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Grünes Rechenzentrum : Von Megabytes und Mikroalgen

Grün ist die Zukunft: Auf dem Dach dieses Rechenzentrums wachsen Algen mit Hilfe der Server-Abwärme. Bild: Storyfischer

Können Rechenzentren mehr CO2 binden, als sie ausstoßen? Ein Unternehmen aus Nordfriesland sagt ja und setzt in einer Pilotanlage auf Jahrmillionen alte Helfer.

          4 Min.

          Was die Pandemiewelt in ihrem Innersten zusammenhält, ist dann wohl das Internet. Wer die Kolleginnen nicht im Büro trifft, greift auf Videokonferenzen zurück, das Kino hat zu, also muss Netflix herhalten, Freunde treffen sich zum virtuellen Tratsch, Forscher rund um den Globus entwickeln gemeinsam Impfstoffe, ohne sich persönlich in die Labore zu schauen. Doch egal ob zur Rettung der Mitmenschen oder bloß des eigenen Abends: Es braucht Rechenzentren, um die digitalen Verbindungen aufrechtzuerhalten, die in Post-Corona-Zeiten weiter zunehmen dürften. In ihrer Digitalstudie hat die Postbank schon 2019 errechnet, dass die Generation der Achtzehn- bis Vierzigjährigen 65 Stunden in der Woche online war. 2020 ist der Wert auf fast 75 Stunden gestiegen.

          Anna-Lena Niemann
          Redakteurin im Ressort „Technik und Motor“.

          Wilfried Ritter gehört zu dieser Generation. Mit 29 Jahren ist er auch deshalb eine Ausnahme unter seinen Berufsgenossen. Mehr aber noch wegen der Frage, wo und wie er als Geschäftsführer von Windcloud sein im August 2020 eröffnetes Rechenzentrum betreibt. 30 Serverschränke stehen in der nordfriesischen Gemeinde Enge-Sande. Die Anlage, die jährlich 790.000 kWh durch ihre Prozessoren schleusen wird, soll ihre Arbeit dabei mehr als nur CO2-neutral verrichten. Ritter glaubt, dass er und sein Team mehr Treibhausgase binden können, als sie emittieren.

          Rund 2,7 Prozent des europäischen Stroms wandern allein in Rechenzentren, obgleich sie immer effizienter werden – von der Serverkühlung bis zur Gebäudearchitektur. Ihr Energiebedarf hat sich in Bezug auf die Speicher- und Rechenleistung um den Faktor sechs bis zwölf verringert, wie eine aktuelle Studie des Borderstep Instituts feststellt. Gleichwohl steigt der Energiebedarf insgesamt weiter an, weil es die Nachfrage nach digitalen Technologien eben tut. Der Energiebedarf europäischer Rechenzentren ist in den vergangenen zehn Jahren von 56 TWh/a um 55 Prozent auf 87 TWh/a angestiegen. Bis 2030 prognostizieren die Wissenschaftler einen Anstieg auf 98 TWh/a.

          Ein Abwärmekanal verbindet die Serverräume unten mit dem gläsernen Gewächshaus auf dem Dach.
          Ein Abwärmekanal verbindet die Serverräume unten mit dem gläsernen Gewächshaus auf dem Dach. : Bild: Storyfischer

          Dass der ökologische Fußabdruck der Rechenzentren nicht noch weiter verbessert wird, ärgert Wilfried Ritter. Vieles geht ihm nicht schnell genug. Die Politik denke oft zu kurzfristig, zu bürokratisch, habe die Energiewende verpennt, und auch die Windbauern in Schleswig-Holstein hätten sich, dank goldener Jahre, nicht ausreichend mit der Frage beschäftigt, wie ihr Strom eigentlich am besten genutzt werden könne. Letzteres ist so ein Grund, warum Ritter überhaupt ein Rechenzentrum in Enge-Sande betreibt.

          „Wir haben hier deutlich mehr erzeugte Energie, als im Netz verbraucht werden kann“, sagt Ritter. Das Windcloud-Rechenzentrum, das als Pilotanlage zum sogenannten Greentec Campus im Ort gehört, liegt inmitten von Umspannwerken, die nur den grünen Strom der Windparks in und an der Nordsee ins Netz einspeisen. „Weil wir diesen Standort für uns erschlossen haben, bekommen wir 100 Prozent grünen Strom. Das macht uns physikalisch grün und CO2-frei.“ Wind weht hoch im Norden eigentlich immer, 98 Prozent des Bedarfs deckt Windcloud damit, den Rest bestreiten Solarenergie und Biogas.

