Problemstellung

Sowohl die digitale als auch die Energieinfrastrukturbranche befinden sich an entscheidenden Wendepunkten:

• Energieversorger treiben die Dekarbonisierung rasch voran und sehen sich gleichzeitig einer steigenden Nachfrage nach Flexibilität gegenüber, da intermittierende erneuerbare Energien traditionelle Energiequellen ersetzen

• Rechenzentren werden zu einer unverzichtbaren Infrastruktur, haben jedoch mit steigenden Energiekosten, Wärmemanagement und Standortbeschränkungen zu kämpfen.

• Beide Sektoren sehen sich mit einem kritischen Fachkräftemangel und ähnlichen Anforderungen an die Zuverlässigkeit konfrontiert.

Trotz ihrer sich ergänzenden Bedürfnisse und Fähigkeiten haben diese Branchen weitgehend isoliert voneinander agiert – und dabei wertvolle Möglichkeiten für Partnerschaften verpasst, die ihre jeweiligen Herausforderungen bewältigen könnten.

UNSER ANSATZ

Das SDIA-Forschungsteam führte eine umfassende Analyse beider Branchen durch und untersuchte dabei:

1. Bestandsaufnahme: Detaillierte Analyse von Trends, Herausforderungen und Treibern sowohl im Rechenzentrums- als auch im Energieversorgungssektor

2. Abbildung des Wertversprechens: Identifizierung von vier Schlüsselbereichen, in denen Partnerschaften gegenseitigen Nutzen schaffen könnten

3. Untersuchung von Fallstudien: Analyse erfolgreicher Umsetzungen wie des Yandex-Rechenzentrums in Mäntsälä, Finnland

4. Empfehlungsrahmen: Entwicklung praktischer Schritte zur Realisierung des Partnerschaftspotenzials

Erkenntnisse

Wärmerückgewinnung: Abfall in Ressource verwandeln

• Rechenzentren werden bald 4–6 % des weltweiten Stromverbrauchs ausmachen, wobei ein Drittel für die Kühlung von Wärme aufgewendet wird, die genutzt werden könnte

• Diese Wärme entsteht häufig in städtischen Gebieten, in denen der Bedarf an Fernwärme am höchsten ist

• Wärmerückgewinnung ist CO₂-frei und kann erheblich zur Dekarbonisierung von Fernwärmenetzen beitragen

• Es gibt bereits technische Lösungen, um die Abwärme von Rechenzentren in Fernwärmenetze einzubinden

Lastmanagement: Rechenzentren als Netzstabilisatoren

• Mit zunehmendem Anteil erneuerbarer Energien gewinnt die Netzflexibilität immer mehr an Bedeutung

• Rechenzentren sind aufgrund ihrer Größe, ihrer verzögerungstoleranten Workloads und ihrer Echtzeit-Managementfähigkeiten ideale Kandidaten für das Lastmanagement

• Ein Verbund von Rechenzentren könnte Workloads zwischen Standorten „migrieren“, um lokale Netzengpässe zu bewältigen

• Europa nutzt derzeit nur 20 GW des Lastmanagement-Potenzials, während die Europäische Kommission das Gesamtpotenzial auf 100 GW schätzt (bis 2030 auf 160 GW steigend)

Standortsynergien: Umnutzung von Energieanlagen

• Energieversorger besitzen bedeutende Grundstücke in und um Städte mit redundanten Strom- und Glasfaseranschlüssen

• Im Rahmen der Dekarbonisierungsbemühungen werden die Versorger im nächsten Jahrzehnt viele städtische Kohlekraftwerke stilllegen

• Diese Standorte eignen sich perfekt als Colocation-Rechenzentren und lösen damit zentrale Herausforderungen bei der Standortwahl für Rechenzentren

• Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) eignen sich aufgrund bestehender Anschlüsse an Fernwärmenetze besonders gut für die Umwandlung in Rechenzentren

Operative Synergien: Gemeinsame Kompetenzen

• Beide Branchen stellen kritische Infrastruktur bereit, die nahezu kontinuierliche Verfügbarkeit erfordert

• Beide Branchen sehen sich mit ähnlichem Fachkräftemangel konfrontiert und rekrutieren aus denselben Talentpools

• Der Entwicklungsweg des Stromnetzes liefert eine Blaupause für das sich entwickelnde digitale Netz

• Digitale Anwendungen entwickeln sich von geschäftskritisch zu potenziell lebenswichtig und spiegeln damit die Entwicklung der Elektrizität als unverzichtbare Infrastruktur wider

Auswirkungen und Empfehlungen

Unsere Analyse ergab mehrere umsetzbare Empfehlungen:

1. Verbesserung der Energiemärkte: Die Märkte für Energiedienstleistungen benötigen klarere Preissignale und eine bessere Wertkommunikation, um Demand Response für Rechenzentren rentabel zu machen

2. Standardisierte Partnerschaften: Entwicklung von Standardverträgen zwischen Fernwärmenetzen und Rechenzentren, um Fragen zur CAPEX-Verantwortung zu klären

3. Wärmeverwertung: Schaffung geeigneter Marktmechanismen zur Bewertung von Rückgewinnungswärme, für die es derzeit keine klaren Preisstrukturen gibt

4. Organisatorische Veränderungen: Rechenzentren sollten das Energiemanagement in den Zuständigkeitsbereich des IT-Personals überführen, um die Abneigung gegen Komplexität zu überwinden

5. Politische Abstimmung: Energieregulierungsbehörden sollten Rechenzentren in ihren Marktdesigns als potenzielle Flexibilitätsressourcen anerkennen

6. Strategische Standortwahl: Hyperscale-Anbieter sollten die Integration von Fernwärme in ihre Standortauswahlprozesse einbeziehen

7. Kommunale Koordination: Lokale Behörden sollten stillgelegte Versorgungsstandorte als potenzielle Standorte für Rechenzentren evaluieren

Fazit

Der Bericht „Utility of the Future“ zeigt, dass die Integration von digitaler und energetischer Infrastruktur gegenseitige Vorteile bietet, die keine der beiden Branchen allein erreichen könnte. Durch eine Neukonzeption ihrer Beziehung können diese Branchen durch Wärmerückgewinnung, Netzflexibilität, gemeinsame Standorte und betriebliche Synergien neue Werte schaffen.

Der Bericht bietet einen umfassenden Rahmen, um zu verstehen, wie sich Rechenzentren zu Anlagen für kombinierte Wärme- und Rechenleistung (CHCP) entwickeln könnten, während Energieversorger ihre Anlagen und ihr Fachwissen nutzen könnten, um in den Bereich der digitalen Infrastruktur einzusteigen.

Auf dem Weg in eine Zukunft, in der digitale Infrastruktur für die Gesellschaft ebenso unverzichtbar wird wie Strom, stellen diese Möglichkeiten der Zusammenarbeit nicht nur Kosteneinsparungen oder neue Einnahmequellen dar, sondern eine grundlegende Neugestaltung der kritischen Infrastruktur für das 21. Jahrhundert.