Kreislaufdenken für die Rechenzentrumsbranche

Windcloud will mit dem Datacenter Kohlendioxid aus der Atmosphäre ziehen

| Autor / Redakteur: Ariane Rüdiger / Ulrike Ostler

Den Kreislauf zwischen Energieerzeugung, Rechenleistung und Kohlendioxidverbrauch schließt bei Windcloud Pflanzenbau
Den Kreislauf zwischen Energieerzeugung, Rechenleistung und Kohlendioxidverbrauch schließt bei Windcloud Pflanzenbau (Bild: gemeinfrei Pixabay / Pixabay)

Bisher galt es als das Höchste der Gefühle, die Datacenter-Abwärme zu nutzen, um anderswo Prozess- oder Heizwärme zu sparen und so die Kohlendioxidbilanz der Stromschlucker aufzubessern. Doch der Newcomer Windcloud denkt weiter: Das Startup will mit Hilfe von einem Rechenzentrum und ihrer Abwärme aktiv Kohlendioxid beseitigen.

Neue, insbesondere große Rechenzentren haben heute häufig PUEs im Bereich nahe 1. Mit anderen Worten: Rein durch die Optimierung der Kühltechnik lässt sich der Stromverbrauch kaum noch senken. Es bleiben allerdings noch andere Wege, die Kohlendioxid-Bilanz von Rechenzentren zu verbessern.

Der wichtigste Schritt wäre ein geringerer Verbrauch der Rechenanlagen selbst, doch dahin scheint momentan durch die Digitalisierung kein Weg zu führen. Also müssen andere Methoden her, und die gibt es durchaus.

Wichtigster Schritt ist der Einkauf von Ökostrom. Und dies am besten nicht in Form immer noch viel zu billiger Zertifikate. Deren Marktpreis pro Tonne liegt heute bei unter 30 Euro. Er müsste aber je nach Quelle zwischen 70 und 180 Euro pro Tonne liegen, um einigermaßen die langfristig mit der Kohlendioxidproduktion verbundenen Risiken und Kosten abzubilden.

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Schweden etwa verlangt 125 Euro pro Tonne CO2 als Abgabe auch von der Industrie, die Wirtschaft ist trotzdem gewachsen. Insofern haben derzeit viele hiesige Grünstrom-Label nicht nur von Rechenzentrums-Providern vor allem eine Feigenblatt-Funktion, auch wenn sie selbstverständlich besser als nichts sind.

Varianten der Abwärmenutzung

Eigene regenerative Erzeugung oder die direkte Zusammenarbeit mit regenerativen Erzeugern weisen hier den richtigen Weg. Eine weitere Methode, die dem Stromnetz und gleichzeitig sogar der Bilanz des Datacenter-Betreibers geschäftlich nützlich sein kann, ist die Bereitstellung des Datacenter-Notfallaggregats im Rahmen der so genannten Minutenreserve. Dabei trägt das Notaggregat dazu bei, das Netz zu entlasten, wenn dort zu wenig Strom vorhanden ist oder lädt seine Batterien, wenn das Netz vor regenerativem Strom überfließt.

Zusätzlich ist es möglich, die Abwärme zu nutzen – beispielsweise zum Heizen, aber mit Hilfe von Wärme- und Kältepumpen mit positiver Bilanz durchaus auch zu anderen Zwecken. Es gibt inzwischen durchaus nicht mehr nur in Dänemark Beispiele dafür, wie die Rechenzentrumsabwärme ganze Wohnviertel beheizen kann.

Neue Chancen durch Sektorkopplung

Aber für die Abwärmenutzung gibt noch weiter reichende Ideen. Windcloud etwa, ein neuer, bislang noch kleiner Datacenter-Anbieter aus Norddeutschland, hat sich vorgenommen, seine Rechenzentren durch sinnvolle Sektorverknüpfung von Kohlendioxid-Schleudern vielleicht sogar in Kohlendioxid-Schlucker umzuwandeln.

Windcloud bietet Co-Location, virtuelle und dedizierte Server sowie Open-Stack-Services auf ARM-Systemen mit dem LXD-Hypervisor von Canonical an. Schlüsselidee Sektorverknüpfung oder Sektorenkopplung. Das bedeutet, dass bisher getrennte Branchen durch Wertschöpfungsprozesse miteinander verbunden werden.

Die Grafik zeigt als Energieerzeuger Windparks und Solarzellen, dazu Speicher, das Rechenzentrum in der Mitte und die agrarwirtschaftlichen Anlagen
Die Grafik zeigt als Energieerzeuger Windparks und Solarzellen, dazu Speicher, das Rechenzentrum in der Mitte und die agrarwirtschaftlichen Anlagen (Bild: Windcloud)

Dafür ist bei Windcloud Thomas Reimers, CEO und Mitgründer, zuständig. „Ganzheitliche Nachhaltigkeit lässt sich nur so erreichen“, ist er überzeugt. Neben Informationstechnik hat er sich mit allerlei Themen befasst, um hier Möglichkeiten auszuloten. Seine Financiers sind der Windparkbetreiber Denker & Wulf, der GreenTEC Campus Enge-Sande und die ABE Group, die Umspannwerke, Mittelspannungsnetze und Großspeicher baut und betreibt.

