Ein Schlüssel zur ›Green IT‹

Das ›HotModule‹ der CFC Solutions GmbH lässt sich CO2-neutral mit Klär- und Biogas betreiben. Das jüngste Beispiel ist der Betrieb von Servern in einem Rechenzentrum von T-Systems. Das Projekt ist in mehrerer Hinsicht einmalig, denn es bündelt zwei Weltpremieren.

03. September 2007

Auf dem Brennstoffzellen-Markt nimmt das HotModule eine Sonderstellung ein: Bisher hat sich kaum eine Brennstoffzelle in so verschiedenartigen Referenzen behaupten können wie das System der CFC Solutions GmbH, Ottobrunn. Liefen die ersten Einheiten noch mit Erdgas und adressierten Einsatzgebieten wie Krankenhaus und Industrie, sind heute immer mehr Biogas- und Klärgasanwendungen in Betrieb bzw. gehen in Kürze an den Start. »Wir hatten bereits bei der HotModule-Entwicklung die Anwendung biogener Gase im Auge, denn wir streben eine CO2- neutrale Energiebereitstellung an«, erklärt Michael Bode, Geschäftsführer der CFC Solutions.

Er misst aber nicht nur dem Brennstoff eine hohe Bedeutung bei, sondern auch dem effektiven Einsatz der Nutzenergie. Das HotModule stellt neben Strom auch Wärme auf dem hohen Temperaturniveau von 400 °C bereit. Sie kann zur Herstellung von Dampf, zum Heizen oder auch zum Betrieb einer Absorptionskältemaschine dienen. Wichtig ist, dass die thermische Energie nicht verpufft, das Team des Ottobrunner Anlagenbauers akquiriert aus diesem Grund Kunden, bei denen dank einer ganzjährigen Wärme- oder Kältelast eine optimale Kraft-Wärme-(Kälte-)Kopplung möglich ist, unter anderem sind das Betreiber von Kläranlagen.

In der Kläranlage Moosburg wird ein Hot- Module gerade installiert. Das Klärgas, das im Faulturm entsteht, kann nach der obligatorischen Aufbereitung und der Filterung als Primärenergie dienen. In der Moosburger Kläranlage wird das Brennstoffzellensystem den Grundbedarf an Strom und Wärme decken. Hier ermöglicht das heiße Abgas das Trocknen von Klärschlamm. Dies ist für Betreiber von Kläranlagen ein wesentlicher Aspekt, denn »die Entsorgungskosten richten sich nach dem Gewicht der Restmasse«, erklärt Hans Walther, Geschäftsführer der Moosburger Kläranlagen GmbH.

Biogaserzeugung und -nutzung räumlich entkoppeln

Günstig in Moosburg ist, dass die CO2- neutrale Gaserzeugung am gleichen Ort geschieht, an dem sich auch Strom- bzw. Wärmeabnehmer befinden. Doch das Nutzen biogener Gase funktioniert auch ohne die räumliche Nähe, wie ein aktuelles Beispiel zeigt: Am 26. Juli nahm T-Systems im Euro-Industriepark (EIP) in München feierlich eine neue Energiezentrale in Betrieb, die ihr dortiges Rechenzentrum bedient.

Sie besteht im Wesentlichen aus einem HotModule und einer Absorptionskältemaschine. Die von dem Duo erzeugte elektrische und Kälteenergie sind für einen abgeschlossenen Teil des Rechenzentrums, eine sogenannte Server-Suite, bestimmt. Weil heutige Server-Räume beinahe ebenso viel Klimakälte wie Strom benötigen, sind sie ideale Abnehmer für Kraft-Wärme- Kälte-Kopplungsanlagen. Im Winter, wenn weniger Klimakälte benötigt wird, könnte die Nutzwärme des HotModules auch zum Heizen verwendet werden.

Das Projekt im Euro-Industriepark ist eine Weltpremiere: Zum ersten Mal wird eine Brennstoffzellenanlage mit Biogas betrieben und mit einer Absorptionskältemaschine gekoppelt, um ein Rechenzentrum rund um die Uhr mit Elektrizität (etwa 245 kWel) und Klimakälte (etwa 150 kW) zu bedienen. Das Biogas bezieht das für das Herstellen und Liefern von energiebasierten Produkten verantwortliche Unternehmen, die Telekom-Tochter Power & Air Solutions, aus dem Erdgasnetz.

