Wärmerückgewinnung aus Rechenzentren

Die Rückgewinnung von Abwärme aus Rechenzentren ist eine der zentralen Herausforderungen, um die Nachhaltigkeit digitaler Infrastrukturen zu verbessern. Während ihres Betriebs erzeugen Rechenzentren große Mengen an Wärme, die häufig über herkömmliche Kühlsysteme an die Umwelt abgegeben wird. Mit dem technologischen Fortschritt kann diese Wärme jedoch von einem Abfallprodukt in eine Ressource umgewandelt werden, was neue Chancen für die Branche eröffnet. Angesichts der Tatsache, dass Rechenzentren für 1 % des weltweiten Energiebedarfs verantwortlich sind, mit einem jährlichen Verbrauch von 200 TWh, und dass der Datenverkehr jährlich um 61 % wächst, werden Energieeffizienz und Emissionsreduzierung immer dringender. Derzeit tragen diese Einrichtungen zu 191,4 Millionen Tonnen CO2-Emissionen bei, was die Notwendigkeit innovativer Lösungen wie der Wärmerückgewinnung unterstreicht.

Fabio Poletto, General Manager von HiRef, hebt hervor, wie HiRef die Herausforderung der Wärmerückgewinnung in Rechenzentren durch innovative und nachhaltige Lösungen angeht, die auf die Optimierung des Temperaturmanagements abzielen. Rechenzentren, bekannt für ihren hohen Energieverbrauch und die Abgabe von Wärme, erzeugen Temperaturen zwischen 20 und 55 °C, die für viele industrielle Anwendungen als niedrig gelten.
Systeme zur Trennung von warmen und kalten Gängen in den Serverräumen sowie die kontinuierliche technologische Verbesserung der Server führen zu immer höheren Betriebstemperaturen. Mit der Einführung von Flüssigkühlung und hochdichten Rechenanwendungen, insbesondere im Zusammenhang mit KI, können die Betriebstemperaturen weiter steigen. Dennoch sind sie für die meisten industriellen, zivilen und privaten Anwendungen weiterhin ungeeignet.

HiRef hat Produkte entwickelt und entwickelt diese weiter, um die rationelle Energienutzung zu optimieren und die ansonsten verlorene Wärme aufzuwerten. Beispiele hierfür sind Hoch- und Ultra-Hochtemperatur-Wärmepumpen wie die Modelle XVA und KVW, die in der Lage sind, die Niedertemperaturwärme von Rechenzentren auf ein thermisches Niveau anzuheben, das für die Gemeinschaft interessant genutzt werden kann.

Die Wärmepumpen von HiRef verwenden umweltfreundliche Kältemittel und können die Wärme auf bis zu 90 °C erhöhen. Dadurch eignen sie sich ideal für den Betrieb von Fernwärmenetzen, Wohnanlagen und industriellen Prozessen wie der Beheizung von Gebäuden oder der Trocknung von Lebensmitteln. Diese Technologien entsprechen der steigenden Marktnachfrage nach verbesserter Energieeffizienz und einer Reduzierung der CO2-Emissionen.

HiRef engagiert sich für die Einführung von Systemen, die nicht nur den Energieverbrauch von Rechenzentren optimieren, sondern diese auch in echte Anbieter von thermischer Energie verwandeln. Die Wärme kann für Anwendungen in der unmittelbaren Nähe von IT-Infrastrukturen genutzt werden, beispielsweise für Krankenhäuser, Sportzentren oder als Teil eines Energy-Loop-Distriktsystems. Auf diese Weise wird ein zirkuläreres und nachhaltigeres Energiesystem geschaffen, bei dem die Wärme nicht verloren geht, sondern in den Energiekreislauf zurückgeführt wird.

Poletto betont, dass Wärme nicht mehr als Abfallprodukt betrachtet werden kann, das entsorgt werden muss. „Wir können es uns nicht mehr leisten, Wärme als Abfall zu behandeln“, sagt er. „Es ist eine Ressource, die effizient genutzt werden kann, um Gebäude zu beheizen, industrielle Prozesse zu betreiben und zur Dekarbonisierung des Industriesystems beizutragen – und damit zu einer nachhaltigeren Zukunft, insbesondere wenn wir über Rechenzentren sprechen, deren Einfluss auf den Stromverbrauch wirklich erheblich ist.“

Diese Vision beschränkt sich nicht nur auf die Technologie. Auch der regulatorische Rahmen beginnt sich zu ändern und fördert die Integration von Rechenzentren in Energienetze. Einige Länder wie Finnland und Norwegen haben bereits Vorschriften eingeführt, die die Nutzung der von Rechenzentren erzeugten Wärme zur Versorgung von Fernwärmenetzen und anderer städtischer Infrastrukturen fördern. Diese Regelungen könnten bald auf andere europäische Länder ausgeweitet werden und ein verteiltes Energiemodell fördern, bei dem die zurückgewonnene Wärme als Primärressource genutzt wird.

Die Welt der Rechenzentren kann nicht nur von Energiekennzahlen wie dem PUE (Power Usage Effectiveness) geleitet werden, das nur die interne Energieeffizienz der Rechenzentren berücksichtigt. Es ist entscheidend, neue Indikatoren wie ERE (Energy Reuse Effectiveness) und ERF (Energy Reuse Factor) einzuführen, die die zurückgewonnene und wiederverwendete Wärme berücksichtigen und eine umfassendere Sicht auf die Nachhaltigkeit der Infrastruktur bieten.

Dieser Ansatz eröffnet ein zusätzliches Geschäftsmodell für den Rechenzentrumssektor, bei dem die Rückgewinnung und Wiederverwendung von Wärme eine zentrale Rolle spielen. Es geht nicht nur darum, die Umweltbelastung zu reduzieren, sondern auch darum, Rechenzentren zu Schlüsselakteuren der Energiewende zu machen, sie in die städtische Infrastruktur zu integrieren und ihr Potenzial zu nutzen, um ein nachhaltigeres und innovativeres Energienetz zu schaffen.Fine modulo