Rechenzentren als Systempartner der Energiewende: Flexibilität, Wärme und erneuerbare Energien

Rechenzentren werden oft in erster Linie als große Stromverbraucher betrachtet. Auf THE BLUE BEACH, Hamburgs Sommerfestival für systemische Energiewende, diskutierten Ginevra Guzzi von Microsoft und Tobias Heyen von ENGIE, warum Rechenzentren zunehmend als Teil des Energiesystems verstanden werden müssen: Sie können erneuerbare Energien nutzen, ungenutzte Wärme verfügbar machen und Netzdienstleistungen erbringen.

„Digitalisierung und Energiewende zusammendenken“

In Diskussionen werden Rechenzentren oft auf das Thema Stromverbrauch reduziert. Ist das nicht zu eng gefasst?

Ginevra Guzzi: „Wenn wir über Rechenzentren sprechen, sollten wir zunächst einen Schritt zurücktreten und fragen, wofür sie eigentlich da sind. Sie sind längst ein integraler Bestandteil unseres täglichen Lebens und ermöglichen Anwendungen, die von mobilen Diensten bis zur Steuerung und Planung kritischer Energieinfrastruktur reichen. Viele der Werkzeuge, die die Energiewende vorantreiben – wie beispielsweise das Vegetationsmanagement oder die dynamische Leitungsauslastung – sind stark auf Datenverarbeitung in Rechenzentren angewiesen. Gleichzeitig eröffnet die Infrastruktur der Rechenzentren selbst neue Möglichkeiten.“

Tobias Heyen: „Genau dort liegt der nächste Entwicklungsschritt. In Zukunft werden Rechenzentren auch mit ihrer Infrastruktur Teil der Energiewende sein. Batteriespeicher, Notstromsysteme oder andere technische Einrichtungen vor Ort können zusätzliche Flexibilität bieten und damit die Integration erneuerbarer Energien unterstützen. Auf diese Weise entwickeln sich Rechenzentren zunehmend von Stromverbrauchern zu aktiven Systempartnern der Energiewende.“

Ungenutzte Wärme: Große Chancen, aber nicht überall

Dies wirft eine weitere Frage auf, die in öffentlichen Debatten über Rechenzentren häufig gestellt wird: Was passiert mit der erzeugten Wärme – und wie kann sie sinnvoll genutzt werden?

Ginevra Guzzi: „Das Potenzial von Wärme aus Rechenzentren ist erheblich, aber die Umsetzung ist komplexer als oft angenommen. Zusammen mit einem Energiepartner in Skandinavien haben wir eines der größten Projekte zur Nutzung dieser Wärme realisiert. Die Herausforderung beginnt mit dem Temperaturniveau: Wärme aus Rechenzentren liegt typischerweise bei etwa 30 Grad und muss mithilfe von Wärmepumpen auf ein für Fernwärmenetze nutzbares Niveau angehoben werden. Gleichzeitig ist eine geeignete lokale Infrastruktur erforderlich, denn die Wärme kann nur genutzt werden, wenn es ein entsprechendes Fernwärmesystem gibt und vor allem einen Abnehmer dafür. Deshalb hängt der Erfolg solcher Projekte immer von lokalen Bedingungen ab – technisch, wirtschaftlich und infrastrukturell.“

Tobias Heyen: „Die Nutzung von Wärme aus Rechenzentren ist noch eher ein Nischenthema. Zusammen mit Partnern setzen wir derzeit ein Projekt im Berliner Stadtteil Das Neue Gartenfeld um, in dem ein neu gebautes Quartier mit der Wärme eines nahegelegenen Rechenzentrums beheizt wird. Solche Konzepte lassen sich jedoch nicht beliebig übertragen. Die Nutzung von Rechenzentrumsabwärme muss immer zusammen mit der regionalen Infrastruktur betrachtet werden.“

Netzdienstleistungen statt nur Stromverbrauch

Welche Rolle können Rechenzentren bei der Stabilisierung des Netzes und der Erhöhung der Flexibilität des Energiesystems spielen?

