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Stromspeicher - Nachhaltige Rechenzentren für Energiewende

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Die IT-Branche will in wenigen Jahren klimaneutral sein. Rechenzentren sollen außerdem als Stromspeicher eine wichtige Rolle bei der Energiewende spielen.

Hochleistungsrechner im deutschen Klimarechenzentrum in Hamburg
Hochleistungsrechner im deutschen Klimarechenzentrum in Hamburg
Quelle: dpa

Zur Klimakonferenz waren auch einige Manager der Computerbranche nach Glasgow gereist. Und sie haben sehr konkrete Nachhaltigkeitskonzepte mitgebracht. Die Branche arbeitet schon seit Jahren mit Nachdruck daran, dass selbst Supercomputer immer weniger Strom verbrauchen. [Wo die großen Herausforderungen beim Klimawandel liegen.]

Energie aus Windkraft und Photovoltaik-Anlagen

Ihre Energie beziehen viele Rechenzentren mittlerweile als Windkraft und Photovoltaik-Anlagen. Mit der Abwärme von Serverfarmen werden Gebäude geheizt. Selbst in den USA kann man ein Umdenken in Sachen Energieverbrauch für die Digitalisierung feststellen.

Haben Manager von Supercomputerzentren wie dem der National Security Agency in Bluffdale vor wenigen Jahren noch damit geworben, dass ihre Rechnerboliden 260 Megawatt verbrauchen und extra Kraftwerke dafür gebaut wurden, so lauten die Botschaften jetzt anders.

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Inzwischen werden auch den amerikanischen Rechenzentren Energiesparkonzepte verpasst. Deren Manager interessieren sich plötzlich für sparsame Kühlsysteme und Prozessormanagement, das den Stromverbrauch der Rechner nahezu halbiert.

In Europa ist man da schon sehr viel weiter und hat zumindest in den wissenschaftlichen Rechenzentren sehr effiziente Nachhaltigkeitskonzepte umgesetzt. Das hatte erhebliche Konsequenzen.

Grüne Supercomputer schafften den Durchbruch

Computerleistung wurde nämlich neu bewertet. Neben den schnellsten Supercomputern der Welt werden auf der Internationalen Supercomputerkonferenz mit der Green-500-Liste auch die Computer ausgezeichnet, die am meisten Energie sparen.

Auf den zehn Spitzenplätzen der Green500 liegen Systeme, die eine Rechenleistung von 30 Gigaflops, also 30 Billionen Rechenoperationen pro Watt leisten. Sehr gute Energieeinsparungen konnten dabei diejenigen Systeme erzielen, die viele Rechenoperationen von den stromfressenden Hauptprozessoren wegholen und auf die sparsameren Graphikprozessoren verlagern. Sie schaffen 30 Prozent mehr Rechnerleistung pro Watt.

Bessere Energiebilanz: Kühlung durch Kupfer

In Europa wurde schon sehr früh und recht erfolgreich mit sparsamen Kühlsystemen experimentiert. Inzwischen zählt es zum Standard, statt der aufwändigen Kältemaschinen 40 Grad warmes Wasser zu verwenden, um die Rechner auf einer Temperatur von unter 80 Grad zu halten. [Unsere neue Terra X - Wissens-Kolumne: Grillt uns die Klimakatastrophe?]

Das Kühlwasser wird über Mikrokanäle direkt an die Prozessoren herangeführt. Das erhöht die Kühlwirkung noch einmal. Und wenn dafür Kupferleitungen statt Aluminium verwendet werden, wird es auch wesentlich nachhaltiger.

Denn Kupfer hat eine sehr gute Leitfähigkeit. Das verbessert zum einen die Energiebilanz. Zum anderen kann aber durch die Kupferionen dann auch normales Wasser für die Kühlung verwendet werden. Es muss also nicht mehr so viel Chemie dem Kühlwasser hinzugesetzt werden, um Bakterienwachstum und Pilzbildung zu vermeiden.

Computer in Rechenzentren erzeugen rund um die Uhr Wärme. Diese Abwärme lässt sich nutzen, um Wohnungen zu beheizen. Ein Pariser Unternehmen hat einen Heizkörper entwickelt, wie das Video zeigt:

Beitragslänge:
30 min
Datum:

Strom wird in Batterieanlagen gespeichert - fürs Stromnetz

Künftig sollen Rechenzentren auch Energiespeicher werden. "Erneuerbare Energien sind zwar die Energiequelle der Zukunft, aber sie schaffen zusätzliche Komplexität für das Netz", erklärt Astrid Hennevogl-Kaufhausen vom Energiespezialisten Eaton Electrical.

"Betreiber von Rechenzentren haben die Chance, ihre USV-Anlagen zu nutzen", so die Datenzentrums-Expertin. Erzeugen Windräder und Photovoltaik-Anlagen gerade mehr Strom als verbraucht wird, soll der in den großen Batterieanlagen der Rechenzentren zwischengespeichert werden.

Wird dann mehr Strom benötigt als gerade erzeugt wird, speisen die Rechenzentren aus ihren Batterieanlagen ein. So kommt den Rechenzentren für die Energiewende eine ganz neue Bedeutung zu. Sie können abertausende von Megawatt in ihren Backup-Systemen puffern und so für ein nachhaltiges und stabiles Stromnetz sorgen.

Archiv: Ein Strommast am 13.06.2021
FAQ

Energiewende - Woher unser Strom kommt – jetzt und künftig 

Um die Erderwärmung zu bremsen, muss die Strom-Produktion auf klimafreundlich umgekrempelt werden. Aber woher kommt unser Strom eigentlich? Und wie sicher ist die Versorgung?

von Mark Hugo
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