Wie soll das gehen? Net-Zero? Abwärmenutzung und Baugestaltung für Datacenter nachhaltiger gedacht

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Ein Datacenter kann als wertvolle Ergänzung eines jeden Baugebietes gesehen werden, wenn sämtliche dazugehörigen Prozesse flächendeckend umgesetzt werden – vom Beginn der Bauplanung bis zum täglichen Betrieb. Denn neben der Datenverfügbarkeit wird dadurch auch eine nachhaltige Energiespeicherung und Wärmeabgabe ermöglicht. Steht der Bau eines Rechenzentrums in Symbiose mit der Stadtentwicklung, ergeben sich nachhaltigere Möglichkeiten für das gesamte Umfeld. So entsteht auf lange Sicht eine Net-Zero-Zukunft.

Längst sind Rechenzentren als wichtige Infrastrukturgrundlage des technischen Fortschritts etabliert. Dementsprechend werden auch weiterhin neue Datacenter geplant und gebaut. Dies wurde nun durch den höheren Bedarf an Internetdiensten seit Beginn der Pandemie verstärkt: Immer mehr Menschen sind online unterwegs und arbeiten von Zuhause.

Aber auch neue Technologien werden kontinuierlich vor diesem Hintergrund entwickelt. Diese Entwicklung sorgt allerdings für einen enormen Anstieg des Stromverbrauchs. Laut dem Borderstep Institut lag beispielsweise der Energieverbrauch von Rechenzentren 2020 bei 16 Milliarden Kilowattstunden (kW/h).

Ohne Steuerung kaum Effekt

Traurige Bilanz für den Klimaschutz durch Digitalisierung

Zeitgleich wird Nachhaltigkeit in unserem täglichen Leben bedeutender. Dabei handelt es sich nicht nur um einen vorübergehenden Trend, sondern um einen umfassenden Wertewandel. Und er wird in allen Lebensbereichen immer präsenter. Mit Blick auf den hohen Energieverbrauch von Rechenzentren benötigt es daher neue Ansätze. Nur so lassen sie sich klimaneutral in Richtung Net-Zero bewegen. Es gibt zwei wesentliche Ansätze, wie das im neuen Jahr aussehen kann:

1. Effiziente Abwärmenutzung

Immer mehr Menschen fordern klimaneutrale Lösungen für den enormen Energieverbrauch von Rechenzentren. Dazu kann die Nutzung von Abwärme einen wesentlichen Teil beitragen – vor allem in Industriegebieten. Doch viele ältere Betriebe greifen noch auf konventionelle Heizmethoden zurück, wie Kohle. Dies muss mit entsprechend kostenintensiven CO₂-Zertifikaten ausgeglichen werden, die von Jahr zu Jahr teurer werden.

Hier kann der Ausbau eines Nahwärmenetzwerks im Betrieb die Möglichkeit eröffnen, auf die Abwärme von Datenzentren in der näheren Umgebung zurückzugreifen. Durch die Abnahme größerer Mengen dieser Abwärme ergibt sich ein finanzieller sowie nachhaltiger Nutzen für alle Beteiligten.

Was tun mit der Wärme in den Datacenter? Das Leuchtturmprojekt DC-Heat

Rechenzentren als Gamechanger urbaner Energieversorgung

Wichtig ist jedoch, dass innerhalb des Rechenzentrums auf eine effiziente Kühltechnologie zurückgegriffen wird. Herkömmliche Luftkühlung verliert jedoch eine große Menge an Energie. Aufgrund hoher Rechenleistung entsteht eine enorme Hitze. Um Schäden an den Hardware-Komponenten vorzubeugen, muss alles erst heruntergekühlt werden. Allerdings ist dies ein fortlaufender Prozess und beansprucht daher eine große Menge an Energie. Anders ist das bei einer Direktwasserkühlung. Hierbei werden durch eine spezielle Chip-Kühl-Methode nur die empfindlichen Komponenten und nicht der gesamte Rechner gekühlt. Die Abwärme lässt sich dann durch eine direkte Wasserkühlung abführen und direkt in das Wärmenetz einspeisen.

