Innovatives Projekt zur Abwärmenutzung aus Rechenzentren

Ein Beitrag in Zusammenarbeit mit Veolia Deutschland

Wir nutzen das Internet und viele Dienste in der Cloud heute selbstverständlich und erwarten von jedem Ort eine schnelle Verbindung. Viele Bereiche unseres Lebens und der Arbeitswelt werden digitalisert. Dadurch brauchen wir immer mehr Rechenzentren und große Datenspeicher. Diese brauchen auch viel Energie, sogar sehr viel Energie. Ein Weg um den wachsenden Energiebedarf der Rechenzentren besser ausnutzen zu können, ist die Abwärmenutzung aus Rechenzentren. Hierfür verweist der Beitrag auf ein von der EU gefördertes Projekt, das die Abwärme für ein Wohngebiet nutzbar machen möchte. Dieses Beispiel zeigt, dass heute innovative Projekte, Technologien und Geschäftsmodelle wichtig sind. Solche neuen Lösungen für die Industrie sucht Veolia im Startup-Programm U-Start, Bewerbungen sind noch bis zum 13.04.2018 möglich.

Mehr Rechenzentren benötigen mehr Energie

Wir wissen alle, dass die Rechenzentren viel Energie benötigen. Da wir mittlerweile fast den ganzen Tag über online sind, benötigen all die Web-Dienste. die wir nutzen, auch entsprechende Rechenzentren. Hinzu kommen die vielen vielen Prozesse und Dienstleistungen, die in der Cloud arbeiten. All dies benötigt eine Rechenleistung in einem Rechenzentrum irgendwo auf der Welt. Auch die Bilder, Musik, Filme und andere Daten liegen heute in der Cloud und streamen wir selbstverständlich. Da wir hohe Ansprüche an den Datenschutz haben, müssen die Daten möglichst in Deutschland gespeichert sein. Also benötigen wir eine große Anzahl an Datenspeicher und Rechenzentren in Deutschland. Dabei dürfen wir nicht vergessen, dass die Rechenzentren immer mehr Energie verbrauchen, sie sind sogar richtige Stromfresser.

Nach Berechnungen des Borderstep-Instituts von April 2017 liegt der Stromverbrauch von Rechenzentren in Deutschland bei 12,4 Mrd. kWh pro Jahr. Das entspricht einem Anteil von 2,3 Prozent am gesamten Stromverbrauch in Deutschland, der gesamten Hansestadt Hamburg oder der Energie von vier mittleren Kohlekraftwerken. Alleine im Ballungsraum Frankfurt/Main brauchen die Rechenzentren bereits jetzt mehr als 20 Prozent des gesamten Stroms.

Bis 2025 schätzt das Bundesministerium für Wirtschaft einen Anstieg des Energiebedarfs für Rechenzentren auf 16,4 Mrd. kWh. Rund die Hälfte der Betreiber von Rechenzentren rechnet mit einem weiteren Anstieg des Energiebedarfs in ihrem Rechenzentrum. Und 16 Prozent rechnen sogar mit einem Anstieg um mehr als 25 Prozent.

Einen hoher Anteil des Stromverbrauchs in Rechenzentren benötigt die Infrastruktur mit der Kühlung, Klimatisierung und der unterbrechungsfreien Stromversorgung. Dafür waren  alleine 5 Mrd. kWh von den o.g. 12,4 Mrd. kWh notwendig (Quelle: Studie: “Energieeffizienz und Rechenzentren in Deutschland – weltweit führend oder längst abgehängt?” vom Netzwerk energieeffiziente Rechenzentren).

Können wir die Abwärme aus Rechenzentren nutzen?