Energie macht der Wind

Im Prinzip soll die Sektorverknüpfung laut Reimers bei Windcloud so funktionieren: Die Windcloud-Rechenzentren beziehen Windenergie direkt und ohne große Leitungsverluste aus Windparks, in denen oder in deren unmittelbarer Nähe sie untergebracht sind. Gleichzeitig dienen Batterieanlagen, die sie ohnehin als Notabsicherung brauchen würden, als Puffer, wenn zu viel erneuerbare Energie im Netz ist.

So weit, so bekannt: Auch das jüngst beim Deutschen Rechenzentrumspreis ausgezeichnete Startup Windcore holt den regenerativen Strom direkt aus der Windturbine ab, nutzt allerdings keine Abwärme. Das wiederum ist die Spezialität etwa von Cloud&Heat. Das Startup liefert seine Anlagen mit Wasserkühlung und allem, was für die Abführung des warmen Wassers nötig ist, ausliefert.

Ein Problem der RZ-Abwärme besteht allerdings darin, dass sie für das Heizen weit entfernter Gebäude häufig nicht warm genug ist. Sie muss gegebenenfalls erst umständlich durch Wärmepumpen mit Energie-Einsatz auf höhere Temperaturniveaus transportiert werden. Zudem sind oft keine geeigneten Wärmeverbraucher in der Nähe, oder es fehlen schlicht Leitungsverbindungen zum Transport des flüchtigen Guts.

Pflanzen züchten neben dem Rechenzentrum

Die Datacenter-Abwärme hat aber die ideale Temperatur für eine bislang zumindest in Deutschland noch kaum realisierte Applikation: die spezialisierte Pflanzenzucht von essbaren CO2-Fressern. Reimers: „Wir betreiben unsere Rechner nahezu ausschließlich mit Luftkühlung mit erheblich höheren Temperaturen als üblich. Die Dell-EMC-Systeme, die wir derzeit verwenden, laufen auch bei 42 Grad Lufttemperatur noch einwandfrei und zertifiziert. Nur im Notfall verwenden wir ein Adsorptionskältegerät, um die Temperatur anzupassen.“

Die Abwärme fließt zukünftig in in unmittelbarer RZ-Nähe gebaute Glashäuser, um Gewächshäuser mit Warmluft zu versorgen und das benötigte Wasser zu erwärmen. Dort wachsen essbare Algen, reich an wertvollen Spurenelementen. Die Algen sind zudem, so Reimers, „besonders starke CO2-Zehrer“. Dadurch tragen sie dazu bei, die Kohlendioxid-Bilanz des RZ zu neutralisieren – oder sogar ins Positive zu drehen.

„Wir werden, sobald der Kreislauf steht, bei jedem unserer Rechenzentren angeben, wann es samt Anschaffungs- und Verbrauchszyklen der Hardware zumindest so viel Kohlendioxid aus der Atmosphäre holt als es zuvor emittiert hat“, verspricht Reimers.

Abstriche an Sicherheit und Verfügbarkeit gibt es dadurch nicht: „Unsere Rechenzentren befinden sich in hochsicheren ehemaligen Bundeswehreinrichtungen und haben die nötigen Zertifizierungen“, sagt Reimers – sogar innovative Finanzdienstleister mit den entsprechenden Verfügbarkeitsanforderungen gehören schon zur Kundschaft.

Von der Alge bis zur Heilpflanze

Noch sind die Gewächshäuser nicht in Betrieb, sie sollen aber in den nächsten Monaten eingeweiht werden. Die Bunkerräume des Rechenzentrums inmitten des schleswig-holsteinischen Greentec Campus nahe Niebüll werden mit dem erhofften Zustrom weiterer Kunden Stück für Stück mit Rechnern und den übrigen erforderlichen Anlagen vollgestellt. Dann ist der Kreislauf geschlossen.

Bei Algen muss es übrigens nicht bleiben. Reimers hat längst weitere Ideen. „Geeignet zur Züchtung mit Abwärme sind beispielsweise auch Pilze oder Heilpflanzen“, meint er. Sollte die Rechnung mit den Pflanzen auch ökonomisch aufgehen, was bei den komplizierten Agrarmärkten keinesfalls selbstverständlich ist, könnten ausgerechnet stromfressende Rechenzentren dafür sorgen, dass endlich weniger Nitrat ins schleswig-holsteinische Grundwasser gelangt.

Dazu müssen die Bauern, die nahe den allgegenwärtigen Windparks in Nord- und Nordostdeutschland Schweine und Rinder züchten, nur auf die wahrscheinlich profitablere Zusammenarbeit mit Rechenzentrumsbetreibern und die Zucht umweltfreundlicher Pflanzen umsteigen. Das würde der Umwelt gewaltig nützen. Es könnte, so hofft Reimers, vielleicht auch diesen wirtschaftlich schon lange darbenden Regionen einen industriellen Frühling bescheren, wie ihn das Ruhrgebiet durch die Erschließung der Kohle als Energieträger erlebte.

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