2. Nachhaltigere Bauprozesse

Neben dem Betrieb muss auch bereits der Bau der Rechenzentren als Faktor zur Klimaneutralität eingerechnet werden. Denn insgesamt fallen 40 Prozent der weltweiten CO₂-Emissionen auf Bauprojekte zurück. Viele ressourcenintensive Prozesse greifen hier ineinander und müssen dementsprechend gut geplant werden. Denn nur so lassen sich Engpässe oder gar Rückbauten vermeiden und Bauprozesse klimaneutral gestalten.

Ein Ansatzpunkt hierfür ist die Verringerung der Emissionen (Scope 3), die durch den Bau des Gebäudes beziehungsweise der Herstellung der benötigten Rohstoffe entstehen. In einem ersten Schritt empfiehlt es sich, auf recycelte oder nachwachsende Materialien zu setzen. Werden beispielsweise Platten aus Sperrholz statt Beton und Stahl verwendet, lässt sich der Treibhausgasausstoß bereits verringern.

Supraleitungs-Gleichstrom, Holz statt Beton und Stahl sowie ein neues Kühlkonzept

Paradigmenwechsel in der Datacenter-Architektur

Ebenso sollte auch die Planung effizienter gestaltet werden. Durch eine intelligente Vorproduktion lässt sich unnötiger Aufwand durch falsche Planung, Nachbestellungen oder Umbauten reduzieren. Die Logistik spielt hier eine wesentliche Rolle. Denn mithilfe einer solchen Vorplanung lassen sich Anreisen der benötigten Fachkräfte verhindern, wenn sie für einen gewissen Zeitraum gebraucht werden. Zusätzlich sollte bei der Stromversorgung auf der Baustelle bereits auf nachhaltig produzierte Energiequellen zurückgegriffen werden.

Eine weitere Möglichkeit für ein nachhaltiges Bauprojekt ist die Ausstattung der Rechenzentren. Gebrauchte Hardware erweist sich hier als klimaneutrale Alternative zu teuren Neuanschaffungen. Oft werden Server aussortiert, die noch einwandfrei und mit ausreichend Leistung funktionieren. Diese können aber üblicherweise ohne Bedenken weiterverwendet werden. Auch durch solch intelligente Kreislaufprozesse werden CO₂-Emissionen reduziert.

Zögern und Zaudern sind Tabus

Kompendium: „Nachhaltigkeit im Rechenzentrum"

Datacenter müssen effizienter werden, nachhaltiger wirtschaften, in eine sektorübergreifende Kreislaufwirtschaft eingebunden werden. Für kann oder könnte, soll oder sollte, darf oder dürfte ist kein Platz im Sprachgebrauch, wenn es darum geht, die Umwelt zu entlasten.

Zögern, Zaudern, Zaghaftigkeit sind Tabus.

Es muss sein, jetzt, und es wird wehtun.
(PDF | ET 21.09.2021)

Lesen Sie im Kompendium unter anderem:

... wie die Europäische DC-Branche die Vorreiter-Rolle anstrebt.

... wie wir von anderen Branchen lernen können.

... wie Rechenzentren nachhaltig und klimaneutral werden können.

>>> Kompendium: „Nachhaltigkeit im Rechenzentrum“ zum Download

Erste Schritte wagen, Herausforderungen identifizieren

Eine nachhaltige Energieversorgung sowie ein klimaneutrales Bauprojekt ist wahrhaftig nicht von heute auf morgen zu bewerkstelligen und ein anspruchsvolles Ziel. Jedoch ist die Auseinandersetzung mit diesen Themen bereits ein Schritt in die richtige Richtung. Natürlich bringt eine solche Umstellung auch Herausforderungen mit sich – beispielsweise eine CO₂-neutrale Stromversorgung oder die Erschließung alternativer Baumaterialien. Um ein Rechenzentrum „grüner“ zu gestalten, müssen aber frühzeitig Prozesse umgestaltet und neu gedacht werden.

* Herbert Radlinger ist Vice President Projects & Solutions bei NDC-Garbe.

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