Biogas für Serverkammer

Rechenzentren sind Energiefresser. Einerseits saugen sie beachtliche Strommengen aus den Netzen, andererseits benötigen sie enorme Mengen an Kühlenergie. Die Firma Power and Air Condition Solution Management GmbH & Co. KG in München, eine Tochtergesellschaft der Deutschen Telekom AG, weiß um diesen Umstand Bescheid. Sie organisiert und verantwortet die gesamte Energiebeschaffung und produziert sämtliche energiebasierten Lösungen für den Telekomriesen. Auf der Suche nach Optimierungen für den Betrieb kommt nun eine Entwicklung der Firma MTU CFC Solutions GmbH zum Einsatz. Diese hat die Brennstoffzellenanlage »HotModule« entwickelt, die, ergänzt mit einer Absorptionskältemaschine, im Frühsommer dieses Jahres in einem abgeschlossenen Teil des Münchner Rechenzentrums in Betrieb genommen wird. Kraft-Wärme-Kälte. Das System besteht aus einem 250-kW-Brennstoffzellensystem und einer Absorptionskältemaschine, die gemeinsam eine sogenannte Server-Suite, eine Paketlösung aus Spannung und Klimakälte darstellen. Dabei kommt das Prinzip der Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung zur Anwendung, die gleichzeitige Erzeugung elektrischer und thermischer Energie in einem Prozess. Daraus ergibt sich laut Hersteller eine etwa doppelt so hohe Energieeffizienz wie beim Einsatz strombetriebener Klimaanlagen. Während bei der Stromerzeugung in Großkraftwerken rund sechzig Prozent der Primärenergie ungenutzt als Wärme »verpuffen«, wird die thermische Energie hier zum Kühlen der Server genutzt. Die mehr als 400 Grad heiße Abluft der Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle wird in der Absorptionskältemaschine in Kälte umgewandelt und genutzt, was bei motorischen Blockheizkraftwerken in dieser Form nicht möglich wäre. Biogas aus Energiepflanzen. Neben dem deutlich geringeren Primärenergieverbrauch wird bei der in München im Aufbau befindlichen Anlage Biogas als Brennstoff eingesetzt werden. Erzeugt wird das Biogas aus Energiepflanzen, die im Münchner Umland wachsen. Das gestattet den klimaneutralen Betrieb der Brennstoffzelle: Die bei der Verbrennung entstehende CO2-Menge entspricht der Menge, die die zur Biogasproduktion eingesetzten Pflanzen beim Wachstum aufnehmen. Für den CO2-neutralen Betrieb kauft Power & Air Solutions die entsprechenden Mengen bei Schmack Biogas an. So wird sichergestellt, dass die korrespondierende Menge an Biobrennstoff in der Biogasanlage in Pliening hergestellt wird. Dort wird das Biogas nach einem Reinigungsprozess mit 96 Prozent Methangehalt ins lokale Erdgasnetz eingespeist, aus dem wiederum das neu installierte HotModule seinen Brennstoff bezieht. Funktion des HotModulesDas HotModule ist eine Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle (MCFC), die im Wesentlichen aus einem zylindrischen Stahlbehälter, einer Starteinrichtung, dem katalytischen Brenner und der Mischkammer besteht. Wie bei allen Brennstoffzellen basiert der elektrochemische Prozess auf einer Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff, die Strom und Wärme freisetzt. Methan und Wasserdampf werden der Anode zugeführt. Hieraus entsteht durch eine katalytische Reaktion Wasserstoff. Dieser reagiert anschließend mit den Karbonat-Ionen des Elektrolyten zu Wasser und Kohlendioxid. Dabei werden Elektronen auf der Anodenseite freigesetzt und fließen über einen Verbraucher (öffentliches Versorgungsnetz) zur Kathode. Auf der Kathodenseite reagieren Kohlendioxid und Luftsauerstoff mit den aus der Anodenreaktion freigesetzten Elektronen zu Karbonat-Ionen. Diese wandern schließlich durch den Elektrolyten zur Anode. Damit schließt sich der elektrochemische Kreislauf.Heisse ModuleDie CFC Solutions Gmbh ist nach dem kürzlich erfolgten Ausstieg der RWE Fuel Cell eine hundertprozentige Tochter der Tognum GmbH. Das Unternehmen entwickelt und fertigt stationäre Brennstoffzellen zur umweltfreundlichen Produktion von Strom und Wärme. Gemeinsam mit dem amerikanischen Partnerunternehmen Fuel Cell Energy (FCE) hat MTU CFC insgesamt 35 Anlagen (HotModule) installiert. Die Hochtemperatur-Brennstoffzellen erzeugen typischerweise zeitgleich 245 Kilowatt Strom und 180 Kilowatt Wärme (Kraft-Wärme-Kopplung), der elektrische Wirkungsgrad beträgt laut Hersteller fast fünfzig Prozent und überflügelt somit konventionelle Techniken. Ende 2004 hat das Unternehmen eine neue Produktionshalle bezogen.