Ginevra Guzzi: „Diese Frage wird derzeit intensiv diskutiert. In Irland haben wir gezeigt, dass es grundsätzlich möglich ist: Dort lassen wir die Batterien unserer USV-Systeme mit dem Stromnetz interagieren und erbringen Netzdienstleistungen, wo dies machbar ist. Solche Lösungen können einen wichtigen Beitrag zur Netzstabilität leisten. Dafür braucht es jedoch einen Markt- und Regulierungsrahmen, der diese Nutzung ermöglicht und gleichzeitig den hohen Anforderungen an die Versorgungssicherheit unserer Kunden Rechnung trägt. Wie viel Flexibilität ein Rechenzentrum bereitstellen kann, hängt daher stets davon ab, welche Anwendungen dort betrieben werden und welche Verpflichtungen gegenüber den Nutzern bestehen.“

Tobias Heyen: „Für mich geht die Diskussion sogar noch einen Schritt weiter. Viele neue Rechenzentrumsprojekte stoßen heute beim Netzanschluss an Grenzen, weil die benötigten Leistungskapazitäten nicht immer vollständig bereitgestellt werden können. Deshalb gewinnen integrierte Energielösungen zunehmend an Bedeutung, etwa Batteriespeicher, flexible Erzeugungsanlagen oder andere Systeme, die den Betrieb ergänzen und absichern können. Dadurch entstehen neue Möglichkeiten, Rechenzentren nicht nur mit Energie zu versorgen, sondern sie von Anfang an als Bestandteil eines flexibleren Energiesystems zu planen. Je nach Standort und Anwendungsfall kann dies zusätzliche Flexibilität für das Stromsystem schaffen.“

Die nächste Generation von PPAs

Was bedeutet diese Entwicklung für Power Purchase Agreements – und wie müssen sie sich weiterentwickeln, um die zukünftigen Anforderungen von Rechenzentren zu erfüllen?

Die Standortfrage wird zur Energiefrage

Lange Zeit galt die Regel: Rechenzentren werden dort gebaut, wo es Kunden und Flächen gibt. Heute steht eine andere Frage im Mittelpunkt: Wo ist ausreichend Energie für digitales Wachstum vorhanden?

Ginevra Guzzi: „Der Fokus bei der Standortwahl hat sich in den vergangenen Jahren deutlich verändert. Früher haben wir vor allem darauf geschaut, wo sich unsere Kunden befinden oder wo geeignete Flächen verfügbar sind. Heute verfolgen wir einen ‚Power-First‘-Ansatz: Die erste Frage lautet, wo die Stromkapazitäten vorhanden sind. Die Verfügbarkeit von Strom und die Möglichkeit, neue Kapazitäten schnell an das Netz anzuschließen, sind inzwischen die entscheidenden Faktoren. Damit das gelingt, müssen Unternehmen, Netzbetreiber und Regulierungsbehörden eng zusammenarbeiten.“

Tobias Heyen: „Gleichzeitig können Rechenzentren selbst die Entwicklung erneuerbarer Energieprojekte voranbringen. Wenn Erzeugung und Verbrauch räumlich enger miteinander verknüpft werden, können Netzengpässe reduziert, die Integration erneuerbarer Energien erleichtert und die regionale Wertschöpfung gestärkt werden.“

Mehr Kreativität für die Energiewende

Der Blick nach vorn: Woran werden wir im Jahr 2040 erkennen, dass Rechenzentren die Energiewende erfolgreich mitgestaltet haben?

Ginevra Guzzi: „Ich würde mir deutlich mehr Kreativität wünschen, wenn wir über Energiesysteme nachdenken. Statt einzelne Technologien oder Anlagen isoliert zu betrachten, sollten wir stärker in Lösungen und Systemen denken. Nicht jede Herausforderung muss direkt am Rechenzentrum gelöst werden. Wenn private Investitionen beispielsweise dazu beitragen, Wärmepumpen oder andere dezentrale Energielösungen in der jeweiligen Netzregion voranzubringen, kann das einen größeren Nutzen für das Gesamtsystem schaffen. Für mich wäre es ein Erfolg, wenn wir es schaffen, bestehende Lösungen intelligenter miteinander zu kombinieren und dadurch echte Innovationen für die Dekarbonisierung zu ermöglichen.“

Tobias Heyen: „Für mich wäre Erfolg, wenn wir die Rechenzentren gebaut haben, die wir für eine digitale Zukunft benötigen, ohne dabei Investitionen in erneuerbare Energien auszubremsen. Die eigentliche Herausforderung ist heute nicht mehr ein einzelnes PPA zwischen einem Windpark und einem Rechenzentrum. Entscheidend ist, wie wir Offshore- und Onshore-Windenergie, Solarenergie, Batteriespeicher und andere Flexibilitätsoptionen zu einer integrierten Gesamtlösung zusammenführen. Wenn es uns gelingt, diese Komplexität zu beherrschen und sowohl für Rechenzentren als auch für das Energiesystem insgesamt einen echten Mehrwert zu schaffen, dann haben wir unser Ziel erreicht.“