Chancen genutzt: Allseitiges Engagement führt zu Resultaten Datacenter-Abwärme: München schläft, Rellingen greift zu

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Abwärmenutzung ist derzeit der große Zankapfel bei der Datacenter-Regulierung. Der folgende Artikel zeigt an zwei Beispielen, wo und unter welchen Umständen sie funktionieren kann und wann eher nicht.

Abwärme ist – neben Berechnungen aller Art – das wichtigste Produkt von Rechenzentren. Da wäre es schön, wenn man sie auch nutzen könnte. Manchmal entstehen Bedingungen, unter denen das gesetzliche Regulierung funktioniert.

Zum Beispiel bei der x-ion GmbH. Der Dienstleister bot zunächst Softwareservices an, die bei externen Co-Location-Anbietern gehostet wurden. „In Hamburg, unserem Standort, gibt es in den Co-Location-Rechenzentren im Schnitt nur vier Prozent Leerstand“, sagt Andreas Janker, General Manager bei x-ion. „Ein mittelgroßer Kunde wie wir steht da immer auf der Warteliste.“ Die Zukunft des Unternehmens war unter diesen Umständen nicht sauber planbar.

Neues Rechenzentrum auf der grünen Wiese

Daher entschloss man sich schon vor drei Jahren zu grundlegendem Umdenken. Die Wertschöpfungskette sollte durch den Bau eines eigenen Co-Location-Rechenzentrums erweitert werden.

Entwickelt und betrieben wird das Rechenzentrum durch die Tochtergesellschaft dataR GmbH. Janker: „Dies auch, um unseren Kunden die zuverlässige Einhaltung der DSGVO-Regeln anzubieten.“

Nachbargemeindee erkennt das Datacenter-Abwärmepotential

Da traf es sich gut, dass die Nachbargemeinde Rellingen, etwa zehn Kilometer vom Standort in der Reeperbahn entfernt, gerade ein bislang unbebautes Gebiet von etwa 6 Hektar (ha) Fläche (60.000 Quadratmeter) entwickeln wollte. Rellingen hat ein eigenes, an den norddeutschen Telekommunikations-Provider Wilhelm.tel verpachtetes Glasfasernetz. Das nächste Umspannwerk liegt 1,5 Kilometer entfernt: ideale Bedingungen also für ein Rechenzentrum, auch unter Abwärmenutzungsgesichtspunkten.

Denn der Bürgermeister erkannte das Abwärmepotential der Anlage. „Er kann damit Einrichtungen wie eine Schule, eine Mehrzweckhalle und Büros günstig mit Wärme versorgen“, sagt Janker.

Ammoniak-Kühlung und SF6-freie Schaltanlagen geplant

So entstehen im Rellinger Entwicklungsgebiet bis 2025 rund 6,3 Megawatt Datacenter-Kapazität, die dataR an anspruchsvolle Kunden zum Teil aus dem TK-Bereich verpachten wird. Geplant sind für das wassergekühlte Co-Location-Rechenzentrum unter anderem eine Ammoniak-Kühlung und andere besonders nachhaltige Elemente wie etwa SF6-freie Schaltanlagen.

Ein Drittel des Rechenzentrums werden Kunden belegen, die vor allem mit GPU rechnen. Dieser Teil wird auf Flüssigkühlung zugeschnitten, die Fernwärme-kompatibles Wasser liefert, der Rest auf Legacy-Verfahren mit der Möglichkeit, später umzurüsten.

Keine hohen Zusatzkosten

Die Investitionssumme erhöht sich durch die Vorbereitungen auf die Abwärme-Abgabe um rund ein Prozent. Die Leitungen legt dataR bis zur Grundstücksgrenze.

Fazit:Abwärmenutzung von Rechenzentren funktioniert besonders gut, wenn sie noch vor der Bebauung in die Bebauungsstruktur eingeplant wird. Dazu müssen Amtsträger, Datacenter-Betreiber und Wärmeversorger zusammenkommen, die darin liegenden Chancen erkennen und bereit sein, neue Wege zu gehen.

Neubau als Chance für Abwärmenutzung?

Dass das nicht überall so ist, zeigt ein Fall aus München. Dort betreibt EMC Home of Data schon seit einigen Jahren ein Colocation-Rechenzentrum. Die 3.500 qm Whitespace sind unter anderem an ISPs und Industriekunden verpachtet.

Es geht auch anders

EMC- Home of Data redet nicht von Nachhaltigkeit, sondern handelt

Nun entstehen knapp 800 qm neuer Whitespace. „Vor fünf Jahren begann nur einige Hundert Meter entfernt die Neubeplanung des Areals der ehemaligen Bayernkaserne“, sagt CTO Gunter Hahn. „Wir dachten, da müsste unsere Fernwärme doch zu gebrauchen sein.“ Rund 1 MW habe man zur Einspeisung in ein Nahwärmenetz anbieten können.

