Ran an den Strom
2007-07-27, von Rolf Kersten
Kann man ein Rechenzentrum betreiben, ohne CO2 Emissionen zu verursachen? Um nochmal Strato zu zitieren – Sie beteiligen sich an einem Wasserkraftwerk, um ihre benötigten 30 Gigawattstunden Strom CO2-neutral beziehen zu können. 30 GWh (das entspricht ungefähr 10.000 Servern) entspricht 2 Promille der in deutschen Wasserkraftwerken erzeugten Energie. Insgesamt hatte die Wasserkraft im Jahr 2006 einen Anteil von 4% am deutschen Energiemix. Das wäre – sogar unter Einberechnung von Übertragungsverlusten – genug, um den 2% Anteil des Internets am Verbrauch zu bedienen.
Die Verluste beim Transport von Strom durch Überlandleitungen belaufen sich laut Wikipedia auf 6% pro 100km . Wäre es dann nicht besser, große Verbraucher wie unsere Internet-Rechenzentren nah an den Ort der Stromerzeugung zu bringen statt den Strom zum Rechenzentrum?
Das kommt auf die Anwendung an: Trader in Frankfurt brauchen viel Rechenleistung, um mit Hilfe von Computersimulationen entscheiden zu können, ob sie gerade Schweinbäuche kaufen oder Orangensaft verkaufen sollen (um einen meiner Lieblingsfilme zu zitieren). Dabei kommt es auf Millisekunden an. Der Auftrag darf nicht erst von Frankfurt nach Österreich zum Wasserkraftwerk gehen, dort berechnet und das Ergebnis zurück nach Frankfurt geliefert werden. Es könnten einem Gewinne entgehen.
Aber solche Anwendungen sind zum Glück die Ausnahme: Die meisten Dienste im Internet übertragen viele Daten, ob zwischen Befehl und Beginn der Datenübertragung 10 Millisekunden oder 30 Millisekunden vergehen, ist egal. Sogar ein Desktop wie die gestern vorgestellten Sun Rays (bei dem die Bildschirmpixel von einem zentralen Rechenzentrum an jeden Ort der Welt übertragen werden, wo immer die Smartcard des Benutzers eingesteckt ist) läßt sich ohne Verzögerungen von überallher bedienen.
Aber wie wäre es, sein Rechenzentrum in einen Container zu packen und diesen in der Nähe von CO2-neutralen Energiequellen aufzustellen? Drei Anschlüsse: Strom, Netzwerk und kaltes Wasser (für die Kühlung).
Ein paar kreative Marketingkollegen aus USA haben schon mal mit Photoshop so eine Sun Blackbox neben eine Wind-Turbine gestellt. 200 Kilowatt geballte Serverleistung könnte so eine moderne Windmühle sogar locker liefern. Repower hat bereits Monsterturbinen mit einem Propellerdurchmesser von 126m und 5000 Kilowatt Spitzenleistung im Angebot.
Das Standardmodell hat 2000 Kilowatt. Das wären, verrechnet mit dem in Deutschland erzielten Erntefaktor von Windkraftanlagen von 17%, immer noch 340 Watt im Durchschnitt. Aber Durchschnitt heißt eben auch mal Null, womit die Blackbox nicht zu 100%, aber doch meist autark vom Stromnetz betrieben werden könnte.
Aber wer weiß – vielleicht lebt dieses Blog irgendwann einmal zusammen mit tausenden anderen Blogs zusammen in einem Container neben einer Windkraftanlage?
Samstag 28. Juli 2007 um 10:53
Hallo Herr Kersten, ihr Vorschlag, Rechenzentren in die Nähe der Stromerzeuger zu bauen, um Stromverluste zu vermeiden in Ehren. Aber das kann nicht die Lösung sein. Ich mag Windkraft, aber sie steht nicht immer zur Verfügung. Oder soll die Sun Blackbox bei Flaute ein paar Stunden ausfallen? Das ist ein netter Marketing-Gag, aber nicht praxisnah.
Was wir brauchen, ist erstens Energieeffizienz auf allen Ebenen. Sie haben dazu diese Wochen einige beeindruckende Beispiele aus der IT gezeigt. Wir brauen zweitens aber auch ein völlig neues Stromnetz. Das jetzige ist ausgerichtet auf große zentrale, kontinuierliche Stromerzeugung. Je größer der Anteil der regenerativen Energie wird, um so mehr Flexibilität und Puffermöglichkeiten benötigen wir. Da können Energiespeicher helfen. Tagsüber liefert uns die Sonne jede Menge Energie. Aber wir brauchen auch abends und nachts Strom und Wärme. Im Sommer haben wir jede Menge überschüssige Wärme, die wir im Winter gut brauchen können. Und der Winter könnte die Kühlenergie für die heiße Jahreszeit liefern.
Samstag 28. Juli 2007 um 16:44
Ich hoffe, das man bald erkennt welchen Schaden wir mit Windkraft anrichten. Es sollte viel mehr nach anderen regenerativen Energien gesucht werden – aber wie immer leben wir Menschen jeden Hype erstmal aus, bevor wir uns über die Folgen Gedanken machen!
Siehe auch hier: http://www.windkraftgegner.de/
Samstag 28. Juli 2007 um 17:01
@Wolfgang Horbach: Natürlich ist das ein Marketinggag – aber ein gutes Bild. Ein Rechenzentrum nah an einem Staudamm oder Laufwasserkraftwerk macht schon mehr Sinn. Denn solange die einzigen brauchbaren Energiespeicher bedeuten, Wasser von einem tiefen in einen höher gelegenen See zu pumpen, oder – wo möglich – Gase hochverdichtet in Kavernen zu pumpen, bleibt das windkraftbetriebene Rechenzentrum Phantasie.