          Hier wachsen die Algen in vertikalen Schläuchen, ihr Stoffwechsel bindet dabei CO2 und produziert Sauerstoff.
          Hier wachsen die Algen in vertikalen Schläuchen, ihr Stoffwechsel bindet dabei CO2 und produziert Sauerstoff. : Bild: Storyfischer

          Nicht alle haben den direkten Draht zum grünen Strom, trotzdem gibt es inzwischen kaum noch Rechenzentren, die nicht auf Ökostrom setzen, und sei es über Zertifikate. Am Ende zählt aber nicht nur, was hineinfließt, sondern auch, was herauskommt. Und ein Rechenzentrum sei eigentlich nichts anderes als eine gigantische Wärmequelle, erklärt Ritter. Von der elektrischen Leistung wandelten sich 95 Prozent in Wärmeenergie. „Es ist verrückt, wenn man sich anschaut, was ein Prozessor macht“, sagt der Energietechniker. „Physiologisch ist das kein sehr komplexer Prozess.“

          Was aber mit der Wärme anstellen? Das Start-up Cloud & Heat nutzt die Abwärme seiner Anlage im Frankfurter Eurotheum, um Büros und Hotellerie im Hochhaus zu heizen. Stockholm will bis 2035 sogar zehn Prozent aller Haushalte mit der Abwärme aus Rechenzentren versorgen. Was es dazu braucht, ist allerdings ein gut ausgebautes Fernwärmenetz, an dem es in Deutschland vielerorts mangelt.

          Wöchentlich wird das Wasser aus dem Becken abgelassen, die Mikroalgen werden filtriert.
          Wöchentlich wird das Wasser aus dem Becken abgelassen, die Mikroalgen werden filtriert. : Bild: Storyfischer

          In Nordfriesland hat sich Windcloud deshalb etwas anderes ausgedacht und sich mit dem Unternehmen Novagreen zusammengetan, dessen Geschäftsmodell nicht auf Megabytes, sondern auf Mikroalgen baut. Auf dem Dach des Rechenzentrums bietet ein Gewächshaus optimale Bedingungen, um die Algen zu züchten, die später in der Kosmetik-, Pharma- oder Lebensmittelindustrie ihre Abnehmer finden. Windcloud kühlt seine Serverräume mit Frischluft, die am Ende mit 34 Grad der bevorzugten Wassertemperatur der Organismen ziemlich nahe kommt. In der kühleren Jahreszeit wärmt die Abluft. Im Sommer, wenn sich das Gewächshaus auf 50 Grad aufheizen kann, kühlt der Luftdurchsatz die Mikroalgen.

          Weil Windcloud alles als Pilotanlage betreibt, finden sich testweise zwei Systeme für die Algenzucht im Gewächshaus. Eines, mit durchsichtigen Schläuchen, die vertikal hängen, und ein zehn mal sechs Meter großes Becken. Einmal in der Woche ist Erntezeit, das Wasser wird abgepumpt, eine Membran filtriert die Algen, die anschließend auf Blechen trocken. Dem Trocknungsraum heizt ebenfalls die Abwärme der Server ein.

          Geschäftsführer Wilfried Ritter begutachtet die Bleche, auf denen die Algen für die Pharma-, Kosmetik-, und Lebensmittelbranche trocknen.
          Geschäftsführer Wilfried Ritter begutachtet die Bleche, auf denen die Algen für die Pharma-, Kosmetik-, und Lebensmittelbranche trocknen. : Bild: Storyfischer

          Mikroalgen betreiben Photosynthese, sie leben von CO2, Wasser und Licht und produzieren dabei Sauerstoff – ein Stoffwechselvorgang, der die Atmosphäre seit Jahrmillionen versorgt. Theoretisch kann das Rechenzentrum damit nicht nur eine weitere Einnahmequelle verbuchen, sondern mehr Treibhausgas binden, als es produziert. Ob die Rechnung in der Praxis aufgeht, muss sich zeigen. Beispielsweise reicht die Lichteinstrahlung im Winter für die Mikroalgen nicht aus. Für drei Monate im Jahr wird nur gerechnet, nicht geerntet. „Für eine kleine, dezentrale Anlage funktioniert das“, erklärt Ritter.

          Die Pilotanlage ist größer als die gewöhnlicher Mittelständler, erste Kunden, die Serverflächen oder die Cloudtechnik des jungen Unternehmens verwenden, sind eingezogen. Ritter sagt aber auch: „In einer industriellen Anlage würden wir es anders machen, Brennstoffzellen einsetzen, mit Wasser statt mit Luft kühlen, innovativer bauen.“ Erhalten bleiben soll hingegen der Standort. Vorreiter nachhaltiger Energieerzeugung ist Schleswig-Holstein schon, geht es nach Ritter, soll es bald auch das Zentrum nachhaltiger Digitalisierung sein.

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