Wie Rechenzentren mit Wasserstoff betrieben werden sollen

Rechenzentren haben einen enorm hohen Energiebedarf, der ständig wächst. Laut einer EU-Studie soll  der Anteil der Rechenzentren am gesamten EU-Stromverbrauch bis 2030 3,2 Prozent betragen. Der US-Konzern Cisco geht davon aus, dass im Jahr 2022 etwa 50 Gigabyte pro Person und Monat an Daten verarbeitet werden müssen. Rechenzentren sind zudem 24 Stunden am Tag an 365 Tagen im Jahr in Betrieb und dürfen nicht die geringsten Ausfälle in der Energieversorgung aufweisen.  

Der IT-Dienstleister Atos, der weltweit und auch in Österreich Rechenzentren betreibt, macht sich  seit einigen Jahren Gedanken darüber, wie man diese „grüner“ betreiben kann. „Vor zehn Jahren haben wir damit begonnen, den Energieverbrauch von Supercomputern zu minimieren“, sagt Jean-Marc Denis, Innovationschef bei Atos, zur futurezone. „Wir haben an einem Mechanismus gearbeitet, mit dem man Computer ohne zusätzlichen Energieverbrauch herunterkühlen kann. Das war der erste Schritt“, so Denis. „Der zweite Schritt hat Anfang 2020 begonnen.“

Wasserstoff als Zwischenspeicher

Die Innovationsabteilung von Atos arbeitet seither an einer Lösung, um Rechenzentren gänzlich grün zu betreiben. Diese sieht vor, dass der Energieverbrauch der Hardware komplett über grünen Wasserstoff als Zwischenspeicher abgewickelt wird. Wasserstoff ist notwendig, weil erneuerbare Energien wie Wind und Fotovoltaik für den Betrieb nicht rund um die Uhr gleichmäßig verfügbar sind.

Der IT-Konzern arbeitet dazu mit HDF Energy zusammen. Das Unternehmen hat sich auf die Erzeugung von Wasserstoff spezialisiert und wird ein Kraftwerk mit Hochleistungsbrennstoffzellen zuliefern. Diese Zellen sollen mit grünem Wasserstoff betrieben werden, der wiederum ebenfalls mithilfe von erneuerbaren Energien  gewonnen wird. Was sich relativ einfach anhört, ist in Wahrheit aber hochkomplex.

„Hier gibt es gleich ein paar verschiedene Herausforderungen“, sagt Denis. HDF hat  eine Lösung entwickelt, mit der die Umwandlung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen in Wasserstoff  völlig stabil läuft. Zudem kommen Wetterprognosen und Vorhersagen zum Energieverbrauch zum Einsatz, damit man stets weiß, wie viel Strom aus Wasserstoff im Rechenzentrum benötigt wird. Eine zweite Herausforderung ist, dass große Wasserstoff-Kraftwerke aus Sicherheitsgründen nicht in der Nähe von Rechenzentren stehen dürfen.

Hochexplosiv

Wasserstoff ist in Verbindung mit Sauerstoff brennbar und ab einem bestimmten Verhältnis ist das Gemisch explosiv. Daher gibt es innerhalb der EU strikte Auflagen für Wasserstoff-Kraftwerke, die etwa den Einsatz in Großstädten und verbauten Gebieten erschweren. „Unsere Lösung sieht vor, dass wir erst einmal nur einen ganz kleinen Wasserstoff-Tank einsetzen, der keinen strengen Regeln unterliegt“, erklärt Denis. Ein Rechenzentrum mit einer Leistung von einem Megawatt lässt sich damit  14 Stunden antreiben. Dieser sei allerdings nur in der „Übergangsphase“ so angedacht.

„In zehn bis zwanzig Jahren werden wir Wasserstoff-Tankstellen und Pipelines haben, die das Gemisch direkt in die Rechenzentren transportieren.“ Atos und HDF Energy wollen bis 2023 das erste Rechenzentrum präsentieren, das mit grünem Wasserstoff betrieben wird. „Fix ist, dass dieses in Europa stehen wird“, sagt Denis. Derzeit seien drei Orte in der engeren Auswahl, so der Innovationschef bei Atos.