Digitalisierung als Innovationsmotor der Energiewende
Windcloud betreibt Rechenzentrum mehr als CO2-neutral
Zusammenfassung des Projekts
Der Betrieb eines Rechenzentrums ist energieintensiv. Neben dem regulären Energiebedarf besteht immer die Notwendigkeit einer Kühlung für den Betrieb der Server – unabhängig von Kapazität und Leistungsfähigkeit. Das Klima im Norden begünstigt diesen Umstand: Da es hier etwas kälter als im Süden Deutschlands ist, muss für die Kühlung weniger Energie aufgewendet werden als in wärmeren Regionen.
Die Windcloud 4.0 GmbH betreibt sein Rechenzentrum in Enge-Sande ausschließlich mit lokal erzeugter, erneuerbarer Energie, vorwiegend aus Windkraft. Die entstehende Abwärme in Form von warmer Luft nutzt Windcloud momentan für die Beheizung einer Mikroalgenfarm auf dem Dach des Rechenzentrums. Dadurch erfolgt der Betrieb des Rechenzentrums nicht nur CO2-frei: Die Algenfarm absorbiert zusätzlich CO2 aus der Umwelt.
Ausgangssituation
An Standorten wie der schleswig-holsteinischen Westküste übersteigt die Erzeugung erneuerbarer Energie den Bedarf um das Vierfache. Der „überschüssige“ Strom wird daher in Regionen transportiert, in denen wenig oder keine Energieerzeugung erfolgt, dafür aber umso mehr Bedarf besteht. Dieser „Export“ ist jedoch häufig aufgrund fehlender Trassen, Umspannwerken und Transformatoren nicht möglich, was dann, um einer Überlastung des Netzes entgegenzutreten, zu einer Abschaltung der Erzeugeranlagen in der Region führt.
Ein lokaler (Groß-) Verbraucher wie zum Beispiel das Windcloud-Rechenzentrum in Enge-Sande entlastet das Netz und verbraucht den Strom dort, wo er erzeugt wird. Im laufenden Betrieb des Rechenzentrums wird die elektrische Energie in Wärme umgewandelt, deren Nachnutzung nachhaltig und sinnvoll ist.
Herausforderungen
Neben dem möglichst klimaneutralen Bezug der nötigen Energie besteht für einen optimalen Betrieb des Rechenzentrums die Herausforderung, auch die entstehende Abwärme ökonomisch wie ökologisch sinnvoll zu nutzen. Die Rechenzentrumabwärme weist normalerweise eine Temperatur von ca. 30 Grad und wärmer auf. Diese Temperaturen sind im Vergleich zu Industrieabwärme, die zum Beispiel in Form von heißem Dampf zur Verfügung steht, nicht sehr hochwertig. Nahwärmenetze beispielsweise können damit ohne Unterstützung durch Wärmepumpen nichts anfangen. Für die Abwärmenutzung in Verbindung mit Biomasseerzeugung wie bei der Algenfarm sind die Temperaturen jedoch ideal.
Lösungsansatz
Einen ungewöhnlichen Weg der Abwärmenutzung hat Windcloud bereits mit dem Aufbau einer Mikroalgenfarm auf dem Dach des Rechenzentrums beschritten. Diese entzieht der Atmosphäre durch Photosynthese CO2. Den Kohlenstoff nutzt die Alge für den Aufbau ihrer Zellstrukturen, den Sauerstoff „atmet“ sie aus. Mikroalgen produziert im Vergleich zu normalen Landpflanzen wie zum Beispiel Tomaten etwa das Zehnfache an Biomasse pro Zeiteinheit, bei minimalem Platzbedarf. Durch die Verwertung der getrockneten Mikroalgen als Zutat eines in Kooperation mit einer regionalen Bäckereikette neu entwickelten Brotes – „der Algen-Salzwiesenkruste“ entsteht ein Kreislauf von elektrischer Energie und Datenverarbeitung, über Wärmenutzung zu einem energiereichen Lebensmittel.
Umsetzung
In einem neu erbauten Gewächshaus auf dem Dach des Rechenzentrums hat die Algenfarm ihren Platz gefunden, die die Abwärme der Server veredelt: Sie besteht aus einem Wasserbecken und einer Vorrichtung zur Einleitung der Warmluft aus dem unteren Stockwerk nach oben.
Ergebnis
Windcloud 4.0 GmbH betreibt auf dem GreenTEC Campus in Enge-Sande das erste wirklich klimaneutrale Rechenzentrum Deutschlands. Während herkömmliche Rechenzentren ihren Energiebedarf standortbedingt im besten Fall mit so genanntem „Ökostrom“ versorgen, erfolgt die Versorgung des Windcloud-Rechenzentrums mit direkt vor Ort erzeugter erneuerbarer Energie. Die entstehende Abwärme beheizt eine hauseigene Mikroalgenfarm, die CO2 aus der Atmosphäre bindet. Das Rechenzentrum ist somit sogar klimapositiv.
Das Unternehmen
Die Windcloud 4.0 GmbH verfolgt die Vision einer CO2-freien Zukunft digitaler Infrastrukturen. Um das zu realisieren, ist Windcloud Bauherr und Betreiber hocheffizienter Rechenzentren, die direkt mit lokal erzeugtem Grünstrom versorgt werden. Auf diesem Fundament bietet Windcloud seinen Kundinnen und Kunden hochmoderne und nachhaltige Cloud-Produkte im Bereich Storage und Virtualisierung, Colocation sowie Managed Kubernetes-Lösungen mit höchster Sicherheit und Verfügbarkeit an. Neben der Vermarktung digitaler Rechenzentrumsleistungen betreibt Windcloud den Aufbau eines digital-industriellen Ökosystems, das Energie- und Stoffströme sinnvoll verknüpft und die lokale Veredelung der Serverabwärme vorsieht.
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