Der Cloud-Anbieter voller Energie Cloud&Heat nutzt Datacenter-Abwärme zum Heizen

Autor / Redakteur: Kriemhilde Klippstätter / Ulrike Ostler

Eine Cloud mit Rechen- und Heizleistung hat das junge Dresdner Unternehmen Cloud & Heat entwickelt. Patentierte Technik nutzt effektiv die Abwärme des Datacenter. Damit erzielen die Sachsen nicht nur einen einmaligen PUE-Wert sondern sparen auch Kosten.

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Die Prozessorabwärme von 20 Server-Schränken liefert in Dresden ganzjährig rund die Hälfte der benötigten Heizwärme für Heizung und Trinkwasser für 56 Wohneinheiten.
Die Prozessorabwärme von 20 Server-Schränken liefert in Dresden ganzjährig rund die Hälfte der benötigten Heizwärme für Heizung und Trinkwasser für 56 Wohneinheiten.
(Bild: Cloud & Heat)

„Wir nehmen die Wärme genau da ab, wo sie entsteht“, beschreibt Nicolas Röhrs (siehe: Abbildung 1) , Managing Director der Company Cloud & Heat, das Grundprinzip. Die Server – meistens mit den Intel-Chips „E5“ („Skylake“) bestückt, werden mit der „Hochtemperatur Direkt-Wasserkühlung“, integriert auf dem Mainboard, gekühlt. Alle Server-Knoten sind in einem Wasserkreislauf verbunden, der an die Heizanlage angeschlossen ist. Ist die Temperatur von 55 Grad Celsius erreicht, wird das Warmwasser in den Heizkreislauf eingespeist.

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Wie praktisch nutzbar das Verfahren ist, zeigt das Referenzblatt einer Implementierung des Data Center in einem Mehrfamilienhaus in Dresden: „Das moderne Mehrfamilienhaus in Dresden Johannstadt erfüllt die Neubauanforderung „KfW70“ (Förderstufe der KfW-Förderbank) um mehr als 30 Prozent. Die Immobilie mit 56 großzügigen Wohneinheiten für Senioren und Familien auf 5.340 Quadratmetern Wohnfläche wird durch einen Fernwärme-Anschluss versorgt. Die Grundlast und damit zirka 50 Prozent der benötigten Heizwärme für Heizung und Trinkwasser wird jedoch ganzjährig von Prozessorabwärme aus 20 Server-Schränken erbracht. Dadurch werden jährlich ca. 5,8 Tonnen CO2 eingespart. Die Server nutzen dabei die vorklimatisierte Abluft der Tiefgarage für die Kühlung.“

Weltweit niedrigster Energieverbrauch und geringster CO2-Ausstoß

Die Technik von Cloud & Heat (siehe auch: Abbildung 2) spart mit dieser Methode für das Rechenzentrum selbst eine Menge Energie. Dadurch, dass keine Kühlung mit zusätzlichem Strombedarf notwendig ist, erreichen die Sachsen einen einmaligen PUE-Wert von 1,01. Der PUE (Power Usage Effectivness) beschreibt das Verhältnis zwischen dem Gesamtenergieverbrauch des Data Center und dem Strombedarf der IT-Hardware. Je näher dieser Wert an 1 liegt, desto effizienter arbeitet das DC.

Bislang wurde weltweit kein niedrigerer PUE-Wert gemessen. Selbst die Großanlagen von Google und Facebook schaffen das nicht. Google bringt es auf einen PUE-Wert von 1,06 und Facebook auf 1,08.

Auch bei der Kennzahl für wiederverwendete Energie, Energy Reuse Effectiveness (ERE), die für die Beurteilung der CO2-Bilanz maßgeblich ist, hat das junge Unternehmen weltweit die Nase vorn. Ihr Data Center bringt es auf einen ERE-Wert von nur 0,62. Google meldet 1,06 und Facebook schafft 1,08. Damit liegen die Sachsen um 42 Prozent unter dem besten Google-Wert.

Besser als Google und Facebook

Wie wichtig ein niedriger Energiebedarf für die Klimabilanz ist, verdeutlichen die Zahlen, die beispielsweise das Bundesumweltamt 2014 ausgegeben hat. Danach bringt die Erzeugung von einem Kilowatt Strom eine Emission von knapp 0,57 Kilogramm Kohlendioxid mit sich.

Das Rechenzentrum von Cloud & Heat benötigt - beim derzeitigen Ausbau von 60 Prozent - rund 260 Megawattstunden (MWh) Strom im Jahr und würde etwa 150 Tonnen CO2 emittieren – würde das DC nicht zu 100 Prozent Ökostrom nutzen. Dank der Nutzung der Abwärme für Heizung und Warmwasser wird die CO2-Emission nochmals gedrückt. „Jede gelieferte Kilowattstunde Wärme spart 0,295 Kilogramm Kohlendioxid“, beziffert Geschäftsführer Röhrs den Einspareffekt. Liefert das Rechenzentrum eine Heizleistung von 100 MWh spart man 30 Tonnen CO2 im Jahr.

