung wird an beiden Standorten eine optimierte Aus-
lastung erreicht, die im Vergleich zur alleinigen Nutzung wirtschaftliche und ökologische Vorteile mit 
sich bringt. Die Kooperationspartner*innen profitieren davon in gleichem Maße. 
 
Innerhalb der beiden Rechenzentren betreibt die Stadt Köln 118 physikalische und 1219 virtuelle Ser-
ver sowie zahlreiche Netzkomponenten, Appliances, Sicherheits-, Storage- und Backupsysteme. 
 
In den 263 städtischen Schulen, die über 300 Standorte nutzen, werden insgesamt 312 physikalische 
Server betrieben. Über diese Server werden die schulischen Anmelde- und (lokalen) Dateiablage-
dienste für den jeweiligen Schulstandort bereitgestellt. Aufgaben eines RZ-Betriebes im Sinne dieser 
Anfrage werden in diesen Serverdiensten nicht gesehen. 
 
2. Wie viel Energie verbrauchen diese und welche Kosten fallen dabei jährlich bei der Stadt 
Köln an? 
 
Die an den beiden RZ-Standorten von der Stadt Köln genutzten IT-Systeme haben in 2021 insgesamt 
1.030.138 kWh Strom verbraucht (davon Chorweiler 630.849 kWh, Kalk 399.289 kWh). In dieser 
Summe ist neben dem IT-Strom auch die Energie enthalten, die anteilig für den Betrieb der techni-
schen Gebäudeausstattung benötigt wird. Für den Stromverbrauch sind in 2021 Kosten i.H.v. 
202.826,20 € entstanden. Im RZ Chorweiler wird derzeit die Notstromversorgung 
(USV/unterbrechungsfreie Stromversorgung, und NEA/Netzersatzanlage) erneuert. Die neuen Sys-
teme sind bedarfsoptimiert und gerade im Teillastbereich effizienter als die Bestandssysteme. Durch 
diese Maßnahme wird der Stromverbrauch in Chorweiler ab Mitte 2022 spürbar sinken.

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Zur besseren Einordnung der genannten Mengen: in 2019 hat der Stromverbrauch aller städtischen 
Liegenschaften 81.998.000 kWh umfasst (aktuellere Werte liegen nicht vor). Daran hatte das RZ 
Chorweiler einen Anteil von 0,92%. Würde man das nicht in städtischem Eigentum befindliche RZ 
Kalk dazu rechnen würde der Anteil bei 1,40% liegen.  
 
Der Stromverbrauch der Server in den Schulen wird heute nicht separat erfasst.  
 
3. Wie werden die Rechenzentren, die sich auf städtischen Liegenschaften befinden, aktuell 
nachhaltig betrieben? 
 
Bei beiden Rechenzentren wird Wert auf einen nachhaltigen Betrieb gelegt. Dies beginnt bei den ein-
gesetzten IT-Systemen. Hier wird schon bei der Produktauswahl und bei der Konzeption der Umge-
bungen auf Energieeffizienz geachtet. Der Stromverbrauch fließt bei der Produktauswahl immer in 
eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung ein. Bei der Konzeption der Umgebungen findet eine Abwägung 
Leistung und Verfügbarkeit vs. Wirtschaftlichkeit und Stromverbrauch statt. Damit werden neben einer 
Kostenminimierung auch ökologische Effekte erzielt.  
 
Seit 2012 sind die Leistungsmengen der städt. IT-Systeme extrem gestiegen: Server +187%, Daten-
banken +305%, Plattenkapazität +1229%. Im gleichen Zeitraum ist der für den Betrieb der IT benötig-
te Stromverbrauch um 23% gesunken. Dies ist neben technologischen Veränderungen (z.B. Einsatz 
stromsparender CPUs (Central Processing Unit) und Netzteile; Verwendung von SSDs (Solid State 
Drive) anstatt drehender Festplatten) in starkem Maße der Konsolidierung von Systemen - insbeson-
dere durch Servervirtualisierung - geschuldet. Damit konnte die Auslastung erheblich gesteigert und 
die Anzahl der physikalischen Maschinen deutlich reduziert werden. 
 
Bei der Einsatzdauer der Systeme gibt es zwar eine vorgegebene Mindesteinsatzdauer. Vor Ablö-
sung der Systeme wird aber in jedem Einzelfall geprüft, ob ein weiterer Betrieb technisch und wirt-
schaftlich möglich und sinnvoll ist.  
 
