Energieeffiziente Rechenzentren: Exyte setzt auf Sektorkopplung
Energieeffiziente Rechenzentren: Exyte setzt auf Sektorkopplung
Das rasante Wachstum der digitalen Welt hat zu einem sprunghaften Anstieg des Energiebedarfs geführt, der vor allem durch Rechenzentren verursacht wird. Mit modernsten technologischen Lösungen ist Exyte führend bei der Bewältigung und Eindämmung dieser Herausforderung. Durch die Anpassung von Konzepten und Technologien an die lokalen Gegebenheiten und die spezifischen Kundenbedürfnisse entwickelt und realisiert Exyte einige der fortschrittlichsten und nachhaltigsten Rechenzentren der Branche.
„Unsere Mission ist es, Rechenzentren zu entwerfen und zu bauen, die nicht nur effizient und nachhaltig sind, sondern auch für zukünftige Herausforderungen gerüstet sind – und dabei den ökologischen Fußabdruck der Technologiebranche zu verringern“, sagt Manfred Engelhard. Als Technologieleiter der globalen Geschäftseinheit „Rechenzentren“ bei Exyte erforscht er kontinuierlich innovative Technologien wie die Flüssigkeitskühlung, um den Energieverbrauch zu senken und eine grünere Zukunft voranzutreiben. Rechenzentren müssen gekühlt werden, da ihre Computerchips erhebliche Wärme erzeugen, weshalb effiziente Kühlsysteme für einen nachhaltigeren Betrieb unerlässlich sind.
Was die Rechenzentren von Exyte auszeichnet, ist ihre Fähigkeit, eine Reihe maßgeschneiderter Lösungen zu kombinieren. „Wir arbeiten eng mit unseren Kunden zusammen, um das Potenzial der Integration verschiedener Energiesysteme und -quellen an unterschiedlichen Standorten zu bewerten“, erklärt Engelhard. In Machbarkeitsstudien werden verschiedene Faktoren berücksichtigt, darunter die Verfügbarkeit erneuerbarer Energien, die klimatischen Rahmenbedingungen, die Stabilität der Netzinfrastruktur sowie die Flächennutzung für zukünftige Erweiterungen. So wird sichergestellt, dass jedes Projekt individuell auf Nachhaltigkeit und Effizienz optimiert wird. Exyte untersucht zudem kontinuierlich Möglichkeiten, die Abwärme aus Rechenzentren für Fernwärmezwecke zu nutzen, und hat bereits an mehreren Standorten die Umsetzung geplant.
Sektorkopplung leicht gemacht
Im Idealfall kann ein Rechenzentrum als Eckpfeiler der umgebenden Energieinfrastruktur dienen und durch effiziente Sektorkopplung die Nutzung verfügbarer Energiequellen optimieren. Durch die Anpassung von Konzepten und Technologien an lokale Gegebenheiten und Kundenanforderungen entwickelt und realisiert Exyte einige der fortschrittlichsten und nachhaltigsten Rechenzentren der Branche.
Kälteenergie direkt an der Quelle nutzen
Engelhard und sein Team haben in Zusammenarbeit mit einem Partnerunternehmen in Asien eine Konzeptstudie für ein innovatives Projekt durchgeführt. Ihr ehrgeiziger Plan sieht vor, ein großes, modernes Rechenzentrum in der Nähe des Hafens eines großen Ballungszentrums zu entwerfen und zu errichten, das mit einem Terminal für Flüssigerdgas (LNG) ausgestattet ist.
Die Idee hinter diesem Projekt mag einfach erscheinen, erfordert jedoch erhebliches ingenieurtechnisches Know-how und Fachwissen. Wenn LNG aus seinem flüssigen Zustand wieder in seine ursprüngliche gasförmige Form umgewandelt wird, wird kryogene Energie freigesetzt. Dieser Prozess erzeugt intensive Kälte, die aufgefangen und in die Kühlinfrastruktur des Rechenzentrums geleitet wird. Mithilfe von Wärmetauschern wird die Kälteenergie vom LNG auf die Kühlsysteme übertragen, wodurch der Bedarf an zusätzlicher Energie zur Kühlung des Rechenzentrums effektiv minimiert wird.
