PUE – Power Usage Effectiveness

Abkürzung: PUE

PUE (Power Usage Effectiveness) ist die gebräuchlichste Kennzahl für die Energieeffizienz eines Rechenzentrums. Sie setzt den gesamten Energieverbrauch des Gebäudes ins Verhältnis zum Verbrauch der IT-Technik allein.

PUE Berechnung

        Gesamtenergie des Rechenzentrums
PUE = ────────────────────────────────────
           Energie der IT-Technik

Im Zähler steht alles: Server, Speicher und Netztechnik, dazu Kühlung, Unterbrechungsfreie Stromversorgung, Beleuchtung, Sicherheitstechnik und die Verluste in der Stromverteilung. Im Nenner steht nur, was die IT-Technik selbst aufnimmt.

Ein PUE von 1,5 bedeutet: Für jedes Kilowatt, das in den Servern ankommt, braucht das Gebäude ein halbes Kilowatt zusätzlich — überwiegend für Kühlung.

Der theoretische Bestwert ist 1,0 und nicht erreichbar, weil Kühlung und Verteilung nie verlustfrei arbeiten. Moderne Anlagen erreichen 1,1 bis 1,3, ältere mit Umluftkühlung liegen bei 1,8 bis über 2,0.

Wo gemessen wird

Der Wert hängt davon ab, an welcher Stelle der Nenner abgegriffen wird. Die Norm unterscheidet drei Messpunkte:

KategorieMesspunktEigenschaft
PUE1Ausgang der USVeinfachste Messung, günstigster Wert
PUE2Ausgang der Stromverteilungmittlere Genauigkeit
PUE3Eingang der IT-Gerätegenaueste Messung, schlechtester Wert

Der Unterschied ist erheblich: Zwischen PUE1 und PUE3 liegen die Verluste der gesamten Stromverteilung. Wer zwei Werte vergleicht, muss dieselbe Kategorie vergleichen — das geschieht in Werbeaussagen selten.

Ebenso entscheidend ist der Zeitraum. Ein an einem kühlen Januartag gemessener Wert sagt wenig über den Jahresbetrieb. Verbindlich ist der über zwölf Monate gemittelte Wert.

Vorgaben in Deutschland

Seit dem Energieeffizienzgesetz ist der PUE keine freiwillige Kennzahl mehr, sondern eine Auflage. Für Rechenzentren ab einer nicht redundanten Nennanschlussleistung von 300 Kilowatt gelten Obergrenzen:

AnlageabPUE höchstens
Neubau, Inbetriebnahme ab 1. Juli 2026zwei Jahre nach Inbetriebnahme1,2
Bestand1. Juli 20271,5
Bestand1. Juli 20301,3

Dazu kommen Pflichten zur Abwärmenutzung und zur Meldung an ein Register. Für Betreiber älterer Anlagen mit Umluftkühlung ist die Stufe 2030 der harte Einschnitt — sie lässt sich in vielen Bestandsgebäuden nicht ohne Umbau des Kühlkonzepts erreichen.

Was die Kennzahl nicht sagt

Hier liegt der Grund, warum der PUE in Fachkreisen umstritten ist.

Nichts über den absoluten Verbrauch. Ein Rechenzentrum mit schlecht ausgelasteten, aber sparsam betriebenen Servern kann einen schlechteren PUE haben als eines, das dieselbe Rechenleistung mit doppeltem Stromverbrauch erbringt. Die Kennzahl misst den Gebäudeanteil, nicht die Sinnhaftigkeit dessen, was darin läuft.

Der Wert lässt sich verbessern, indem mehr verbraucht wird. Steigt die IT-Last, wächst der Nenner schneller als der Zähler, und der PUE sinkt. Wer Server abschaltet, verschlechtert rechnerisch seinen PUE, obwohl er Energie spart.

