PROJEKT STORY
Die Herausforderung
Für ein Rechenzentrum sollte eine alternative Möglichkeit der Stromversorgung gefunden werden.
Auf dem Weg zum Net-Zero-Ziel
Schaffung des nachhaltigsten Rechenzentrums der Welt
Die Lösung
Ein autarkes Mikronetz und ein innovatives Design zur Minimierung von Emissionen
Das Ergebnis
Ein bahnbrechendes Design, das wichtige Schritte auf dem Weg zu einer Net-Zero-Anlage geht
39.668 qm
hochmodernes Rechenzentrum
70 %
geringerer Energieverbrauch für die Kühlung
Dreistöckiges
Gewächshaus zur Bindung von CO₂
Die Herausforderung
Rechenzentren, also physische Räume, in denen Daten verarbeitet, verwaltet, gespeichert und unter den Nutzer*innen verbreitet werden, sind in den letzten Jahren aufgrund ihres vermeintlich hohen Energie- und Wasserverbrauchs und einer potenziell erheblichen CO₂-Bilanz in die Kritik geraten. Dadurch ist es für die Technologiebranche schwieriger geworden, geeignete Standorte zu finden. Moratorien auf der ganzen Welt haben die weitere Entwicklung solcher Objekte gestoppt und Grenzen für die Stromversorgung und die Wasser- und Abwasserinfrastruktur gesetzt, die die wenigen Rechenzentren am Leben erhalten, die in den Jahren zuvor noch genehmigt worden sind. Als Terra Ventures in San Jose, Kalifornien, also beschloss, einen erworbenen Standort für die Unterbringung eines Rechenzentrums statt eines kommerziellen Einzelhandelskomplexes zu nutzen, wussten sie, dass die Lösung für die Gemeinde genauso attraktiv sein musste wie für potenzielle Mieter*innen.
Die Lösung
Terra Ventures kam auf Arcadis zu, weil sie ein Rechenzentrum brauchten. Was das Unternehmen bekam, war ein Prototyp-Design für eines der weltweit nachhaltigsten Rechenzentren, das diesen Gebäudetyp näher an das Net-Zero-Niveau bringt als je zuvor.
Das physische Design für Phase 1 des Campus wird aus zwei separaten Einheiten bestehen. Bei der ersten handelt es sich um ein dreistöckiges Rechenzentrum mit einer Fläche von 27.413 Quadratmetern und integrierter Stromversorgung. Die zweite Einheit ist ein dreistöckiges eigenständiges System zur Stromversorgung mit einer Fläche von 12.254 Quadratmetern. Phase 2 umfasst ein Gewächshaus und ein Einzelhandelszentrum.
Dabei soll ein autarkes Mikronetz entstehen, das unabhängig vom lokalen Netz arbeitet. Durch den Wegfall aller Notstromgeneratoren und die Nutzung der Abhitze von Brennstoffzellen zur Erzeugung von Kaltwasser über Absorptionskältemaschinen wird eine deutliche Reduzierung der CO2-Emissionen erreicht. Damit wird der Energiebedarf für die Kühlung von Rechenzentren um bis zu 70 % verringert.
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Die Brennstoffzellen für diesen Standort werden mit Erdgas betrieben und bilden die primäre Energiequelle des Campus. Die „Verfügbarkeit“ des Rechenzentrums wird in der Regel anhand der Ziffer „Neun“ bemessen, wobei mehr Neunen eine höhere Zuverlässigkeit bedeuten. Für dieses Projekt wurde eine Verfügbarkeit von vier Neunen und einer Fünf (99,995 %) berechnet, was einer durchschnittlichen Ausfallzeit von 2,36 Minuten pro Jahr entspricht – eine Verfügbarkeit, die nach Branchenstandards als sehr hoch, also sehr zuverlässig eingestuft wird.
Als zusätzlicher Vorteil wird ungenutzter redundanter Strom wieder in das Stromnetz eingespeist, sodass anstatt Energie aus dem Netz zu entnehmen, ein weiterer potenzieller Einnahmestrom entsteht.
Im Rechenzentrum wird zur Reduzierung von Emissionen ein „Gewächshaus“ eingerichtet, das von den beiden Nebenprodukten CO2 und H2O aus erdgasbetriebenen Zellen profitieren wird. Diese Nebenprodukte werden für den Anbau von frischem Obst und Gemüse verwendet, das vor Ort in einem Einzelhandelsgeschäft geerntet und verkauft werden kann. Durch die Erhöhung der CO2-Konzentrationen von 400 Teilen pro 1 Million (Umgebung) auf 1.000 Teile pro 1 Million werden wir die Erträge innerhalb des Gewächshauses um bis zu 61 % erhöhen können.
Durch die Zusammenarbeit mit Arcadis kann Terra Ventures seinen Anspruch, Ressourcen zu schonen und seinem Net-Zero-Ziel näher zu kommen, erfüllen.
Das Ergebnis
Wasserstoffbrennstoffzellen sind zwar nach wie vor die „grünste“ Lösung, die Nutzung von erdgasbetriebenen Brennstoffzellen stellt jedoch eine besser verfügbare und praktikable Alternative dar und ist ein großer Sprung in Richtung einer echten Net-Zero-Anlage.
Im Vergleich zu typischen Versorgungsraten können durch ein Power Purchase Agreement (PPA) mit dem Brennstoffzellenhersteller Kosten pro kW-Stunde reduziert werden, wodurch während der Dauer des Projekts Kosten deutlich eingespart werden können.
Angewandte Arbeitsfelder
Architektur
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