30 GWh aus dem Serverraum heizen 1.500 Haushalte In Finnland beliebt: Fernwärme aus dem Rechenzentrum

Redakteur: Ulrike Ostler

Die Aufmerksamkeit für die Verwendung von Rechenzentrumsabwärme steigt. Es wäre schon sinnvoll, mag sich der ein oder andere Datacenter-Betreiber oder auch die ein oder andere Gemeinde überlegen,... wenn es nur keine Wissenslücken und Hürden gäbe. Dass Stockholm gut darin ist: bekannt. Doch Laine Antti, Project Manager bei CTS Engtec Oy, weiß ebenfalls, wie gut das funktioniert, und liefert Beweise.

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Das Yandex-Rechenzentrum in Mäntsälä, Finnland, produziert Abwärme von 30 Gigawattstunden pro Jahr.
Das Yandex-Rechenzentrum in Mäntsälä, Finnland, produziert Abwärme von 30 Gigawattstunden pro Jahr.
(Bild: Yandex)

Zunächst einmal besteht landesweit das Fernwärmenetz aus fast 16.000 Kilometern mit einer entsprechend großen Anzahl an Fernwärmeanlagen (siehe: Abbildung 1). Daher ist es in den meisten Teilen Finnlands sehr einfach, sich an das Fernwärmenetz anzuschließen, wenn man Abwärme zur Verfügung hat, so Laine. Lokale Energie-Unternehmen kaufen die Wärme zum Marktpreis oder zu einem Preis, der nahe am Marktpreis liegt.

Zudem besitzt Finnland, wie der Manager ergänzt, eine lange Tradition in der Nutzung von industrieller Abwärme in seinem Fernwärmesystem. Dieses sei zudem ein wichtiges Instrument zur Reduzierung der Kohlendioxidemissionen in Finnland. Genutzt wird die Abwärme sowohl in Wohngebieten als auch von Industrie-Anlagen.

Im Jahr 2018 betrug die Fernwärme in Finnland rund 37,1 Terawattstunden (TWh). Der Energieverbrauch des Landes lag bei 87 TWh. Abwärme ist also eine bedeutende Energiequelle in Finnland und wird aufgrund von Investitionen in Rechenzentren und anderen Industrie-Anlagen, die bei ihren Prozessen Abwärme erzeugen, weiter wachsen.

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Auch die Menge, die Rechenzentren beisteuern, wächst; denn zunehmende Investitionen in Rechenzentren bieten eine neue Wärmequelle für Fernwärme. So hat Google hat rund 2 Milliarden Dollar in Hamina investiert und die Anlage hat schätzungsweise eine Leistung von 150 bis 200 Megawatt (MW). Ein Bruchteil davon würde ausreichen, um die Region mit Fernwärme zu versorgen, so Managerin Antti.

So werden alle neuen Rechenzentren in Finnland so gebaut, dass sie zumindest eine Option haben, ihre Wärme an lokale Energieunternehmen zu verkaufen. Zu den anderen Unternehmen, die dazu bereit sind, zählen Yandex, Telia, CSC und Ficolo.

Um die Abwärme nutzbar zu machen muss die aus den Serverhallen zurückfließende Luft, alternativ das Wasser, die in der Regel eine Temperatur von etwa 33 bis 37 Grad Celsius hat, mit Wärmepumpen aufbereitet und in das Fernwärmenetz gepumpt. Die Temperatur der Abwärme kann je nach verwendeter Konstruktion variieren. Wird direkte Wasserkühlung in den Servern verwendet, liegt die Temperatur über 60 Grad.

Abbildung 3: Der Abwärmenutzungsprozess auf der Yandex-Seite.
Abbildung 3: Der Abwärmenutzungsprozess auf der Yandex-Seite.
(Bild: Yandrex DC)

Die Wärmepumpen werden vom örtlichen Energieversorgungsunternehmen bereitgestellt und betrieben beziehungsweise gewartet. Es gibt keine Verantwortung des Datacenter-Betreibers, etwa für den Fall, dass es zu einer geplanten und ungeplanten Abschaltung kommt. In einem solchen Fall hat das Energieunternehmen andere Möglichkeiten, die Wärme zu erzeugen. Auf diese Weise besteht weder für den Rechenzentrumsbetreiber noch für das Energie-Unternehmen oder den Endverbraucher ein Risiko.

Das Datacenter des russischen Suchmaschinenbetreibers Yandex ist laut Laine ein perfektes Beispiel dafür, wie die Abwärme von Rechenzentren an einem Standort genutzt werden kann. Das Datacenter befindet sich in der Stadt Mäntsälä, nördlich von Helsinki; man benötigt rund eine halbe Stunde mit dem Auto, um von der Hauptstadt dorthin zu gelangen. Der Standort verfügt über zwei 10 MW-Module. Als das erste Modul gebaut wurde, vereinbarte Yandex mit dem örtlichen Energie-Unternehmen Nivos Energia Oy, diesem die Abwärme zu verkaufen, um das örtliche Fernwärmenetz damit zu speisen.

Hier hat das zurückfließende Wasser aus der Serverhalle eine Temperatur von etwa 37 Grad und wird vor der Einspeisung in das Fernwärmenetz auf bis zu 80 Celsius aufbereitet. Trotz dieser Temperaturerhöhung ist das Kohlenstoffäquivalent um 65 Prozent geringer als bei der Verwendung von Gas zur Erzeugung der gleichen Wärme. Der Gasverbrauch selbst wurde dank dieser Anordnung um 70 Prozent reduziert.

Die Abwärme produziert laut Antti etwa 30 GWh Energie pro Jahr, berechnet mit einer durchschnittlichen Wärmeproduktion von 6 MW. Das entspricht dem Bedarf von 1.500 Einfamilienhäusern. Außerdem gibt es einen erheblichen Steuervorteil im Vergleich zur Nutzung von Gas.

Insgesamt hat die Investition in die Abwärmenutzung bei dem Rechenzentrum zur eine Reduktion des OPEX des Datenzentrums im zweistelligen Bereich geführt, weil die Wärme als Energie verkauft werden kann. Außerdem hat sich die Stadt Mäntsälä den Bau eines neuen Kraftwerks sparen können, das mit Hackschnitzeln betrieben worden wäre.

Für die Zukunft ist geplant, große Gewächshäuser zu errichten, in denen auch im Winter frisches Gemüse für die Hauptstadt Helsinki produziert werden kann. Andere Bereiche planen, die Wärme zum Beispiel in Fischfarmen und Spas zu nutzen.

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