Stadt beplant Areal - ohne bislang Abwärme einzubeziehen

Das Areal ist eine der wenigen für die Stadt zugänglichen Neubauareale innerhalb Münchens. Hier entsteht Wohnraum für mehrere Tausend Menschen, dazu kommen Schulen, ein Schwimmbad und so weiter. Hahn: „Doch bei der Stadt gab es noch nicht einmal einen Ansprechpartner.“

Unverbindliche Gespräche gab es mit einem auf kommunale Wärmeversorgungskonzepte spezialisierten Beratungsunternehmen. Es legte im Oktober 2022 einen Zwischenbericht zur kommunalen Wärmeversorgung und Wärmeversorgungsplanung für München vor. In dieser Analyse tauchte der Begriff Rechenzentren gar nicht auf, auch zu den Abwärmepotentialen anderer industrieller Großverbraucher in der Stadt gibt es keine Angaben.

Kompetenz-Wirrwarr

Inzwischen wird an einer überarbeiteten Version gearbeitet, die im Herbst vorliegen soll. Dabei ist geplant, das Potential von industriellen Niedertemperatur-Abwärmequellen, zu denen auch Rechenzentren gehören, erstmalig einzubeziehen. Eine entsprechende Untersuchung läuft. Ob und wann das etwas für Anbieter wie EMC Home of Data ändert, ist bislang noch nicht zu erkennen.

Auf Anfrage teilten die Stadtwerke Münchens, ein Eigenbetrieb der Stadt und auch zuständig fürs Fernwärmenetz, per E-Mail mit: „In München gibt es bereits mehrere Anwendungen zur Abwärmenutzung von Rechenzentren. So wird deren Abwärme zur Freiflächenheizung (Eis- und Schneefreihaltung) eines Busbetriebshofs, zur Beckenwasser-Vorwärmung im 'Dantebad', sowie zum Wärmepumpenbetrieb in einem großen Werkswohngebäude der Stadtwerke München (SWM) verwendet.“

Zudem erfolge in einem Industrie-Areal ein Wärmeverschub von anfallender Abwärme und Kälte. Grundsätzlich werde an verschiedenen Standorten in München die Abwärme unter anderem von Rechenzentren über hocheffiziente Fernkältenetze abgeführt.

Datacenter-Abwärme ist zu kalt

Die niedrige Temperatur der Abwärme aus Rechenzentren sei neben der kleinteiligen Struktur der Münchner Rechenzentren der entscheidende Hemmschuh, heißt es weiter sinngemäß. Für deren Nutzung brauche man Niedertemperatur-Nahwärmenetze.

Hier seien daher von der großen Fernwärmeinfrastruktur separierte Quartiersnetze sinnvoll. Die gibt es jedoch in München bislang nur sehr eingeschränkt – der Fokus bei der Dekarbonisierung der Fernwärme der Zukunft liegt auf der recht teuren Tiefengeothermie.

EMC Home of Data behilft sich selbst

Vorläufig verwendet EMC Home of Data einen kleinen Teil seiner Abwärme weiterhin, um nach Temperaturerhöhung durch eine Wärmepumpe die eigenen Büros zu heizen. Ein anderer Teil wärmt die Notstromaggregate vor und das Treppenhaus, aber das Potential ist damit bei weitem nicht ausgeschöpft.

Hat das neue Energie-Effizienzgesetz (EnEfG) in seiner aktuellen Fassung mit stark herabgesetzten Anforderungen bei der Abwärmenutzung eine Chance, die Abwärme von mehr Rechenzentren an den Endverbraucher zu bringen?

Prozentvorgaben unrealistisch?

Professor Peter Radgen, Leiter des Instituts für Energiewirtschaft und Rationelle Energienutzung (IER) an der Universität Stuttgart, ist da eher skeptisch: „Die Vorgaben sind in vielen Fällen noch immer nicht realistisch“, sagt er. Sie liefen darauf hinaus, dass Rechenzentren nur noch da gebaut würden, wo entsprechende Abnehmer für die Abwärme vorhanden wären, das heißt: in Ballungsräumen, und diese ein Rechenzentrum auch in der Nähe haben wollten.

Die Vorgaben (15 Prozent bei Datacenter-Neubauten ab 2027) seien schon deshalb schwer einzuhalten, weil der Energy Reuse Factor (ERF) sich auf zwölf Monate beziehe, Abwärme aber nur während der Wintermonate gebraucht würde. ERF halbiere sich dadurch gegenüber dem Wert, der sich ergäbe, wenn nur der Winter in die Berechnung einbezogen wäre. Zum Kühlen per Absorptionskältemaschine sei die Abwärme wiederum zu kühl.

Kooperationsgebot und klare Finanzierungsregeln würden helfen

Das liefe auf zu viele begrenzende Faktoren hinaus. Denn schließlich hänge der Rechenzentrumsbau auch von geeigneten Flächen, ausreichend verfügbarem Strom und der Anbindung an die Datennetze ab. „Weitere Beschränkungen durch zu hohe Anforderungen an die Abwärmenutzung sind meiner Meinung nach nicht sinnvoll“, sagt Radgen. Außerdem müssten auch andere Industrie-Unternehmen mit Sollwerten belegt werden, nicht nur Rechenzentren.

Besser als feste Vorgaben sei es, die Zusammenarbeit von Bauträgern, Gemeinden, Wärmeversorgern und Rechenzentren zu fordern und klare Finanzierungsregeln zu definieren. Dann sei es eher denkbar, unter den Gegebenheiten des Einzelfalls wirtschaftliche Lösungen zu entwickeln, die allen Beteiligten etwas bringen.

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