Umweltfreundliche RZ-Kühlung

Propan hat Potenzial

28. April 2022, 12:00 Uhr | Marco Funes und Thomas Rabensteiner/am
LL1402 Titel Verkabelung

Rechenzentren müssen sich der Herausforderung stellen, so umweltfreundlich wie möglich zu sein. Ein wichtiger Faktor dabei ist die Wahl des Kältemittels in Anlagen zur Kälteerzeugung. Denn diese Wahl beeinflusst die Umweltauswirkungen und die Kosten der eingesetzten Kältesysteme maßgeblich. Propan ist eines jener natürlichen Kältemittel, die zunehmend ins Zentrum der Aufmerksamkeit rücken – und das zu Recht. Mit Propan haben RZ-Betreiber einen Teil der Lösung für die enormen Umweltherausforderungen an der Hand.

Der Bedarf an Rechenzentren nimmt angesichts der Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft weiter zu. Damit steigt auch der Bedarf an Klimatisierungslösungen in diesem Bereich. Denn die sensible IT, ohne die kaum ein Geschäftsmodell mehr funktioniert, muss gekühlt werden. Die dafür notwendigen Kälteanlagen brauchen Kältemittel. Die bislang dafür genutzten Stoffe aber sind problematisch. Ein kurzer Rückblick in die Entwicklung der Kältemittelthematik:

FCKW und ihre Abschaffung

In den 1950er Jahren hat man Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) als großen Fortschritt gefeiert. Mit ihrer Ungiftigkeit und Nichtentflammbarkeit galten sie als perfekte Alternative zu älteren Kältemitteln, wie Schwefeldioxid und Ammoniak. In den 1970er Jahren wuchs das Verständnis für Umweltfragen und man hat erkannt, dass FCKW wesentlich zum Abbau der Ozonschicht beiträgt. Dies führte zum Montrealer Protokoll, durch das FCKW und HFCKW kontrolliert und schließlich in den 1990er Jahren aus dem Verkehr gezogen wurden.

HFKW sind kein nachhaltiger Ersatz

Als Ersatz für FCKW und HFCKW hat sich eine weitere Familie von Fluorkohlenwasserstoffen entwickelt: die teilhalogenierten Fluorkohlenwasserstoffe (HFKW). Sie sind ungiftig und nicht brennbar und besitzen kein Ozonabbaupotenzial. Diese Produkte sind heute in der Kühlindustrie weit verbreitet und sind auch in vielen Rechenzentren als Kältemittel im Einsatz. Der zunehmenden Fokus auf den Klimawandel und die Treibhausgasemissionen haben jedoch verdeutlicht, dass HFKW starke Treibhausgase mit einem hohen Treibhauspotenzial (GWP = Global Warming Potential) sind. Daher hat man weitere Vorschriften erlassen, um die Verwendung dieser Produkte schrittweise einzustellen. Die F-Gase Verordnung in Europa etwa setzt auf Reduktion und Verbote. Durch die gesetzlich vorgeschriebene Reduktion der handelbaren Menge, kommt es zu einer Preiserhöhung, was diese Stoffe für Betreiber unattraktiver macht. Der zweite Aspekt der F-Gase-Verordnung sind Verwendungsverbote, die darauf abzielen, die Verwendung von Produkten mit hohem GWP-Wert schnell zu unterbinden und den Gesamt-GWP-Wert von Kältemitteln beziehungsweise deren Inverkehrbringung in der EU im Laufe der Zeit zu senken. Während die F-Gase-Verordnung nur in Europa gilt, hat sich der Rest der Welt auf das Kigali-Abkommen geeinigt. Es spiegelt im Grunde die F-Gase-Verordnung wider, indem es einen weltweiten Ausstieg und Verwendungsverbote vorsieht.

Auch die AVV Klima (Allgemeine Verwaltungsvorschrift zur Beschaffung klimafreundlicher Leistungen) der deutschen Bundesregierung, die Anfang 2022 in Kraft getreten ist, zielt in dieselbe Richtung. Sie enthält eine „Negativliste“ von Leistungen, die die Dienststellen des Bundes nicht mehr beziehen dürfen. Dazu gehören Baustoffe, die teilhalogenierte Fluorchlorkohlenwasserstoffe (H-FCKW) und teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe (HFKW) enthalten oder unter Verwendung dieser Stoffe hergestellt sind.

HFO sind auch keine Alternative

Betreiber von Rechenzentren stehen somit vor der Herausforderung, ein Kältemittel zu wählen, das den gesetzlichen Anforderungen entspricht und in ökologischer sowie auch ökonomischer Hinsicht Zukunftssicherheit bietet. Durch ihre Umweltschädlichkeit und die Regulierung bieten FKW-Kältemittel de facto keine Zukunftssicherheit. Die von der Kälteindustrie propagierten HFO-Kältemittel stellen auch keine realistische Alternative dar. Vor ihnen warnt die Wissenschaft bereits, weil sie in der Natur zu persistenter Trifluoressigsäure (TFA) abgebaut werden, die sich in Oberflächengewässern, im Grundwasser und in den Meeren anreichert. TFA ist bereits in verdünnter Form schädlich für Wasserorganismen und steht in Verdacht, auch das menschliche Zentralnervensystem zu beeinflussen. Darüber hinaus ist Flussspat beziehungsweise Calciumfluorid, welches den wesentlichen Ausgangsstoff der gesamten Fluorchemie darstellt, auf der EU-Liste der 30 kritischsten Rohstoffe geführt, da weltweit nur wenige große Lagerstätten in China und Mexiko existieren. 

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  2. Den Fokus auf natürliche Kältemittel legen

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