Schätzungen zufolge entfallen weltweit 1 bis 2 % des Stromverbrauchs auf Rechenzentren. Der Prozentsatz ist in Europa höher, wo dort Rechenzentren verbraucht werden 104 TWh Strom im Jahr 2020 — etwa 3 % des gesamten Stromverbrauchs in der EU. Diese Rechenzentren erzeugen viel Abwärme. Ein Teil davon könnte umfunktioniert werden, um Haushalte und Unternehmen in Europa zu heizen, wo viele Städte über Fernwärmesysteme verfügen, aber bis vor kurzem war die Wirtschaftlichkeit noch nicht ausgemacht. Der Energienotstand, der durch Russlands Angriff auf die Ukraine ausgelöst wurde, hat jedoch das Finanzkalkül verändert. Heutzutage ist das Interesse an der Nutzung überschüssiger Wärme aus Rechenzentren in vielen Kommunen sehr groß.
Nach jahrelangen Diskussionen darüber, die Restwärme zu nutzen, anstatt sie einfach ins Freie zu leiten, werden laut dem immer mehr Projekte zur Rückgewinnung von Abwärme Wirklichkeit Wallstreet Journal (Paywall, Story via E-Trade News). Im letzten Jahr haben Amazon, Apple und Microsoft damit begonnen, große Rechenzentren mit Fernwärmesystemen in Irland, Dänemark und Finnland zu verbinden oder Pläne zur Verbindung angekündigt. Alphabet sagt, dass es Möglichkeiten zur Rückgewinnung von Wärme aus seinen Rechenzentren in ganz Europa prüft.
Meta Platforms gewinnt seit 2020 überschüssige Wärme aus seinem Rechenzentrum in Odense, Dänemark, zurück. Die Facebook-Mutter erweitert derzeit diese Basis und plant, ab dem nächsten Jahr genügend überschüssige Wärme bereitzustellen, um etwa 11.000 Haushalte zu heizen. Andere Rechenzentrumsbetreiber versorgen Netze insbesondere in Nordeuropa mit Wärme, darunter Equinix, das sein Fernwärmeprojekt in Helsinki erweitert und an neuen in Deutschland und anderen Ländern arbeitet. In den Niederlanden gibt es bereits 10 Rechenzentren, die Wärme liefern, und weitere 15 Projekte werden gebaut oder erforscht, so die Niederländischer Rechenzentrumsverband.
Anreize machen Abwärme aus Rechenzentren wertvoller
Höhere Energiepreise, die auf die Entscheidung Russlands zurückzuführen sind, die Erdgaslieferungen nach dem Einmarsch in die Ukraine effektiv einzustellen, haben den finanziellen Anreiz für Technologieunternehmen erhöht, in Systeme zu investieren, die zum Verkauf ihrer überschüssigen Wärme, Energie und des Technologiesektors erforderlich sind, sagen Beamte. „Plötzlich ist der Business Case für ein mit Restwärme betriebenes Wärmenetz viel interessanter als noch vor ein paar Jahren“, sagte Stijn Grove, Geschäftsführer der Dutch Data Center Association.
Auch der öffentliche Druck zur Steigerung der Energieeffizienz in Rechenzentren war ein wichtiger Treiber, sagen Branchenführer. Die Europäische Union befindet sich in der Endphase der Verhandlungen über eine neue Energieeffizienzrichtlinie, die Betreiber von Rechenzentren dazu verpflichten würde, Machbarkeitsstudien für die Nutzung ihrer überschüssigen Wärme für Wohnungen und Büros durchzuführen. Darüber hinaus haben nationale und lokale Regierungen von Frankreich bis Dänemark steuerliche Anreize eingeführt oder die Rückgewinnung von Abwärme zur Voraussetzung für einige neue Baugenehmigungen gemacht.
„Die Grundidee ist gut und breitet sich jetzt aus“, sagte Timo Piispa, Vizepräsident für Heizung und Kühlung beim teilstaatlichen finnischen Energieunternehmen Fortum Oyj. Sein Unternehmen ist an einem Projekt zur Sammlung von Abwärme aus einem Amazon-Rechenzentrum in Dublin beteiligt und arbeitet mit Microsoft zusammen, um Abwärme von zwei großen geplanten Rechenzentren in Finnland zu recyceln.
Rechenzentren in der Nähe von Fernwärmesystemen könnten laut einer Studie von bis zu 50 Terawattstunden überschüssige Wärme pro Jahr liefern ReUseHeat, ein EU-finanziertes Projekt zur Förderung der Wiederverwendung von Abwärme. Laut Daten von Eurostat würde dies zwischen 2 % und 3 % der Energie ausmachen, die EU-Haushalte im Jahr 2020 für die Raumheizung verbrauchen.