Die Nutzung dieser Energiequelle, die oft einfach verschwendet wird, verbessert die Nachhaltigkeit und Effizienz des Rechenzentrums erheblich. „Dies ist eine ideale Lösung für städtische Zentren an der Küste mit LNG-Terminals. Auch wenn wir dies nicht überall umsetzen können, zeigt dieses Beispiel, dass es immer Möglichkeiten gibt, Energiequellen zu suchen, zu identifizieren und so effizient wie möglich zu nutzen. Die Gewinnung dieser Kälteenergie direkt an der Quelle ermöglicht es unseren Kunden, die Umweltbelastung ihrer Rechenzentren zu verringern. Jedes Projekt, das die Kopplung von Energie und IT optimiert, trägt dazu bei.“
Rechenzentren, die die lokale Energieinfrastruktur unterstützen
Mit Blick auf die Zukunft hat Engelhard ein weiteres innovatives Konzept für künftige Rechenzentrumsprojekte im Blick, bei dem die Abscheidung und Nutzung von Kohlendioxid im Mittelpunkt steht. Der Plan sieht vor, ein Brennstoffzellensystem oder Gasmotoren einzusetzen, die mit einem Gemisch aus Erdgas und einem variablen Anteil an Wasserstoff betrieben werden, um Strom für das Rechenzentrum zu erzeugen.
Dieses Konzept eignet sich besonders gut für Gebiete, in denen das bestehende Stromnetz keine großen zusätzlichen Verbraucher wie beispielsweise große Rechenzentren aufnehmen kann. Beispiele hierfür sind große europäische Ballungszentren wie Berlin, Frankfurt am Main und Dublin, die über ein stabiles, aber ausgelastetes Energienetz verfügen, sodass nur begrenzte Kapazitäten für einen erheblichen neuen Bedarf zur Verfügung stehen.
Darüber hinaus kann die Infrastruktur von Rechenzentren, zu der Generatoren und Batterien gehören, das Stromnetz unterstützen, indem sie auf Anfrage des Netzbetreibers Regelenergie bereitstellt. Über bidirektionale Stromverbindungen können Rechenzentren Frequenzregelung und Spannungsstabilisierung bieten und so zur allgemeinen Netzstabilität beitragen.
Rechenzentren in Wohngebieten können Abwärme über ein Wärmespeichersystem zur effizienten Beheizung nahegelegener Haushalte nutzen und so die Nachhaltigkeit in der Gemeinde fördern.
CO₂-Abscheidung für nachhaltigere Rechenzentren erforschen
„Wenn man Erdgas für eine Brennstoffzelle oder einen Gasmotor nutzt, wird Kohlendioxid, kurz CO₂, als Nebenprodukt freigesetzt“, erklärt Engelhard. „Anstatt das CO₂ in die Atmosphäre entweichen zu lassen, können wir Technologien zur CO₂-Abscheidung einsetzen und den Kohlenstoff für industrielle Anwendungen oder in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie wiederverwerten.“ Das abgeschiedene CO₂ kann als Ausgangsmaterial für die Herstellung verschiedener industrieller Produkte wiederverwendet werden, darunter Kohlefaser, die bei der Fertigung von Leichtbaukomponenten wie Windradflügeln zum Einsatz kommt. CO₂ wird zudem benötigt, um in Kombination mit grünem Wasserstoff synthetische Kraftstoffe herzustellen und so einen nachhaltigeren Verkehrssektor zu fördern.
„Engelhard hebt das Potenzial hervor: „Durch die Integration eines solchen Systems versorgen wir nicht nur das Rechenzentrum mit Strom, sondern tragen auch aktiv zu einer Kreislaufwirtschaft für Kohlenstoff bei. Es ist ein spannendes Konzept, das Nachhaltigkeit mit Innovation verbindet und den Weg für umweltfreundlichere, effizientere Rechenzentren ebnet.“
Was ist CO₂-Abscheidung und wie funktioniert sie?
Bei der CO₂-Abscheidung in Rechenzentren werden die CO₂-Emissionen aufgefangen, die beim Betrieb von Rechenzentren entstehen, die mit einem Mix aus Erdgas und Wasserstoff betrieben werden. Das CO₂ wird mithilfe chemischer Lösungsmittel oder physikalischer Adsorptionsmittel abgeschieden. Nach der Abscheidung wird das CO₂ komprimiert und per Lkw zu Industriestandorten transportiert. Dort wird es in verschiedenen industriellen Prozessen verwendet, beispielsweise zur Herstellung von Chemikalien, Kraftstoffen oder Baustoffen. Dieser Ansatz steht im Einklang mit den Prinzipien einer Kreislaufwirtschaft für Kohlenstoff, bei der CO₂ wiederverwendet statt gespeichert wird.
und Transport
