Potenzial der Abwärmenutzung

Der grösste Einsparfaktor in Rechenzentren liegt im Bereich der Klima- und Lüftungstechnik. Diese verursacht je nach Alter der Rechenzentren und der eingesetzten Technik bis zu 60 Prozent der Energiekosten. Denn die in den Rechenzen­tren installierten Server verbrauchen nicht nur eine Menge Strom für den Betrieb, sie erzeugen trotz moderner Hardware mit entsprechender Energieeffizienz nach wie vor viel Wärme, die grösstenteils komplett ungenutzt bleibt. Ein nicht unbeträchtlicher Teil der eingesetzten Energie verpufft quasi als heisse Luft in die Um­gebung.

Und damit nicht genug: Um die viele Abwärme abzutransportieren und die Server und Komponenten vor dem Hitzetod zu schützen, entsteht ein nicht unerheblicher zusätzlicher Energieaufwand für die erforderlichen Kühlanlagen. «Der überwiegende Teil des Energiebedarfs beim Betrieb der Rechenzentrumsinfrastruktur wird bei der Klimatisierung der IT-Installationen verbraucht, weitere Verbraucher sind die unterbrechungsfreie Spannungsversorgung (USV) und Betriebsperipherie», erläutert Jan Schriewer, Geschäftsführer des Systemhauses GREEN IT.

Die Abgabe der Wärme in die Umwelt ist also verschenkte Energie. Ein wichtiger Hebel, um die Energie­effizienz eines Rechenzentrums und dessen Nachhaltigkeit zu erhöhen, ist daher eine Nutzung dieser Abwärme. Eine naheliegende Verwendungsmöglichkeit für die Abwärme der Server ist die Einspeisung in vorhandene Nah- oder Fernwärmenetze.

Wie so etwas aussehen kann, zeigen zum Beispiel die VW Financial Services, die im letzten Jahr in Braunschweig ein Rechenzentrum in Betrieb genommen haben, dessen Abwärme ein angrenzendes Wohn- und Gewerbegebiet versorgt. Und in der Schweizer Gemeinde Uitikon beheizt die Abwärme eines Data-Centers das Wasser des örtlichen Schwimmbads.

Der Rechenzentrumsspezialist Cloud&Heat Technologies produziert solche Rechenzentren, die die Abwärme der Server nicht ungenutzt in die Luft zu blasen. Seine Data-Center nutzen eine sogenannte Heisswasser-Direktkühlung, um Gebäude zu heizen oder die Wärme in ein vorhandenes Fern- und Nahwärmenetz abzugeben. Auch im Sommer, wenn keine Heizung gebraucht wird, lässt sich die Abwärme sinnvoll nutzen, etwa zur Erwärmung des Trinkwassers. Die eingesetzte Direktkühlung hält dabei - ohne den Einsatz von Wärmepumpen - das Temperatur­niveau gleichbleibend auf 60 Grad.

Eine derartige Lösung kommt zum Beispiel in einem Rechenzentrum im 111 Meter hohen Hochhaus Eurotheum in der Frankfurter Innenstadt zum Einsatz und versorgt das Gebäude mit Heizenergie und Warmwasser. Die Büros und das in dem Gebäude befindliche Hotel sollen laut Cloud&Heat auf diese Weise jährlich bis zu 65.000 Euro einsparen. Zusätzlich soll die wasserbasierte Kühltechnik im Vergleich zu konventionellen Luftkühlungslösungen bis zu 95'000 Euro an Einsparungen bringen. Das entspreche einer CO₂-Reduktion von bis zu 557 Tonnen im Jahr.