Die Carbon Usage Effectiveness (CUE) ist eine Kennzahl, die angibt, wie viele CO2-Emissionen ein Rechenzentrum im Verhältnis zum Energieverbrauch seiner IT-Systeme verursacht. Sie zeigt, wie viele CO₂-Emissionen durch den Energieverbrauch des Rechenzentrums im Verhältnis zum Energieverbrauch der IT entstehen.
Neben dem PUE-Wert (Power Usage Effectiveness) und der WUE (Water Usage Effectiveness) zählt sie zu den drei zentralen Kennzahlen zur Bewertung der Effizienz und Nachhaltigkeit von Rechenzentren. Entwickelt wurde sie von The Green Grid, heute ist sie in der Norm ISO/IEC 30134-8 international standardisiert.
Dafür werden die CO2-Emissionen, die durch den gesamten Energieverbrauch des Rechenzentrums entstehen, ins Verhältnis zum Energieverbrauch der IT-Systeme gesetzt:
CUE = CO2-Emissionen des Rechenzentrums (kg CO2e) / Energieverbrauch der IT (kWh)
Angegeben wird der Wert in Kilogramm CO2-Äquivalent pro Kilowattstunde (kg CO2e/kWh). In die Emissionen fließt der gesamte Energieverbrauch des Rechenzentrums ein, also neben der IT auch Kühlung, Stromversorgung, Beleuchtung und gegebenenfalls Notstromaggregate.
Wird das Rechenzentrum ausschließlich mit Strom versorgt, lässt sich die Kennzahl auch vereinfacht berechnen: Man multipliziert den Emissionsfaktor des Stroms mit dem PUE-Wert.
Ein Beispiel: Ein Rechenzentrum mit einem PUE von 1,3 bezieht Strom mit einem Emissionsfaktor von 0,4 kg CO2e/kWh. Daraus ergibt sich ein Wert von 0,52 kg CO2e/kWh. Für jede Kilowattstunde, die die IT verbraucht, entstehen also 0,52 Kilogramm CO2-Äquivalent.
Jede der drei Kennzahlen beleuchtet einen anderen Aspekt des Rechenzentrumsbetriebs:
Zwischen den Kennzahlen bestehen Zusammenhänge, sie können sich aber auch gegenseitig beeinflussen. Ein niedriger PUE-Wert verbessert automatisch auch die CO2-Bilanz, weil weniger Energie für Kühlung und Infrastruktur benötigt wird. Umgekehrt kann ein Rechenzentrum mit gutem PUE-Wert trotzdem hohe Emissionen verursachen, wenn es Strom aus fossilen Quellen bezieht. Maßnahmen wie die adiabatische Kühlung können Energiebedarf und Emissionen senken, gleichzeitig aber die WUE verschlechtern.
Für eine ganzheitliche Bewertung eines Rechenzentrums sollten daher alle drei Kennzahlen gemeinsam betrachtet werden.
Der Idealwert liegt bei 0. Das bedeutet, dass im Betrieb des Rechenzentrums keine CO2-Emissionen entstehen. Nach oben gibt es keine feste Grenze.
Wie hoch der Wert ausfällt, hängt vor allem von der Herkunft des Stroms ab. Ein Rechenzentrum, das Strom aus erneuerbaren Energien bezieht, erreicht deutlich niedrigere Werte als eines, das mit Strom aus Kohle oder Gas betrieben wird. Die Energieeffizienz der Infrastruktur, also der PUE-Wert, wirkt dabei als Multiplikator.
Ein direkter Vergleich von CUE-Werten verschiedener Rechenzentren ist nur sinnvoll, wenn sie nach derselben Methode berechnet wurden.
Für die Berechnung der CO2-Emissionen gibt es zwei gängige Ansätze:
Standortbasierte Berechnung:
Hier wird der durchschnittliche Emissionsfaktor des regionalen oder nationalen Strommixes verwendet. Der Wert bildet die dem Stromverbrauch den rechnerisch zugeordneten Emissionen ab, auf Grundlage des durchschnittlichen regionalen oder nationalen Strommixes.
Marktbasierte Berechnung:
Hier fließt der Emissionsfaktor des tatsächlich eingekauften Stroms ein. Bezieht ein Rechenzentrum zertifizierten Ökostrom, etwa über Herkunftsnachweise oder direkte Stromlieferverträge (Power Purchase Agreements), kann die CUE dadurch deutlich sinken.
Beide Ansätze haben ihre Berechtigung. Für eine transparente Bewertung sollte jedoch immer angegeben werden, welche Methode einem CUE-Wert zugrunde liegt.
Die CUE ist eine hilfreiche Kennzahl, bildet aber nicht den gesamten CO2-Fußabdruck eines Rechenzentrums ab. Sie erfasst ausschließlich die Emissionen aus dem laufenden Betrieb.
Nicht berücksichtigt werden unter anderem:
Für eine umfassende Nachhaltigkeitsbewertung sollte die CUE deshalb durch weitere Kennzahlen und Betrachtungen ergänzt werden.
Rechenzentrumsbetreiber haben zwei wesentliche Hebel, um die CUE zu verbessern: die Herkunft des Stroms und die Effizienz der Infrastruktur.
Dazu gehören unter anderem:
In Deutschland ist der Bezug von Strom aus erneuerbaren Energien für Rechenzentren inzwischen auch gesetzlich vorgegeben: Nach dem Energieeffizienzgesetz (EnEfG) müssen Betreiber ihren Stromverbrauch seit Januar 2024 bilanziell zu 50 Prozent und ab Januar 2027 zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energien decken.
Wie firstcolo das Thema Nachhaltigkeit im Rechenzentrumsbetrieb angeht, erfahren Sie auf unserer Seite zur Nachhaltigkeit.
Die CUE gibt an, wie viel CO2 ein Rechenzentrum pro Kilowattstunde verursacht, die seine IT-Systeme verbrauchen. Je niedriger der Wert, desto klimafreundlicher ist der Betrieb.
Der PUE-Wert misst, wie effizient ein Rechenzentrum Energie nutzt. Die CUE misst, wie viele CO2-Emissionen mit diesem Energieverbrauch verbunden sind. Ein Rechenzentrum kann also energieeffizient sein und trotzdem eine hohe CUE haben, wenn der Strom aus fossilen Quellen stammt.
Die CUE wird in Kilogramm CO2-Äquivalent pro Kilowattstunde IT-Energie angegeben (kg CO2e/kWh).
Rechnerisch ja, wenn der gesamte Energieverbrauch des Rechenzentrums emissionsfrei gedeckt wird. In der Praxis hängt das davon ab, ob die CUE standort- oder marktbasiert berechnet wird und ob zum Beispiel Notstromaggregate mit fossilen Brennstoffen betrieben werden.