Die Kühlung der Rechner verschlingt also einen nicht unwesentlichen Anteil des Strombedarfs in Rechenzentren.  Angaben reichen von knapp zwanzig bis an die dreißig Prozent des Stroms, den die Kühlung benötigt. Da liegt es eigentlich Nahe die Wärme zu nutzen, z.B. in das örtliche Fernwärme-Netz einzuspeisen oder für ein benachbartes Schwimmbad. Beides sind Abnehmer, die das ganze Jahr über Wärme mit einer konstanten Temperatur benötigen. Um die höhere Temperatur im Fernwärmenetz zu erreichen, könnten Wärmepumpen das Temperaturniveau anheben.

Doch in Deutschland stehen die verhältnismäßig hohen Strompreise der Nutzung von Abwärme entgegen. Bei über zwanzig Cent pro kWh scheitern solche Ideen spätestens an der Berechnung der Wirtschaftlichkeit. In Skandinavien ist die Fernwärme weiter verbreitet als hierzulande und der Strom für die Wärmepumpe ist deutlich günstiger mit drei bis vier Cent pro kWh.

Projekt ReUseHeat nutzt Abwärme für ein Niedertemperatur-Wärmenetz

Mit dem EU Förderprojekt des Horizon 2020 Forschungs-, und Innovationsprogramms ReUseHeat soll nun erstmals an innovativen Lösungen für die Abwärmerückgewinnung gearbeitet werden. Insgesamt neun europäische Länder haben sich über die nächsten vier Jahre zusammengeschlossen, um an verschiedenen Standorten in Europa Abwärme nutzbar zu machen und so nicht nur Energie, sondern auch CO2 zu sparen.

Neben unterschiedlichen Demo-Projekten in Bukarest oder Madrid arbeitet in Braunschweig der lokale Energie-, Wärme-, und Wasserversorger BS| Energy, eine Tochtergesellschaft des Umweltdienstleisters Veolia Deutschland, daran, die Abwärme eines sich aktuell im Bau befindenden Rechenzentrums für eine Wohnsiedlung von 400 Wohneinheiten nutzbar zu machen. Möglich wird dies durch ein neues Niedrigtemperatur-Wärmenetz. Erhitztes Kühlwasser wird aus dem Rechenzentrum nach außen zu einer intelligenten Wärmepumpe geleitet, die das Wasser abkühlt und die abgehende Wärme an das Netz weitergibt und das dann abgekühlte Wasser zurück in den Kreislauf gibt. So wird eine direkte Versorgung zum Endbenutzer gewährleistet. Bereits das Demo-Projekt soll die Grundlast an Wärme abdecken können. Insgesamt 2,1 Mio. kWh  stehen somit zur Versorgung zur Verfügung, wobei ca. 1,75 Mio. kWh davon aus Abwärme zurückgewonnen werden. So lassen sich pro Jahr alleine 304 Tonnen CO2 sparen.

Bewerbungen für U-Start noch bis Mitte April

Innovationen wie diese sind einer von vielen Schritten, um notwendige Technologien wie Rechenzentren effizienter und nachhaltiger zu gestalten. U-START, das Startup Programm von Veolia Deutschland, fördert deshalb neben Großprojekten auch innovative Geschäftsideen von Startups in den Bereichen Wasser, Energie, Entsorgung und Industrie. Ziel des Programms ist es, getreu der Unternehmensphilosophie “Ressourcen für die Welt”, die Kreislaufwirtschaft zu unterstützen und voranzutreiben.

Rethink Industry! – Industrie neu gedacht, lautet die aktuelle Kampagne mit den Schwerpunktthemen intelligente Datenverarbeitung, dezentrale Energielösungen und Lösungen für komplexe industrielle Prozesse. Gesucht werden Business-to-Business Lösungen für mittelständische Unternehmen und Industrieanlagen sowie Industrieparks mit dem Schwerpunkt auf Dienstleistungen. Idealerweise sollten die Startups Lösungen mit einem sozialen oder ökologischen Mehrwert vorweisen, wie etwa Konzepte, die zur Dekarbonisierung von Industrieprozessen beitragen. Noch bis zum 13.04. 2018 können sich Startups hier für eine umfassende Förderung bewerben.