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Etwa drei Prozent des gesamten Stromverbrauchs in Deutschland gehen auf Rechenzentren zurück. Tendenz weiter steigend. Denn die fortschreitende Digitalisierung erhöht den Bedarf an Rechenleistung immer weiter. Um zu verhindern, dass die Datacenter-Branche dadurch zum nächsten großen Klimasünder wird, bedarf es nachhaltiger Branchenkonzepte. Ein vielversprechender Ansatz im Rahmen der Green IT ist die Abwärmenutzung. Denn zur Klimatisierung von Rechenzentren werden tagtäglich enorme Energiemengen aufgebracht, die kurz darauf als ungenutzte Abwärme wieder verloren gehen. Gelingt es RZ-Betreibern allerdings, diese Abwärme effektiv einzusetzen, lässt sich nicht nur die Energieeffizienz erhöhen. Gleichzeitig sinken die Energiekosten, wird die Wettbewerbsfähigkeit verbessert und ein wichtiger Beitrag zur Energiewende geleistet.

So einfach wie das klingt, ist es natürlich nicht. Für eine effektive Abwärmenutzung gibt es kein konkretes Patentrezept, auf das die Betreiber von Rechenzentren zurückgreifen können. Grundsätzlich können allerdings zwei Methoden unterschieden werden, die die Abwärme nutzbar machen: Die Abwärmenutzung über Luft und die Abwärmenutzung über Liquide. 

Die Abwärmenutzung über Luft setzt eine Abkühlung der Servertechnik oder einzelner Bestandteile dieser durch kalte Luft voraus. Die dadurch im Kühlungsprozess entstehende warme Luft, kann dann zur weiteren Nutzung weitergegeben werden. In der Praxis hat sich das beispielsweise beim Beheizen von Gebäuden bewährt. Ein Vorreiter hierbei ist das Nachbarland Schweden, wo die Abwärme von Rechenzentren effektiv in die Fernwärmenetze des Landes eingebunden wird. Voraussetzung hierfür ist allerdings ein entsprechendes Temperaturniveau sowie die Anbindung des Datacenters an ein Nah- oder Fernwärmenetz. 

Denkbar ist auch der Einsatz von Abwärme zum Trocknen von Holz oder zum Temperieren von Gewächshäusern, welche an das Rechenzentrum angeschlossen sind. In solchen Fällen kommen Airboxen zum Einsatz, die durch Zuluft von außen für das erforderliche stabile Temperaturniveau zum Anbau von Salat, Gemüse oder Obst sorgen. Im Rahmen von „Vertical Farming“ können dann beispielsweise in mehrstöckigen Gebäuden das ganze Jahr über frische Produkte produziert und die lokale Versorgung in Ballungsgebieten verbessert werden.

Weitere Optionen die Abwärme von Rechenzentren effektiv zu nutzen, eröffnet die Kühlung mit Liquiden. Hierbei wird Wasser zu Kühlzwecken in feinen Kanälen durch den Serverschrank geführt oder es werden die rechnenden Einheiten als Ganzes in eine Kühlflüssigkeit getaucht (Immersionskühlung). Die Flüssigkeit wärmt sich anschließend auf, sodass auch in diesem Fall verwendbare Abwärme entsteht. Der Vorteil von diesem Ansatz ist das weitaus höhere Temperaturniveau, wodurch die Möglichkeiten der Abwärmenutzung steigen. 

So kann das erhitzte Wasser zum Beispiel direkt dem Heißwasserkreislauf eines Gebäudes zugeführt oder die Wärme in Pufferspeichern gesammelt werden, wo sie bei Bedarf abrufbar bleibt. Eine Alternative dazu stellt der Einsatz von Absorbern dar. Dabei wird in Absorptionskältemaschinen die Wärme in Kälte verwandelt, wodurch sie im Kreislaufbetrieb erneut für die Kühlung einer Business Cloud verwendet werden kann.  

Diese und andere Möglichkeiten die Abwärme aus Rechenzentren effektiv zu nutzen, untersuchen wir in unserem Forschungsrechenzentrum in Schweden. Dazu haben wir unser 2019 errichtetes Datacenter aktuell um weitere 700 m2 vergrößert. Gemeinsam mit unserem schwedischen Partner, der Boden Business Agency, und anderen Kooperationspartnern forschen wir nun auf einer 2200 m2 großen Fläche unter anderem an den Möglichkeiten der Abwärmenutzung und Immersionskühlung. Das Ziel unserer Forschung ist klar: Eine wettbewerbsfähige Nutzung entstehender Wärme durch eine effektive Verknüpfung verschiedener Branchen und die Schaffung serienreifer Lösungen.