Mit dezentralen Rechenzentren zur Edge-Cloud

Derzeit sprießen dank Cloud-Computing überall auf der Welt Rechenzentren aus dem Boden – bevorzugt in kühlen Gegenden. Skandinavien oder Island scheinen geeignete Standorte für Großanlagen zu sein. Leider sind das aber meist keine Ballungsräume, sprich, die Kundschaft ist weit weg.

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„Diese Standorte genügen, was Bandbreite und Latenzzeiten angeht, den heutigen und besonders den zukünftigen Anforderungen eigentlich überhaupt nicht“, beschreibt Röhrs die Nachteile. Cloud & Heat setzt deshalb für sein Cloud-Angebot auf kleine Einheiten, die nahe am Kunden angesiedelt sind. „Im Moment liefern wir unser Angebot aus rund 20 eigenen Standorten mit rund 100 Server-Racks in Deutschland“, berichtet Röhrs.

Die Firma bietet seit Kurzem auch nur die Server-Schränke an und der Abnehmer entscheidet selbst, ob er die Heizleistung nutzen will oder nicht. Bislang wurden bereits an den Hochschulen Universität Greifswald und Münchner Ludwig-Maximilians-Universität Rechenzentren mit den wassergekühlten „Heiz“-Servern ausgestattet.

Attraktiv für Hochschulen und Enterprises

Aber Röhrs freut sich auch über „die enorme Akzeptanz bei Unternehmenskunden, die unsere Technik bei sich im Keller haben wollen“. Im vergangenen Jahr hatten wir so viele Anfragen, wir konnten gar nicht alle bedienen.“ Interessiert war beispielsweise eine Hotelkette, die in jedem ihrer 500 Häuser eine Lösung von Cloud & Heat installieren will. Derzeit suchen die Sachsen Partner um die Nachfrage zu bedienen.

„Zudem haben wir ein neues Produkt entwickelt, das beide Welten vereint“, erklärt der Manager. Das „Datacenter in a box“ erlaubt Unternehmen, die eigene Server betreiben, auf die aufwendige und teure Luftkühlung zu verzichten und zusätzlich die Abwärme zu nutzen. „Das spart doppelt und ist somit ökonomisch und ökologisch absolut sinnvoll“, freut sich Röhrs.

Wie profitabel für Anwenderunternehmen die innovative Technik sein kann, zeigt folgende Rechnung: Installiert ein Unternehmen mit einem derzeitigen PUE-Wert von 2,0 zehn Server-Schränke von Cloud & Heat, spart es bis zu 75.000 Euro im Jahr. Das überzeugt viele Unternehmer, denn über 10.000 Euro entfallen auf niedrigere Heizkosten und 65.000 Euro werden an Stromkosten gespart. Und die Umwelt freut sich über die eingesparten 180 Tonnen Kohlendioxid.

Belohnung mit Preisen

Das junge Unternehmen, das erst seit drei Jahren am Markt agiert, konnte für seine Innovation bereits Preise einheimsen. In diesem Jahr nahm Cloud & Heat erneut am Wettbewerb um den Deutschen Rechenzentrumspreis teil und bewarb sich in drei Kategorien.

Laut Röhrs verfolgt seine Company das ehrgeizige Ziel, die erste deutsche Edge-Cloud aufzubauen. Dazu muss alle 80 bis 100 Kilometer ein Standort zur Verfügung stehen. Im Bewerbungsbogen für den Rechenzentrumspreis in der Kategorie 1 „Ideen und Forschung rund um das Rechenzentrum“ dieses Jahres liest sich das so: „Wir begreifen Rechenzentren nicht als monolithische Einheiten. Vielmehr ist unser Rechenzentrum großräumig verteilt, ohne Usability-Nachteile. Durch einen innovativen Ansatz unter Ausnutzung mehrerer analysierter Faktoren sind wir in der Lage, eine Nutzeranfrage zu einem aus Latenzperspektive optimalen Standort weiterzuleiten und Cloud-Ressourcen aus diesem Standort bedarfsgerecht bereitzustellen.“

In der Kategorie 6: „Neu gebaute Energie- und Ressourcen-effiziente Rechenzentren“ gelangte Heat & Cloud mit dem Projekt: „Das energie- und kosteneffizienteste verteilte Rechenzentrum der Welt“ auf Platz 2.

Cloud & Heat gewinnt in der Kategorie 8 Kategorie 8 „Gesamtheitliche Energie-Effizienz im Rechenzentrum“ mit dem Projekt „The Future of Green IT“ den Deutschen Rechenzentrumspreis.
Cloud & Heat gewinnt in der Kategorie 8 Kategorie 8 „Gesamtheitliche Energie-Effizienz im Rechenzentrum“ mit dem Projekt „The Future of Green IT“ den Deutschen Rechenzentrumspreis.
(Bild: Vogel IT-Medien GmbH)

Und schließlich bewarben sich die Sachsen in der Kategorie 8 „Gesamtheitliche Energie-Effizienz im Rechenzentrum“ mit dem Projekt „The Future of Green IT“. Das Konzept überzeugte die Jury komplett und sie setzte die Lösung hier auf den ersten Platz - noch vor der renommierten Max-Planck-Gesellschaft.

* Kriemhilde Klippstätter ist Coach und freie Autorin in München.

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