In einer digitalisierten Welt wächst der Energiebedarf rasant – und damit die Bedeutung nachhaltiger Rechenzentren. Durch Sektorenkopplung und die Integration in regionale Energienetze wandeln sich moderne Rechenzentren von isolierten Einheiten zu wichtigen Akteuren der Energiewende. Als Vorreiter einer nachhaltigen Transformation helfen sie, den steigenden Datenbedarf umweltfreundlich zu decken und auf kommunaler Ebene einen positiven Beitrag zur Klimapolice zu leisten.

Der zunehmende Bedarf an digitaler Infrastruktur bedingt die zunehmende Entstehung von Edge-Rechenzentren. Diese kleineren, regional verteilten Rechenzentren bieten mehrere Vorteile: Sie bringen die Rechenleistung näher zu den Nutzern, was Latenzzeiten reduziert und die Netzwerkanbindung verbessert – zudem lassen sich Edge-Rechenzentren besonders gut in bestehende lokale Energieinfrastrukturen einfügen. Diese dezentrale Plattformstruktur gewinnt mit steigenden Stromanforderungen, etwa durch die zunehmenden KI-Lasten, immer mehr an Bedeutung.

Doch damit nicht genug: Ein zentrales Konzept zur Dekarbonisierung und Steigerung der Energieeffizienz auf Gemeindeebene ist die sogenannte Sektorenkopplung. Dieser Ansatz hebt Rechenzentren aus ihrer isolierten Position heraus und integriert sie in regionale Infrastrukturen. Dabei entsteht eine nachhaltige Verbindung zwischen Rechenzentren und lokalen Verbrauchern, die hohe Wärmebedarfe aufweisen – etwa aus dem Gesundheits- und Freizeitsektor oder privaten und gewerblichen Bereichen. Sektorenkopplung ermöglicht, dass die Abwärme von Edge-Rechenzentren zur Versorgung von Schwimmbädern, Krankenhäusern oder anderen Einrichtungen verwendet wird, wodurch regionale Emissionen für Heizung reduziert werden. Sektorenkopplung ermöglicht also eine sektorübergreifende Zusammenarbeit und den Austausch von Energieformen und trägt dazu bei, Ressourcennutzung insgesamt nachhaltiger zu gestalten, sodass sowohl Rechenzentren als auch umliegende Gemeinden profitieren.

Um die Vorteile der Sektorenkopplung vollständig zu nutzen, setzen fortschrittliche Rechenzentrumsbetreiber auf mehrere zentrale Säulen, die ihre Infrastruktur mit der lokalen Gemeinschaft verknüpfen und gleichzeitig die Energieeffizienz verbessern. Diese Säulen der Sektorenkopplung sind entscheidend für die nachhaltige Nutzung der entstehenden Ressourcen:

Wärmerückgewinnung
Ein zentrales Beispiel für Sektorenkopplung ist die Wärmerückgewinnung: Hierbei wird die Abwärme, die Rechenzentren kontinuierlich erzeugen, erfasst und in lokale Nah- oder Fernwärmesysteme eingespeist. Die zurückgewonnene Wärme lässt sich effizient nutzen, um Wohnhäuser oder öffentliche Einrichtungen wie Schwimmbäder emissionsfrei zu beheizen. So wird Abwärme, die sonst ungenutzt verloren ginge, zu einer wertvollen Energiequelle für die Umgebung.
Netzstabilisierung
Auch die Netzstabilisierung ist ein wichtiger Bestandteil der Sektorenkopplung, durch den Rechenzentren zur Nachhaltigkeit beitragen können. Rechenzentren mit modernen Energiespeichersystemen und Backup-Lösungen unterstützen das Stromnetz, indem sie überschüssige Energie speichern und bei Bedarf wieder abgeben. So können sie Schwankungen ausgleichen, welche durch die Wetterabhängigkeit erneuerbarer Energieerzeugung entstehen, und tragen so zur Stabilität des gesamten Energiesystems bei.
Generation vor Ort
Viele Betreiber erzeugen direkt auf dem Gelände Strom aus erneuerbaren Quellen, etwa mithilfe von Wind, Fotovoltaik oder sogar von Generatoren oder Brennstoffzellen, die mit Biomethan oder Wasserstoff betrieben werden können.
Power Purchase Agreements (PPAs)
Langfristige Verträge wie PPAs ermöglichen den Aufbau weiterer erneuerbarer Energieerzeugung im lokalen Stromnetz und sichern dabei dem Rechenzentrum einen langfristigen Bezug aus erneuerbaren Quellen. Solche Vereinbarungen stellen sicher, dass die Energie aus lokal erzeugtem, zertifiziertem Ökostrom stammt, und ermöglichen es Betreibern, ihren ökologischen Fußabdruck nachhaltig zu reduzieren.

