Falk Herrmann,

29.07.2019

Energie

Wo Computer werkeln, da geht es heiß her. Zuverlässige Klimatisierung ist eine Grundvoraussetzung für den reibungslosen Betrieb im Datacenter. Aber zum Wegwerfen ist die Abwärme viel zu schade.

Kälte kann man nicht einfach erzeugen...

… das wissen wir alle noch aus dem Physikunterricht. Der Kühlschrank sorgt zwar für niedrige Temperaturen in seinem Innenraum – ihn aber einfach offen stehen zu lassen, um im Sommer die Zimmertemperatur abzusenken, das wäre keine gute Idee. Das Kühlaggregat kann nämlich nur die Wärme aus dem Inneren nach draußen transportieren, das merken wir an der warm werdenden Geräterückseite.

Auch die Klimaanlage in einem Rechenzentrum ist nichts anderes als so ein Wärmetransporter: Sie sorgt dafür, dass sich über Servern und Netzwerkkomponenten keine Hitze staut, denn die Halbleiter können nur in einem recht engen Temperaturkorridor arbeiten.

Betrachtet man einmal die Energiebilanz eines Rechenzentrums, wird schnell klar, dass es hier um enorme Wärmemengen geht: Bei Volllast fließen bis zu 15 Megawatt elektrische Energie in so eine Anlage. Ein Watt, das entspricht einem Joule pro Sekunde. Das heißt, das Klimasystem muss auch 15 Megajoule pro Sekunde wieder abtransportieren. Denn wie uns der Pädagoge im weißen Kittel beizubringen versuchte: Energie bleibt erhalten. Sie wird in diesem Fall nur „entwertet“, wie man heute sagt: Aus elektrischer Energie wird im Rechenzentrum Wärme. Und mit Wärme kann man leider noch keine Computer betreiben.

Wertlos ist diese „Abwärme“ aber keineswegs. Bei jeder Klimaanlage wird am anderen Ende ein Wärmetauscher aufgeheizt. Und seine Energie lässt sich durchaus weiter nutzen. 50 Grad Celsius stehen am Kühlsystem eines Rechenzentrums zur Verfügung. Dieses Temperaturniveau reicht bereits für eine Fußbodenheizung. Es lässt sich aber durchaus noch erhöhen – mit einer Wärmepumpe, die ja im Prinzip auch nichts anderes ist als ein umgedrehter Kühlschrank. 

Wärme kann man einfach weiter nutzen

… wenn man es richtig anstellt, wenn man weiter denkt als nur bis zum nächsten Wärmetauscher. Dafür sind natürlich Investitionen erforderlich, und man muss über neue Kooperationen nachdenken. So kann das Rechenzentrum durchaus als Prozesswärme-Lieferant für die Produktion dienen.

Die Potenziale sind gewaltig: Bis zum Jahr 2025 wird allein der Energiebedarf der Rechenzentren in Deutschland voraussichtlich auf 16,4 Mrd. kWh pro Jahr ansteigen ^[1]. All diese Energie können wir noch einmal nutzen – wenn wir es richtig anfangen.