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:

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:

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.

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