In gleicher Form wie bei den IT-Systemen wird auch bei der Technischen Gebäudeausrüstung (TGA) 
ein nachhaltiger Betrieb angestrebt. Dies fand bereits bei der Planung der beiden Rechenzentren 
Berücksichtigung. Dies gilt auch für den Standort Kalk, der von einem externen Investor nach den 
Vorgaben von Stadt Köln und LVR erstellt wurde. Aber auch im laufenden Betrieb werden die Syste-
me vom RZ-Management in einem permanenten Monitoringprozess auf mögliche Optimierungsmög-
lichkeiten untersucht, wodurch sich im Detail immer wieder kleinere Verbesserungen in der Effizienz 
ergeben. 
Bezüglich der Entsorgung von Verpackungsmüll und der Weiterverwendung ausgetauschter Systeme 
werden alle Lieferanten und Reseller vertraglich zur Beachtung der entsprechenden Vorschriften zur 
Mülltrennung und Entsorgung von Elektronikschrott verpflichtet. 
 
Für das RZ Kalk wurde auf Anforderung von LVR und Stadt Köln der Betreiber veranlasst, auf einen 
Stromanbieter mit 100% Ökostrom zu wechseln. Für das RZ Chorweiler wird der Strom über den 
zentralen städt. Vertrag mit dem Energieversorger bereitgestellt. Auch über diesen Vertrag wird aus-
schließlich Ökostrom bezogen. 
 
 
4. Sind der Verwaltung innovative Lösungen zur Nutzung der Abwärme von Servern, wie 
beispielsweise die Direkt-Heißwasserkühlung, bekannt und sollen diese in Zukunft 
Beachtung finden? 
 
Innovative Lösungen zur Nutzung der Abwärme von Servern, wie beispielsweise die Direkt-
Heißwasserkühlung, sind bekannt und wurden bei der Planung beider Rechenzentren diskutiert. 
Eine solche Direkt-Heißwasserkühlung ist im Vergleich zu einer herkömmlichen Luftkühlung technisch 
aufwändiger und teurer. Sie wird derzeit vorrangig dort eingesetzt, wo High-Performance-Computing 
Systeme betrieben werden. Solche Hochleistungsrechenzentren haben einen ungleich höheren 
Stromverbrauch und daraus resultierende Hitzeentwicklung als die beiden städtischen Rechenzen-
tren. Daneben kommt eine Wasserkühlung auch bei Rechenzentren zum Einsatz, die aus mobilen 
Standard-Containern aufgebaut sind. Natürlich können auch einzelne Racks wassergekühlt werden.

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Dies kann sinnvoll sein, wenn sehr hohe Energiedichten pro Rack auftreten. Das ist bei den städti-
schen Systemen nicht der Fall.  
 
Bei dieser Betrachtung spielt auch die mögliche Nutzung der Abwärme zur Heizung des Gebäudes 
eine wichtige Rolle. Bei der Planung des RZ Chorweiler wurde dies seinerzeit untersucht. Das RZ 
wurde in einem Bestandsgebäude neu gebaut. Der Aufwand für die Anpassung der vorhandenen 
Heizungsanlage zur Nutzung der Abwärme hatte sich als sehr hoch dargestellt. Eine wirtschaftliche 
Umrüstung war nicht möglich. Bei dem RZ Kalk stellte sich die Situation etwas anders dar. Hier han-
delte es sich zwar um einen Neubau. Das Gebäude besteht aber nur aus dem bedienerlos betriebe-
nen RZ. Hier gibt es keine regelmäßig besetzten Büroräume, die beheizt werden müssten. Eine sinn-
volle Nutzung der Abwärme ist daher nicht möglich. 
 
Grundsätzlich ist anzumerken, dass der Aufwand für Kühlung in den beiden RZs begrenzt ist. Im 
Schnitt wird nur ca. 18% des Stromverbrauchs für Kühlung aufgewandt. Dieser günstige Wert konnte 
u.a. durch die Installation sehr effektiver Kühlaggregate, einer konsequenten Kaltgangeinhausung bei 
energetisch optimierten Betriebsparametern (hohe Kaltgangtemperatur, große Range der Luftfeuchte, 
geringe Druckdifferenz zwischen Kalt- und Warmgang) und daraus resultierend einer maximaler Be-
triebszeit der indirekten freien Kühlung erzielt werden. Diese Maßnahmen führen zu energieeffizien-
ten Verbrauchswerten und einer Minimierung der erzeugten Abwärme. 
 
In alle Maßnahmen und Überlegungen des RZ-Managements fließen nicht nur die Erfahrungen aus 
dem Betrieb der beiden städtischen Rechenzentren ein. Es findet auch ein regelmäßiger Austausch 
mit anderen RZ-Betreibenden sowie RZ-Planenden statt.