Rechenzentrum mit Wasser umweltfreundlich kühlen

Rechen­zen­tren ver­brauchen sehr viel elek­trische Energie und erzeu­gen dabei als Neben­pro­dukt viel Wärme. Deshalb müssen sie mit zusät­zlich­er Energie ständig gekühlt wer­den. Um diese Wärmeen­ergie zu nutzen, entwick­elte die Fir­ma Effi­cient Ener­gy (München) den so genan­nten E‑Chiller. Das wasser­basierte Küh­lver­fahren soll nun an der Hochschule für Ange­wandte Wis­senschaften in München erst­mals in einem Hybrid-Sys­tem zum Ein­satz kom­men. Dazu werde das Rechen­zen­trum mod­ell­haft umge­baut. Ziel sei es, den E‑Chiller auch bei anderen Kühl­prozessen anzuwen­den. Die Deutsche Bun­dess­tiftung Umwelt (DBU) förderte bere­its das Entwick­eln des eChillers mit 800.000 Euro und unter­stützt nun erneut fach­lich und finanziell mit 270.000 Euro.

Kühlflüssigkeiten oft klimaschädlich

„Momen­tan sind etwa fünf Prozent des deutschen Treib­haus­gasausstoßes und 14 Prozent des Stromver­brauchs auf Käl­tetech­nik zurück­zuführen“, erk­lären Pro­jek­tleit­er Jörg Bentz und Prof. Dr. Chris­t­ian Schwei­gler von der Hochschule. Etwa ein Fün­f­tel des gesamten Energie­ver­brauchs eines Rechen­zen­trums ent­falle auf den Betrieb der Käl­tean­la­gen. Das sei aus zwei Grün­den prob­lema­tisch: Zum einen benötige man dafür Käl­temit­tel auf Basis von Flu­o­rkohlen­wasser­stof­fen, die eine um ein Vielfach­es höhere kli­maschädliche Wirkung besitzen als das Treib­haus­gas Kohlen­diox­id. Zum anderen wer­den durch den hohen Strombe­darf zusät­zlich Treib­haus­gase verur­sacht, weil der ver­wen­dete Strom noch größ­ten­teils aus endlichen Energi­eträgern gewon­nen werde.

Wasser als natürliches Kältemittel

Mit dem E‑Chiller sollen sich bei­de Prob­leme lösen lassen. Wass­er als Käl­temit­tel set­ze keine kli­maschädlichen Gase frei. Außer­dem ermögliche die Tech­nik das „free cool­ing“, also das Kühlen mit min­i­malem Energieaufwand. Der Stromver­brauch könne so um bis zu 70 Prozent ver­ringert wer­den. „Die Tech­nik hat beson­ders unter Umweltaspek­ten eine beson­dere Bedeu­tung. Ein­er­seits bet­rifft sie unmit­tel­bar die Energieef­fizienz und damit den Kli­maschutz. Ander­er­seits ermöglicht sie im Zuge ein­er Mod­ernisierung den Ersatz kon­ven­tioneller kli­maschädlich­er Käl­temit­tel durch die umwelt­fre­undliche Alter­na­tive Wass­er“, so DBU-Gen­er­alsekretär Alexan­der Bonde. Das sei nicht nur mit Blick auf das Kli­ma, son­dern auch unter wirtschaftlichen Gesicht­spunk­ten ein wichtiger Aspekt: Seit dem Jahr 2000 habe sich der Stromver­brauch deutsch­er Rechen­zen­tren ver­dreifacht. Im Zuge der Dig­i­tal­isierung sei mit einem weit­er­hin steigen­den Bedarf zu rechnen.

Modernisierung kleiner und mittlerer Rechenzentren

In der Hochschule sei der mod­ell­hafte Umbau ein­er Rechen­zen­trums-Kli­ma­tisierung hin zu einem energiewirk­samen Hybrid-Sys­tem geplant. Dazu sollen die beste­hen­den Käl­tean­la­gen weit­er genutzt und um den E‑Chiller ergänzt wer­den. Die Sys­teme kön­nen dann, so Bentz, je nach Bedarf zusät­zlich zum E‑Chiller auch auf das bere­its beste­hende Kühlsys­tem zurück­greifen. Im Zuge des Pro­jek­ts wolle man außer­dem eine Betrieb­sstrate­gie für diese Hybrid-Anla­gen entwick­eln, die beson­ders auf kleine und mit­tlere Rechen­zen­tren abziele und über­trag­bar sei.