Von Wasserstoff über HVO bis zu Propan NorthC: Auch Betriebsstoffe im Rechenzentrum können nachhaltiger sein

Nachhaltiger Rechenzentrumsbetrieb erstreckt sich auch auf die Art der Betriebsstoffe, so Jens Bertram von NorthC. Bei dem Co-Location-Anbieter ist Nachhaltigkeit Bestandteil der Unternehmenskultur, so das Unternehmen. Diese freiwillige Selbstverpflichtung führt dazu, den Betrieb klimafreundlicher zu machen, wo immer sich eine Chance bietet. Und das betrifft eben auch die Betriebsstoffe

Dekarbonisierung, das Ziel der Reduktion der CO₂-Emmissionen, beschäftigt die Rechenzentrumsbetreiber. Insbesondere kommerzielle Anbieter mit großen Co-Location-Flächen und mehreren Standorten haben schon seit Jahren die Reduktion des Energieverbrauches im Rechenzentrumsbetrieb auf der Agenda. Im Zuge der drastischen klimatischen Veränderungen und Auswirkungen auf die Umwelt, ist das Bewusstsein der Menschen sensibilisiert, so legen auch Kunden großen Wert auf umweltfreundlichen Datacenter-Betrieb.

Die Politik leistet mit dem Energie-Effizienzgesetz einen Beitrag. Eine konkrete Umsetzung der geforderten Auflagen für mehr Energie-Effizienz und Nachhaltigkeit obliegt aber den Rechenzentrumsbetreibern.

IIn dem Sinne wird in Deutschland bei NorthC bereits heute schon ein Plan umgesetzt, der vorsieht, komplett Betriebsstoffe zu ersetzen, die sich umweltbelastend auswirken. Für Back-up-Systeme dient grüner, regenerativer Wasserstoff (H2) als Energiequelle. Diesel hat in naher Zukunft ausgedient.

Alternativer Brennstoff für den Datacenter-Notstrom

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Nachhaltig? Diesel-Aggregate für Notstrom mit HVO

Die Generatoren für Notfallstrom sollen in der NorthC-Gruppe in allen drei Ländern (Niederlande, Deutschland und Schweiz) so schnell wie möglich CO₂-neutral arbeiten. Synthetische Kraftstoffe können als Übergangslösungen verwendet werden, beispielsweise HVO100, sofern sie aus wirklich nachhaltigen „Abfallprodukten“ wie Pflanzenresten oder Speisefetten hergestellt werden.

Regenerativer Wasserstoff punktet für Nachhaltigkeit

Wichtig ist, dass „grüner“ Wasserstoff verwendet wird - das heißt hergestellt aus regenerativen Energiequellen, idealerweise aus überschüssiger Energie. Nachhaltigkeit wird bei NorthC bewusst entlang der gesamten Lieferkette berücksichtigt. Das betrifft auch die Art der Gewinnung der Rohstoffe in anderen Ländern. Der Nachweis zur Nachhaltigkeit wird vom Hersteller eingefordert.

Dekarbonisierung ist ein großes Ziel für den Klimaschutz. So beschreibt es die Initiative Climatepartner: „Der Begriff Dekarbonisierung oder auch Entkarbonisierung ist leicht erklärt: Karbon steht für Kohlenstoffdioxid, oder kurz CO₂. Unter der De- oder Entkarbonisierung versteht man die Transformation hin zu einer Wirtschaft, insbesondere der Energiewirtschaft, die CO₂-Emissionen reduziert und vermeidet. Dabei werden fossile Brennstoffe durch erneuerbare Energiequellen ersetzt, um Treibhausgasemissionen zu verringern oder sogar ganz zu vermeiden. Durch die Dekarbonisierung wird die Energieversorgung umgestellt.“

Umgang mit Wasserstoff

Wasserstoff leistet für das Ziel einer Dekarbonisierung einen wichtigen Beitrag. Das betrifft die Rechenzentrumsbranche, die Industrie, vor allem die chemische Industrie oder auch die Kraftstoffproduktion. Um von dem Einsatz fossiler Kraftstoffe langfristig wegzukommen, gibt es nicht viele Alternativen zu Wasserstoff. Das haben auch die größten Gaslieferanten in Europa erkannt und eine Initiative für einen „European Hydrogen Backbone“ (EHB) beschlossen.