PUE, WUE und CUE: drei Kennzahlen mit demselben Nenner Drei Spalten für PUE, WUE und CUE zeigen jeweils einen Bruch: im Zähler die Gesamtenergie, den Wasserverbrauch oder die CO₂-Emissionen des Rechenzentrums, im Nenner immer die Energie der IT-Technik. Alle drei Nenner laufen auf einen gemeinsamen Block „Energie der IT-Technik“ zu. Zwischen PUE und WUE ist der Zielkonflikt der Verdunstungskühlung vermerkt, zwischen PUE und CUE die Beziehung CUE = PUE × Emissionsfaktor des Stroms. Drei Kennzahlen, ein Nenner PUE, WUE und CUE setzen jeweils einen Verbrauch ins Verhältnis zur Energie der IT-Technik PUE Power Usage Effectiveness Gesamtenergie IT + Kühlung + USV + Verteilung · kWh im Jahr Energie der IT-Technik kWh im Jahr = dimensionslos, Bestwert 1,0 Neubau ab Juli 2026: höchstens 1,2 (EnEfG) Bestand: 1,5 ab 2027, 1,3 ab 2030 ältere Umluftkühlung: 1,8 bis über 2,0 WUE Water Usage Effectiveness Wasserverbrauch Verdunstung + Befeuchtung · Liter im Jahr Energie der IT-Technik kWh im Jahr = Liter je kWh geschlossener Kreislauf: nahe 0 Verdunstungskühlung: 0,5 bis 2 l/kWh keine gesetzliche Obergrenze CUE Carbon Usage Effectiveness CO₂-Emissionen aus dem bezogenen Strom · kg im Jahr Energie der IT-Technik kWh im Jahr = kg CO₂ je kWh Strom aus Wasserkraft: nahe 0 g/kWh Strom aus Braunkohle: über 800 g/kWh hängt am Stromvertrag, nicht am Gebäude ZIELKONFLIKT Verdunstungskühlung senkt den PUE und erhöht dafür den WUE ABLEITUNG CUE = PUE × Emissionsfaktor nur der erste Faktor ist Gebäudetechnik Energie der IT-Technik Server, Speicher, Netztechnik — gemessen am Eingang der IT-Geräte, gemittelt über zwölf Monate GEMEINSAMER NENNER Jede der drei Kennzahlen lässt sich einzeln auf Kosten der anderen verbessern. Erst zusammen ergeben sie ein Bild.
PUE, WUE und CUE als Kennzahlen für Rechenzentren

Abwärmenutzung taucht nicht auf. Ein Rechenzentrum, das seine Abwärme in ein Fernwärmenetz gibt, hat denselben PUE wie eines, das sie ungenutzt an die Umgebung abgibt.

Der Standort verzerrt. Eine Anlage in Skandinavien erreicht mit freier Kühlung mühelos Werte, für die eine Anlage in Südeuropa erheblichen Aufwand treiben muss.

Für die letzten beiden Punkte gibt es ergänzende Kennzahlen — etwa zur Abwärmenutzung und zum Anteil erneuerbarer Energie —, die in der Praxis aber weit seltener genannt werden.

Abgrenzung

Der Kehrwert des PUE heißt DCiE (Data Center Infrastructure Efficiency) und wird in Prozent angegeben. Ein PUE von 1,25 entspricht einem DCiE von 80 Prozent. Die Angabe ist heute unüblich.

Der WUE (Water Usage Effectiveness) bildet den Wasserverbrauch je Kilowattstunde IT-Energie ab — relevant bei Verdunstungskühlung, die den PUE verbessert und dafür Wasser verbraucht.

Der CUE (Carbon Usage Effectiveness) bezieht die CO₂-Emissionen je Kilowattstunde IT-Energie ein und hängt am Strommix, nicht an der Gebäudetechnik.

Quellen

  • ISO/IEC 30134-2: Information technology — Data centres — Key performance indicators — Part 2: Power usage effectiveness (PUE)
  • EN 50600-4-2: Informationstechnik — Einrichtungen und Infrastrukturen von Rechenzentren — Kennzahl für die Energieeffizienz
  • Energieeffizienzgesetz (EnEfG), Anforderungen an Rechenzentren
  • The Green Grid: PUE — A Comprehensive Examination of the Metric

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