Es stammt aus einer Anlage der Aufwind Schmack GmbH Neue Energien in Pliening, in der es durch Vergärung von Futtermais hergestellt wird. Ein Vertrag sichert zu, dass für jede Kilowattstunde Gas, die das HotModule bezieht, eine entsprechende Menge Biomethan eingespeist wird. Für den Brennstoffverbrauch der Zelle ist eine Maisfläche von gut einem Quadratkilometer zu bewirtschaften.

Biomethan ist die Bezeichnung für gereinigtes Biogas. Während Biogas meistens nur zur Hälfte oder zwei Dritteln aus Methan besteht, ist Biomethan gefiltert und hat mit etwa 96 % dieselbe Methankonzentration wie Erdgas. Es lässt sich daher gut mit Erdgas vermischen und transportieren. Das ermöglicht es, den CO2-neutralen Energieträger an jedem Ort zu beziehen. So werden Erzeugung und Verbrauch von Biogas räumlich entkoppelt.

Katrin Horstmann, Leiterin Corporate Business Development bei T-Systems: »Als erstes Unternehmen weltweit testen wir eine biogasbetriebene Brennstoffzelle für den Dauereinsatz im Rechenzentrum. Mit diesem Energiekonzept stellen wir die Weichen für den ressourcenschonenden Betrieb von Computersystemen der Zukunft.« Die Idee sei, Brennstoffzellen möglicherweise in großem Maßstab einzusetzen. Allerdings, so Horstmann, müsse die Technik noch kompakter werden. Die vom Hot- Module erzeugte Leistung reiche aus, um einen Server-Raum im EIP-Rechenzentrum zu bedienen, für das gesamte Objekt sei ein Mehrfaches an Leistung notwendig.

Dennoch ist die Dauerversorgung mit (biogasbetriebenen) Brennstoffzellen attraktiv für T-Systems: Bereits heute machen die Energiekosten mehr als ein Viertel der gesamten Ausgaben für die Rechenzentren und die Infrastruktur aus.

Für das Jahr 2010 würde dieser Anteil auf 38 % steigen, wenn keine Nachhaltigkeitsstrategie verfolgt würde. Sowohl der Einsatz energiesparender Rechner und intelligenter Strategien zu deren Nutzung als auch effizientere Energieanlagen sollen den Energie-Kostenanteil bis 2010 auf ein Fünftel senken. Moderne Technik und die Nutzung regenerativer Energien sollen zudem dazu beitragen, dass der strombedingte CO2-Ausstoß im Vergleich zu 1995 auf etwa die Hälfte sinkt (Stand heute: 70 %).

Doch nicht nur der Umweltaspekt spricht für die Brennstoffzelle im Rechenzentrum: Sie liefert darüber hinaus ›Permanent Premium Power‹ (P³). Zum einen ist damit gemeint, dass Strom hoher Güte erzeugt wird - frei von Störungen und Netzrückwirkungen. Und: »Die Brennstoffzelle macht den Betreiber einer IT-Anlage unabhängig vom öffentlichen Stromnetz«, erklärt T-Systems-Managerin Horstmann. »Selbst bei einem längeren Stromausfall könnten wir Rechner und Datenspeicher weiter betreiben.« Denn die gasbetriebene Brennstoffzelle stellt dauerhaft elektrische und thermische Energie bereit. Das öffentliche Stromnetz könnte daher als Backup- Lösung dienen, falls das hauseigene Brennstoffzellenkraftwerk heruntergefahren werden muss. Das Prinzip der Notstromversorgung würde umgekehrt.

Rechenzentrumsbetreibern könnte das P³- Prinzip erhebliche Investitionen ersparen. Das Rechenzentrum im EIP nutzt heute zum Beispiel fünf Einspeisungen auf Mittelspannungsebene für die redundante Stromanbindung und große Dieseltanks sind nötig, damit Gensets im Notfall einige Tage lang Strom produzieren können. Kostenintensiv und platzraubend sind auch die mehr als tausend Batterien, die derzeit Spannungsschwankungen ausgleichen und kürzere Stromausfälle überbrücken.

T-Systems setzt große Erwartungen in ihre neue Anlage, wie Horstmann betont: »Am Ende dieses Projekts Brennstoffzelle soll ein marktfähiges Modell entstehen für ein von der öffentlichen Stromversorgung unabhängiges, doppelt gesichertes Rechenzentrum. Es muss ein Höchstmaß an Verfügbarkeit und Sicherheit bieten, aber auch dem Klimawandel und unseren endlichen fossilen Ressourcen Rechnung tragen. Nur so bleibt es zukunftsfähig.«

Ralf Dunker

Erschienen in Ausgabe: 03/2007