@Lutz Falkenburg: Hier muß ich widersprechen: Wenn wir nicht auf Energie verzichten wollen oder können, müssen wir Kompromisse eingehen. Kernkraft bringt unkalkulierbare Risiken, Fossile Brennstoffe erzeugen CO2, Biomasse/Holz/Rapsöl und all die Ersatzstoffe für fossile Brennstoffe in ausreichenden Mengen zu produzieren ist Augenwischerei, Wasserkrsft ist nahezu ausgereizt – wo soll es denn her kommen? Heute macht Wasser 4%, Wind 5%. Solar ist noch nicht soweit und mit der derzeitigen Technologie zweifelhaft im Verhältnis des Energieaufwands zur Produktion und Entsorgung zum Ertrag. Da bleibt nur Wind – oder Energiesparen. Aber am besten nicht oder sondern *und*: Förderung und Subventionierung in dieser Reihenfolge: Energiesparen, Solar, Wind.
Samstag 28. Juli 2007 um 21:42
Hallo Herr Kersten,
einer meiner Kunden stellt Biogasanlagen her und ist damit sehr erfolgreich (seit einigen Wochen auch an der Börse). Nun gehen die Meinungen über solche Stromerzeuger sehr auseinander. Es werden Lebensmittel (Mais) in die Anlagen gegeben, damit wir Strom bekommen. Es wird viel Energie benötigt, um die Rohstoffe zu den Anlagen zu fahren. Der Weltmarktpreis für Mais hat sich schon erhöht.
Von Bänkern weiß ich, dass Biogasanlagen vorsichtig finanziert werden.
Wie ist Ihre Meinung als Fachmann zu solchen Stromerzeugern?
Samstag 28. Juli 2007 um 22:18
Hallo Herr Freese,
wenn für die Biogasgewinnung nicht wertvolle Nutzpflanzen “verstromt” werden, sondern Tierhinterlassenschaften, Gras aus sonst nicht genutzen Wiesen usw, so ist das OK. Sachsen hat eine sehr genaue Analyse gemacht. Demnach wären in Sachsen 2700GWh Energie erzielbar. Jetzt gaaanz grob auf die Bundesrepublik hochgerechnet (13 Flächenländer) 13*2700 = 35100GWh. In Blockheizkraftwerken ließen sich daraus ca. 10000GWh Strom und 20000GWh Wärme machen. Nicht schlecht, wir sollten solchen Strom und vor allem die Wärme als Nahwärme nutzen soweit es geht. Aber trotzdem: 10000GWh Strom sind lediglich 2% des Stromverbrauchs in Deutschland, bei bereits voller Ausschöpfung des Potentials. Das meinte ich mit den “ausreichenden Mengen” in meinem Kommentar oben.
Sonntag 29. Juli 2007 um 16:46
“Kernkraft bringt unkalkulierbare Risiken” – Windkraft bringt im Gegensatz zur Kernkraft unbekannte (daher ebenfalls unkalkulierbare) Risiken, bei Kernkraft sind die Risiken bekannt. Auch wenn ich der Meinung bin, Kernkraft kann von Menschen nicht beherrscht werden solange Kapital und Profitgier im Spiel ist (siehe Vattenfall).
“Wasserkraft ist ausgereitzt” – Das sehe ich anders, nur will niemand soviel Kapital aufbringen ein Gezeitenkraftwerk zu bauen – welches wieder unkalkulierbare Risiken mitsich bringen würde, weil unbekannt ist, was die Folgen sein können! Wind ist nur interessant, weil es subventioniert wird. Unklar ist mir in diesem Zusammenhang, wie es sein kann, dass Firmen Profit aus der Windenergie schlagen “dürfen” solange diese Technologie durch Steuermittel gestützt wird… Aber das ist ein anderes Thema. Wie auch immer, Windenergie greift erheblich in die Umwelt ein – auf andere Weise aber ebenso dramatisch wie alle Arten der Energieerzeugung. Unser geldgeiles Wirtschaftssystem verhindert, dass wir an den richtigen Stellen ohne Druck forschen können um eine ordentliche Lösung zu finden.
Die Politik traut sich nicht Computerhersteller zu zwingen endlich Technik auf den Markt zu werfen, die entsprechend wenig Energie verbraucht. Dazu gibt es ja auch eigentlich keinen Grund, denn geschickte Imagekampagnen wie die aktuelle von SUN zeigen ja, das man an allen Stellen bemüht ist darzustellen, das man etwas für die Umwelt tut…
Sonntag 29. Juli 2007 um 18:15
Neben den Stromkosten sind beispielsweise auch Trafficpreise relevant für den Standort eines RZ. Da gibt es regional große Unterschiede und Frankfurt schneidet dabei wesentlich besser als ein beliebiger Ort an der Küste Norddeutschlands.
Mittwoch 1. August 2007 um 13:29
Die Idee, den Standort ein Datacenters nach Umweltschutzgesichtspunkten auszurichten, scheint sich auch bei anderen Firmen durchzusetzen: Microsoft baut sein neues Datacenter in der Nähe von Wasserkraftanlagen.
Montag 26. Oktober 2009 um 13:22
Hallo,
die Windkraftanlagen sind mittlerweile so enorm verbreitet, dass man wirklich auf dem Land immer eines im Auge hat, egal wohin man blickt. Für die erneuerbaren Energien ein positiver Aspekt, denn sie sind unsere Zukunft, da führt kein Weg dran vorbei.