Diese Initiative wird von 30 Energie-Infrastruktur-Anbietern und Infrastrukturbetreibern getragen. Die Organisation hinter dem EHB strebt an, die Dekarbonisierung in Europa zu beschleunigen, indem die systemkritische Rolle von Wasserstoff definiert wird. Die Initiative fördert eine Entwicklung eines europäischen kompetitiven „low carbon hydrogen market“.

Perspektivisch soll sich die Wirtschaftlichkeit bei den Produktionskosten verbessern. Das ist wünschenswert, da es einen Einfluss auf die Betriebskosten eines Rechenzentrums hat. Gasleitungen die seit 1995 installiert wurden, sind von ihrer Dichtigkeit bereits in der Lage Wasserstoff zu transportieren.

Bei höherer Durchflussgeschwindigkeit können auch bis zu 80 Prozent des Energiegehaltes im Vergleich zu Gas erreicht werden. Bei der Auswahl neuer Standorte für NorthC-Edge-Rechenzentren ist somit auch immer die Gasverfügbarkeit ein wichtiges Entscheidungskriterium, welches in der Strategie des nachhaltigen Rechenzentrumsbetriebs berücksichtigt wird, um langfristig die Notstromaggregate über Wasserstoff aus der „Pipeline“ zu betreiben.

Sustainability-Leadership heißt voranzugehen

Relevant im Sinne der Ausschöpfung neuer Möglichkeiten ist, dass NorthC, hierbei in wegweisender Rolle für die Rechenzentrumsbranche, der erste Datacenter Provider der Welt ist, der Netzersatzanlagen installiert hat, die zu 100 Prozent mit Wasserstoff betrieben werden können.

Eine weitere nachhaltige Maßnahme für die Schonung der Umwelt ist die Verwendung natürlicher Kältemittel. So wird für alle neuen Rechenzentren Propan für die Kälteanlagen bevorzugt. Insbesondere für die Rechenzentren, die von NorthC in Zukunft neu gebaut werden, wird der Einsatz natürlicher Kältemittel von Anbeginn berücksichtigt. Soweit vermeidbar, wird nichts mehr implementiert oder verwendet, was einen negativen Beitrag für die Ozonschicht hat.

Zukunftssichere Kühlung im Rechenzentrum

Die revidierte EU-F-Gase-Verordnung bringt den Umweltschutz voran

Bei NorthC werden in der DACH-Region keine Technik und Versorgungseinheiten in neuen Standorten verbaut oder Betriebsstoffe, so auch F-Gase eingesetzt, die nicht gut für die Umwelt sind. Das ist insbesondere nicht strategisch zielführend, wenn diese Stoffe in absehbarer Zeit gesetzlich verboten werden.

Es entspricht nicht dem Nachhaltigkeitsanspruch von NorthC. Zudem verursacht das spätere Umrüsten eine betriebliche Herausforderung und unnötige Kosten. Also setzt NorthC auf Propan als Substitut.

Propan hat als Kältemittel überzeugende Vorteile

Propan ist ein Betriebsstoff der Zukunft: Es ist ein naturidentes Kältemittel. Es entsteht bei der Förderung von Erdgas und dem Raffinieren von Erdöl.

Auf die hohe Entzündlichkeit ist acht zu geben und mit entsprechenden Schutzmaßnahmen ein Risiko zu minimieren. Im Zuge des technologischen Fortschritts und der Weiterentwicklung der Kälteanlagen für Rechenzentren werden nur geringe Mengen an Propan als Kältemittel benötigt.

Die Eigenschaften dieses natürlichen Kältemittels überzeugen:

• Propan unterstützt die Energie-Effizienz durch seine thermodynamischen Eigenschaften.

• Als Kältemittel eignet es sich auch bei hoher Leistungsdichte eines Rechenzentrums.

• Die Drucklage von Propan begünstigt dessen Verwendung bei hohen Außentemperaturen.

Eine höhere Energie-Effizienz, wie hier gegeben, geht mit sinkenden Betriebskosten und zugleich Reduktion des indirekten CO₂-Ausstosses einher. Somit macht diese Maßnahme für Nachhaltigkeit auch unter betriebswirtschaftlicher Betrachtungsweise Sinn. Die Zielsetzung eines möglichst geringen PUE-Wertes (Power Usage Effectiveness) wird von der Ambition, den CO₂-Footprint zu reduzieren, bedrängt.