Fortschrittliche Nachhaltigkeitsmessung. Mit der zunehmenden Relevanz von Sektorenkopplung und Umweltinitiativen wird es immer wichtiger, die Nachhaltigkeitsleistung moderner Rechenzentren präzise zu messen. Herkömmliche Kennzahlen wie die Power Usage Effectiveness (PUE) werden erweitert, um die ganzheitlichen Umweltauswirkungen abzubilden. Innovative Metriken wie der integrierte Carbon-Free-Energy-Score (iCFE) setzen hier an und erfassen eine breitere Palette an Faktoren, die über den bloßen Energieverbrauch hinausgehen. Der iCFE-Score ermöglicht stündliche Berechnungen des Anteils kohlenstofffreier Energie am Stromverbrauch und zeigt, inwieweit die Energieversorgung eines Rechenzentrums tatsächlich rund um die Uhr kohlenstofffrei erfolgt.

Dieser umfassendere integrierte CFE-Score erfasst aber nicht nur elektrische Energie, sondern berücksichtigt auch die Wärmerückgewinnung und die Einbindung des Rechenzentrums in die regionale Energieinfrastruktur. Auf diese Weise kann die Dekarbonisierung lokaler Gemeinden transparent gemessen und dokumentiert werden. Durch den iCFE-Score wird zudem eine verlässliche Grundlage für ein Nachhaltigkeits-Reporting geschaffen, welches es Betreibern ermöglicht, die positive Mitwirkung von Rechenzentren in der Energiewende darzustellen.

Nachhaltige Rechenzentren als Hebel der Energiewende. Moderne Rechenzentren entwickeln sich zu zentralen Akteuren der Energiewende und tragen weit über den eigenen Energiebedarf hinaus zur Umweltentlastung und Dekarbonisierung bei. Durch innovative Konzepte wie Sektorenkopplung entstehen vielfältige Synergien, die lokale Energienetze stärken und die Nachhaltigkeit auf kommunaler Ebene fördern. Die Integration in regionale Infrastrukturen macht Rechenzentren zu bedeutenden Partnern der umliegenden Gemeinden und zeigt, dass eine nachhaltige Transformation der Branche nicht nur möglich, sondern zukunftsweisend ist. So entsteht eine digitale Infrastruktur, die ökologische Verantwortung und technologische Leistungsfähigkeit vereint und einen wertvollen Beitrag für die Gesellschaft leistet.

Chad McCarthy,
Mitbegründer und CTO
von nLighten

Illustration: © Artcp5, Retrostar | Dreamstime.com

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Nachhaltigkeit bei Rechenzentren als Teil einer grünen Zukunft

12. Juli 2024

Sektorenkopplung integriert Rechenzentren in umliegende Gemeinden und verbessert die Nachhaltigkeit. Sowohl Unternehmen als auch Verbraucher sorgen für eine kontinuierlich steigende Nachfrage nach Datenverarbeitung und -speicherung und immer mehr Rechenzentren schießen aus dem Boden. Entsprechend wichtig wird ihre Nachhaltigkeit. Verantwortungsbewusste Eigentümer, Betreiber und Nutzer von Rechenzentren schauen sich daher die Auswirkungen ihres Handelns genau an…

Chad McCarthy, Mitbegründer und CTO von nLighten

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Chad McCarthy,
Mitbegründer und CTO
von nLighten