14.01.2020 • Energie

Rechenzentren mit Wasser kühlen

Modellversuch für ein umweltfreundliches und energiesparendes Kühlverfahren.

Rechenzentren verbrauchen viel elektrische Energie und erzeugen dabei als Nebenprodukt Wärme. Deshalb müssen sie mit zusätzlicher Energie gekühlt werden. Um diese Wärmeenergie zu nutzen, entwickelte das Unternehmen Efficient Energy in München das wasserbasierte Kühlverfahren „eChiller“. Es soll jetzt an der Hochschule für angewandte Wissenschaften in München erstmals in einem Hybrid-System zum Einsatz kommen. Dazu wird das Rechenzentrum modellhaft umgebaut. Ziel ist es, den eChiller auch bei anderen Kühlprozessen anzuwenden. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt förderte die Entwicklung des eChillers mit 800.000 Euro und unterstützt nun den Modellversuch erneut fachlich und finanziell mit 270.000 Euro.

Abb.: Rechenzentren verbrauchen viel Energie und geben viel Wärme ab. Der... — Abb.: Rechenzentren verbrauchen viel Energie und geben viel Wärme ab. Der „eChiller“ soll mit Wasser als Kältemittel den Stromverbrauch um bis zu siebzig Prozent verringern. (Bild: Efficient Energy)

„Momentan sind etwa fünf Prozent des deutschen Treibhausgasausstoßes und 14 Prozent des Stromverbrauchs auf Kältetechnik zurückzuführen“, erklären Projektleiter Jörg Bentz und 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.

Der eChiller soll beide Probleme lösen. Wasser als Kältemittel setzt keine klimaschädlichen Gase frei. Außerdem ermöglicht die neue Technik das Kühlen mit minimalem Energieaufwand. Der Stromverbrauch lässt sich so um bis zu siebzig Prozent verringern. Beides ist nicht nur mit Blick auf das Klima, sondern auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten von Bedeutung: Seit dem Jahr 2000 hat sich der Stromverbrauch deutscher Rechenzentren verdreifacht. Und im Zuge der Digitalisierung ist mit einem weiterhin steigenden Bedarf zu rechnen.

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

DBU / RK