Der Energieverbrauch für die Klimatisierung ist etwas höher als der Betrieb mit F-Gasen, jedoch ist der Effekt auf die Umwelt im Ergebnis positiver. Ein PUE von unter 1,3 bleibt jedoch realistisch und ist somit konform zum Energie-Effizienzgesetz als Obergrenze ab dem 1.7.2030 für bestehende Rechenzentren. Mit dem Anspruch, ein umweltfreundlicher, nachhaltiger Rechenzentrumsbetreiber zu sein, stehen natürliche Kältemittel im Fokus. Die Begründung für die zu empfehlende stringente Abkehr der Rechenzentrumsbranche von F-Gasen folgt hiernach.

F-Gas ist nicht mehr zeitgemäß

F-Gase werden in der Rechenzentrumsbranche meistens bei der Kühlung verwendet. Legt man den negativen Beitrag für die Ozonschicht als Maßstab zugrunde, so ist das Umsteigen auf Alternativen opportun. Die F-Gase-Verordnung greift über Verbote zur Verwendung ein. Der GWP-Wert ist bei dem Einsatz von F-Gasen höher.

Der GWP-Wert (Global Warming Potential) von Propan ist bei 3. Zum Vergleich: R134a wurde von vielen Rechenzentrumsbetreibern in der Vergangenheit eingesetzt und hat einen GWP Wert von 1430. Darum ist es objektiv eingeschätzt klimaschonend, die Verwendung von F-Gasen als Kältemittel in kommerziellen, großen Rechenzentren langfristig zu reduzieren.

Der GWP-Wert drückt die Wirkung als Treibhauspotenzial eines Stoffes, hier Gases, aus, also: der Beitrag zur Erwärmung der bodennahen Luftschicht. Ein Effekt, der kumuliert über die (globale) erdnahe Erwärmung einen negativen Einfluss auf das Klima hat. „Treibhausgase verfügen über ein unterschiedliches Erderwärmungspotenzial, das so genannte „Global Warming Potential (GWP).

Als Richtgröße dient die Klimawirksamkeit von Kohlendioxid (GWP von CO₂ ist gleich 1), das heißt: Die Treibhauspotenziale anderer Stoffe bemessen sich relativ zum CO₂. Der GWP-Wert/ CO₂- Äquivalent gibt das Treibhauspotenzial eines Stoffes an und damit seinen Beitrag zur Erwärmung der bodennahen Luftschicht. (Quelle: Statistisches Bundesamt)

Künstlich hergestellte F-Gase, die beispielsweise als Kältemittel bei Wasserpumpen und auch in Rechenzentren eingesetzt werden, enthalten fluorierte Treibhausgase. Diese teilhalogenierten Flurkohlenwasserstoffe (HFCs) und perfluorierte Kohlenwasserstoffe (PFCs) schaden der Erdatmosphäre.

Verantwortung und Verantwortlichkeit für die Umwelt ist messbar

Es ist die positive Übernahme von Verantwortung in Form von Maßnahmen für den Klimaschutz. Es geht im Umkehrschluss um die Verantwortlichkeit für die Maßnahmen in der Wirtschaft, die Umwelt und Klima belasten. In der umweltökologischen Gesamtrechnung (Inländerkonzept) gibt es beim Statistischen Bundesamt keine aktuellen Zahlen für 2023 zum F-Gasen-Verbrauch.

Eine Rückläufigkeit wird von 2020 bis 2021 mit -16,9 Prozent aufgezeigt. Das Umweltbundesamt gibt auf seiner Website für einen früheren Zeitraum an, dass die Emissionen von 2003 bis 2016 kontinuierlich anstiegen.

Seither sei ein Rückgang zu verzeichnen, der auf die gesetzlichen Vorgaben zurückzuführen ist, der die Verwendung reglementiert wegen der Emissionsbelastung für die Umwelt. Das deckt sich mit der zweistelligen Prozentzahl vom Statistischen Bundesamt. Wie das nachfolgende Chart verdeutlicht, entsteht bei den F-Gasen sogar eine zweimalige CO₂- Emission, einmal bei der Erzeugung und danach beim Verbrauch!

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