Das Thema Nachhaltigkeit beschäftigt dieser Tage immer mehr Unternehmen. Dazu gehört natürlich auch Intel, entweder auf Basis der firmeneigenen RISE 2030-Strategie oder gemeinsam mit Cloud-Technologiepartnern wie Google. Dass der Chiphersteller aber noch einen guten Schritt weitergeht, zeigt dieser Beitrag. Die Rede ist von Brennstoffzellen und deren nachhaltigem Einsatz in Rechenzentren.
Der Stromverbrauch, der mit Rechenzentren einher geht, ist dieser Tage trotz der technischen Weiterentwicklung bei den Kühlungssystemen nach wie vor eine enorme Herausforderung. Der damit verbundene CO2-Ausstoß muss weiter reduziert werden, und das mithilfe geeigneter Techniken und Technologien. Eine davon hat mit dem Einsatz von Brennstoffzellen zu tun, die bei Intel in enger Zusammenarbeit mit den Abteilungen IT, Corporate Services und Global Supply Chain entwickelt worden sind. Und die heute schon in den Intel-Rechenzentren Bangalore (Indien) und Santa Clara (USA) zum Einsatz kommen.
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Für die Stromerzeugung mittels Brennstoffzellen sprechen diverse Gründe. Die wichtigsten sind:
- eine effiziente Flächennutzung der Brennstoffzellen-Anlage
- eine zuverlässige und hochwertige Stromversorgung
- skalierbare, modulare Anlagen
- ein günstiger Preis
- kürzere Einrichtungszeiten
- eine bessere CO2-Bilanz.
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Effiziente Flächennutzung des Rechenzentrums
Klar, Rechenzentren lassen sich flächenmäßig nicht beliebig erweitern. Falls sie allerdings um zusätzliche Hardware ergänzt werden müssen, erfordern die neuen Komponenten zusätzlich Strom. Wenn für dessen Gewinnung weitere Energiequellen erforderlich sind, spricht das ganz eindeutig für Brennstoffzellen, da diese bei der Stromerzeugung deutlich effizienter sind, und das bei einem geringen Platzbedarf als herkömmliche Stromerzeuger.
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Zuverlässige und hochwertige Stromversorgung
Elektrische und elektronische Bauteile eines Rechenzentrums reagieren mitunter sehr empfindlich auf mögliche Spannungsstörungen und Frequenzschwankungen. Diese sind bei herkömmlichen Stromnetzen nicht völlig auszuschließen. Lokal installierte Brennstoffzellen stellen damit eine zuverlässigere und qualitativ hochwertigere Stromversorgung dar. Das betrifft auch die kontinuierliche Stromversorgung, die Stromausfälle möglichst verhindern soll.
Skalierbare, modulare Anlagen
Unternehmen verfolgen zumeist eine Wachstumspolitik, die neue Rechenlagen erfordert. Damit die hierfür erforderliche Stromerzeugung Schritt halten kann, ist der Einsatz von Brennstoffzellen-Anlagen eine sinnvolle Ergänzung zu den herkömmlichen Stromerzeugungstechniken. Hierbei führt der Einsatz von Brennstoffzellen für eine frei skalierbare Stromerzeugung, und das je nach Bedarf und benötigten Kapazitäten.
Interessantes Kostenmodell
Beim Einrichten von Rechenzentren fallen zwei Kostenarten an: CapEx (Investitionskosten) und OpEx (Betriebskosten). Die laufenden (Strom)kosten für den Betrieb eines Rechenzentrums können an den Technologieanbieter übertragen werden, was die Leistung der Ausrüstung garantiert und die Betriebszeiten erhöht.
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Die Brennstoffzellen-Technologie: Eine Erfolgsstory
Brennstoffzellen gibt es schon seit mehr als 180 Jahren. Damals wie heute ist das Prinzip recht simpel: Zwei (negativ und positiv geladene) Elektroden sind um einen Elektrolyten herum angeordnet. Dabei erzeugt die Brennstoffzelle Strom, indem sie einen Brennstoff (meist Wasserstoff) und Luft mischt, woraus Strom und Wasser verbrennungslos entstehen. Anstatt Wasserstoff kommen auch Propan, Biogas und Erdgas zum Einsatz. Letzteres wird in den Brennstoffzellen-Anlagen der Intel’schen Rechenzentren genutzt.
Das Gute an Brennstoffzellen: Sie folgen – wie Prozessoren auch – dem Moore’schen Gesetz. Analog dazu bedeutet das: Brennstoffzellenbatterien benötigen für eine kontinuierlich ansteigende Kapazität immer weniger Fläche. Zum Vergleich: 2015 benötigte eine Brennstoffzellen-Anlage eine Stellfläche von 1.400 Quadratmetern, und das bei einer maximalen Energieleistung von 2,5 Megawatt. Gerade einmal 3 Jahre später belegte dieselbe Anlage nur noch 700 Quadratmeter. Damit wird schnell klar: Brennstoffzellen-Anlagen skalieren sehr gut im Laufe der Zeit.
Brennstoffzellen-Anlage im Rechenzentrum Santa Clara
Dank der Brennstoffzellen-Anlage im Intel’schen Rechenzentrum in Santa Clara konnten diverse Vorteile erzielt werden. Dazu zählen eine kürzere Errichtungszeit, eine bessere und effizientere Nutzung der knapp bemessenen Stellflächen, kein Umspannwerkausbau, eine erhöhte Skalierbarkeit sowie ein besserer PUE-Wert aufgrund weniger USVs, Transformatoren und Dieselgeneratoren. Darüber hinaus wurde die Zuverlässigkeit der Stromversorgung verbessert. So können die verbauten Brennstoffzellen einen 50-minütigen Stromausfall zu 100 Prozent kompensieren. Mit einer herkömmlichen USV steht solch ein Strom-Backup nur für 10 bis 15 Minuten zur Verfügung.
Disclaimer: Für das Verfassen und Veröffentlichen dieses Blogbeitrags hat mich die Firma Intel beauftragt. Bei der Ausgestaltung der Inhalte hatte ich nahezu freie Hand.