Rechenzentren erzeugen viel Abwärme
Tech-Unternehmen propagieren seit mindestens einem Jahrzehnt die Idee, die von ihren riesigen Racks erzeugte Wärme in Abwärmerückgewinnungssysteme zu leiten, um ihren Betrieb energieeffizienter zu gestalten und so die Emissionsziele zu erreichen. Aber die Systeme standen vor technischen und rechtlichen Herausforderungen. Die meisten Rechenzentren werden mit Luft gekühlt und die ausströmende Warmluft ist nicht so heiß wie die, die von den meisten kommunalen Heizsystemen benötigt wird. Das bedeutet, dass ein Technologieunternehmen oder das Energieunternehmen, mit dem es zusammenarbeitet, Wärmepumpen installieren muss, um die Luft weiter auf ein nutzbares Niveau zu erwärmen.
Energieunternehmen wollen oft Verpflichtungen zur Bereitstellung von Wärmeenergie für 10 oder mehr Jahre, was laut Branchenexperten länger ist als der finanzielle Planungshorizont für einige Rechenzentrumsbesitzer. Ein weiteres wichtiges Problem ist, dass sich Rechenzentren in der Nähe eines Wärmenetzes befinden müssen, um sicherzustellen, dass die Wärme nicht abgeführt wird. Und in vielen Teilen der Welt wird Wohn- und Bürowärme nur sechs oder weniger Monate im Jahr benötigt, wodurch möglicherweise ein Großteil der Produktion verschwendet wird.
„Oft sagen uns Bürgermeister, es gibt ein Rechenzentrum. Können wir damit nicht ein Gebäude oder einen Pool heizen? Aber es ist nicht immer möglich, es sei denn, es gibt die richtige Infrastruktur in der Nähe“, sagte Yannick Duport, internationaler Direktor von Dalkia, einer Tochtergesellschaft der französischen EDF SA. Duport, dessen Unternehmen mehrere Netzwerke gebaut hat oder betreibt, die die Wärme von Rechenzentren nutzen, sagte, dass neue Steuererleichterungen und Energieeffizienzanforderungen von Kommunen das Kalkül verändern.
In der dänischen Stadt Viborg drängten lokale Beamte darauf, dass Apple dort ein 485.000 Quadratmeter großes Rechenzentrum an das lokale Wärmenetz anschließt. In diesem Jahr kündigte das Unternehmen an, dies im Rahmen einer Expansion zu tun. Apple sagt, dass es mit lokalen Beamten zusammenarbeitet, um die Wärme aus der Anlage zu nutzen, die durch erneuerbare Energieprojekte betrieben wird.
„Der Druck wächst“, sagte Niels Fuglsang, ein dänisches Mitglied des Europäischen Parlaments, das die Verhandlungen über die Energieeffizienzgesetzgebung leitet. „Wenn wir dafür sorgen können, dass wir die Wärme aus Rechenzentren nutzen, können wir unsere Energiekosten sparen und etwas Gutes für das Klima tun.“
Danfoss, ein internationales Ingenieurunternehmen, sagt, dass die Wiederverwendung von Wärme in Rechenzentren ein großes ungenutztes Potenzial in der grünen Energiewende darstellt. Es hat eine Wärmerückgewinnungseinheit entwickelt, die speziell darauf ausgelegt ist, überschüssige Wärme in einem Rechenzentrum einfach und effizient zurückzugewinnen. Das modulare System ist eine kostengünstige Lösung, die sowohl einen geringeren CO2-Fußabdruck als auch eine schnelle Kapitalrendite gewährleistet.
Jede HRU ist ein maßgeschneidertes System mit allen notwendigen Komponenten auf Basis eines 3D-Modells. Es umfasst eine betriebsbereite Heizübergabestation mit Pufferspeichern und eine automatische Steuerung, die die externe Kommunikation ermöglicht. Als Bodenstation konzipiert und in einem Stück geliefert, das in drei Teile geteilt werden kann, ist die HRU einfach zu transportieren und zu installieren. Das Design macht es einfach, das Rechenzentrumsgebäude mit Verbindungsleitungen vorzubereiten, bevor die HRU geliefert wird.
Das wegnehmen
In der Green Economy wird Effizienz eine Schlüsselkomponente der Nachhaltigkeit sein. Bis vor kurzem war Energie aus fossilen Brennstoffen so billig, dass viele Menschen und Unternehmen einfach nicht wussten, wie viel davon verschwendet wird. Nicht mehr. Die Dringlichkeit der CO2-Reduzierung und die hohen Kosten für herkömmliches Heizen haben die Rückgewinnung und Wiederverwendung von Wärme aus stromhungrigen Rechenzentren zu einer hohen Priorität für Rechenzentrumsbetreiber und Kommunen gleichermaßen gemacht.
Bildnachweis: Eqjuinix über Dutch Data Center Association
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