+
Technologisches Wunderwerk: Das Wasser strömt durch Rohre in die Wärmetauscher und kühlt die Computer.  

Rechenzentren

Energieverbrauch drastisch gesenkt

  • schließen

Durch ein ausgeklügeltes Kühlsystem kann der Ressourceneinsatz in Großrechenzentren um ein Drittel reduziert werden: Hessische Forscher besitzen dafür nun ein europäisches Patent.

Weltweit verursacht die IT mehr CO2-Emissionen als der Luftverkehr: Nach Berechnungen von Volker Lindenstruth, Pionier auf dem Gebiet der Hochleistungsrechnerarchitektur, produziert die kommerzielle IT-Infrastruktur mit rund vier Prozent doppelt so viele Emissionen wie die Luftfahrtbranche, Tendenz steigend: In zehn Jahren könnten bereits 13 Prozent des weltweiten Stromverbrauchs auf die Kosten von Rechenzentren gehen. Allein in Frankfurt verbrauchen diese aktuell bereits ein Fünftel des lokalen Stroms. Mit der Abwärme ließe sich eine Kleinstadt heizen.

Angesichts dieser Dimensionen ist die Kühltechnik geradezu revolutionär, die Lindenstruth, Vorstandsmitglied des Frankfurt Institute for Advanced Studies und Professor an der Goethe-Universität, mitentwickelt hat: Die Computer befinden sich in Schränken, an deren Rückwand die heiße Abluft mittels Wärmetauschern mit Wasser gekühlt wird. Zusätzliche Raumluftkühlung ist in Folge überflüssig, wodurch „die Menge schädlicher Emissionen sinkt“.

Für diese energiesparende Kühlstruktur – die den CO2- Ausstoß um 57 Millionen Tonnen pro Jahr senken könnte, käme sie weltweit in Großrechenzentren und kommerziellen IT-Systemen zum Einsatz – haben die Frankfurter Goethe-Universität und das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt ein europäisches Patent erhalten.

Somit kann die neuartige Technik nun weltweit vermarktet werden – entsprechende Anfragen gibt es bereits von verschiedenen Ländern. Unter anderem plant die Familie Nixdorf in München fünf solcher Green Cubes zu bauen. Mit der optimierten Kühltechnik ließen sich zudem auch bereits bestehende Anlagen sehr gut nachrüsten, betont der Erfinder Volker Lindenstruth. Der laufende Betrieb könne anhand eines mobilen Containers sichergestellt werden.

Kühltechnik

Rechenzentren  zählen zu den großen Energieverbrauchern. Experten zufolge werden etwa 35 bis 50 Prozent des Energiebedarfs für die Kühlung aufgewendet. Vor allem bei der Klimatechnik bestehen demzufolge enorme Einsparpotenziale.
 
Green IT:  Die von Volker Lindenstruth, Horst Stöcker und Alexander Hauser entwickelte Kaltwasserkühlung hat das Potenzial, jährlich weltweit mehr als zehn Milliarden Watt einzusparen. Der PUE-Wert (Power Usage Effectiveness; dient zur Angabe, wie energieeffizient ein Data Center ist) beträgt weniger als 1,1. isk

Hessens Wissenschaftsministerin, Angela Dorn (Grüne), sagte bei der Vorstellung des effizienten Supercomputers „made in Hessen“, wie stolz sie auf das Patent und die damit verbundenen Anstrengungen sei: „Das ist eine starke Leistung. Der ökologische Aufbruch kann ohne die Wissenschaft nicht gelingen.“ Die Green IT sei ein Motor für die Energiewende, zumal bei diesem gesamtgesellschaftlichen Großprojekt die Kosten eine bedeutende Rolle spielen – und das Einsparpotenzial ist in diesem Fall bei den Investitions- und Betriebskosten immens.

Durch Loewe-Fördermittel trieb das Hessische Wissenschaftsministerium die Konstruktion des ersten energieeffizienten Hochleistungsrechners der Goethe-Uni im Höchster Industriepark Infraserv voran. Darüber hinaus ist vom GSI Helmholtzzentrum dank Landes- und Bundesmitteln in Darmstadt ein sehr großes Rechenzentrum errichtet worden: Der Green IT Cube wird benötigt, um künftig riesige Datenmengen der dort entstehenden Teilchenbeschleunigeranlage „Fair“ zu verarbeiten.

Volker Lindenstruth vor dem LOEWE-CSC Computer im Industriepark Höchst.

Mit sechs Stockwerken zählt der Cube zu den größten Stapelregalen der Welt: Nach dem Modellbaukastenprinzip kann die Rechnerarchitektur platzsparend in die Höhe wachsen, was in vielen Fällen einen entscheidenden Standortvorteil mit sich bringt. Trotz der enormen Rechnerleistung frisst die Kühlung des Cubes weniger als sieben Prozent der insgesamt verbrauchten elektrischen Energie. „Dort kann für weniger Geld nun mehr gerechnet werden“, lautet Lindenstruths Erfolgsformel.

Dass „Hochleistungsrechner das Lebenselixier von Universitäten und Forschungseinrichtungen sind“, unterstrich die Frankfurter Unipräsidentin Birgitta Wolff. Die neue, smarte Technologie habe vor dem Hintergrund steigender Energiepreise eine nicht zu vernachlässigende Bedeutung für das jährliche Budget der Uni. Für Wolff sei die Erfindung ein Paradebeispiel, wie aus der Grundlagenforschung eine „anwendungsorientierte Durchbruchsinnovation“ erwachsen könne.

Die Patentierung wurde von der unieigenen Transfergesellschaft Innovectis in die Wege geleitet; das Münchener Unternehmen NDC Data Centers hält nun die Rechte, um die grüne Technologie beim Bau von Rechenzentren weltweit zu vermarkten. NDC-Mitgründer Markus Bodenmeier sagte, „ressourcenschonende Rechenzentren liegen im Trend“. Große Cloudbetreiber würden verstärkt auf die Auswirkungen für die Umwelt achten.

Auch beim GSI Helmholtzzentrum ist man glücklich, dass durch das Patent nun ein Technologietransfer in die Industrie möglich sei – zudem fließen die dadurch generierten Einnahmen wieder in die Forschung.

Die globalen CO2-Emissionen im Energiesektor stagnierten im Jahr 2019. Das ist eine gute Nachricht. Für ein Aufatmen ist es aber noch zu früh. Die Analyse.

Das könnte Sie auch interessieren

Kommentare