Auf der internationalen Konferenz "ASME International Conference on Energy Sustainability", die vom 17. bis 22. Mai 2010 im amerikanischen Phönix stattfand, zeigten die HP-Forscher, wie eine Farm mit 10.000 Milchkühen die komplette Energie für ein 1-Megawatt (MW)-Rechenzentrum liefern kann. Ein 1-MW-RZ entspricht der Größe eines mittelgroßen Data Centers.
Unter Agendapunkt 5.1 ("Energy from Waste Products Technical") der ASME-Tagung führten die Wissenschaftler von den Hewlett-Packard-Laboratories, Ratnesh Sharma, Thomas Christian, Martin Arlitt, Cullen Bash und Chandrakant Patel in ihrem Whitepaper "Design of Farm Waste-driven Supply Side Infrastructure for Data Centers" aus, wie sich Kuhfladen zu Rechenzentrumsenergie wandeln lässt.
Anaerobe Faulung wird zu Energie
Die Forscher zeigten in der Untersuchung, dass Kuhmist und der Wärmeausstoß eines Rechenzentrums so miteinander kombiniert werden können, dass ein ökonomischer und umweltverträglicher Nutzen entsteht.
In diesem Prozess wird die vom Rechenzentrum erzeugte Hitze dazu benutzt, die Effizienz der anaeroben Faulung des Tierabfalls zu erhöhen. Das dabei entstehende Methan kann wiederum dazu verwendet werden, Energie für das Rechenzentrum zu liefern.
Wissenswertes über Kühe und ihren Mist
- Eine durchschnittliche Milchkuh produziert pro Tag etwa 55 Kilogramm Mist. Das sind 20 Tonnen pro Jahr - so viel wiegen vier ausgewachsene Elefanten.
- Der tägliche Mist einer Kuh kann drei Kilowattstunden (kWh) elektrische Energie erzeugen. Dies ist genug, um die tägliche Fernsehnutzung von drei US-Haushalten zu ermöglichen.
- Ein Milch-Betrieb mit 10.000 Kühen erzeugt rund 200.000 Tonnen Kuhmist im Jahr. Ungefähr 70 Prozent der Energie des durch luftunabhängige Faulung erzeugten Methans könnte für die Stromversorgung und Kühlung eines Rechenzentrums benutzt werden. Der Bedarf an natürlichen Ressourcen würde entsprechend sinken.
- Schadstoffe von ungenutztem Vieh-Abfall zerstören die Umwelt und führen zu Grundwasser- und Luftverschmutzung. Methan hat eine um den Faktor 21 schädlichere Wirkung auf die Umwelt als Kohlendioxid (CO2). Dies bedeutet, dass durch die Verbrennung von Mist außer der ineffizienten Nutzung von Energie zusätzlich große Mengen Treibhausgas entstehen.
Heutige Rechenzentren stehen oftmals in der Nähe von Stromerzeugern oder Kühl-Ressourcen, um Betriebskosten zu senken. Verbrauchsnahe Stromerzeuger (Microgrids) können Vorteile aus diversen Energiegewinnungsmöglichkeiten ziehen, um die Abhängigkeit vom Hauptstromnetz zu reduzieren.
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Microgrids können Solarzellen, Windräder, Biokraftstoffe und andere Quellen nutzen. Von denen sind viele erneuerbar, um Elektrizität für Rechenzentren zu liefern. Zudem lassen sich aus Bauernhof-Abfällen Biokraftstoffe gewinnen. HP-Forscher Chandakant Patel wies darauf hin, dass für die Gewinnung von Strom für Data Center diverse Energiequellen genutzt werden können. Dies sei unter anderem abhängig von der geografischen Lage der RZs. So lasse sich neben Biomasse auch Wind oder die Sonne (Photovoltaik) nutzen.
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Patel sagte: "Die Idee, Tier-Abfälle zu nutzen, um Energie zu gewinnen, gibt es seit Jahrhunderten." So sei in abgelegenen Dörfern Mist verwendet worden, um Hitze zum Kochen zu gewinnen. "Der neue Ansatz, den wir in diesem Forschungsprojekt präsentieren, ist die Herstellung einer symbiotischen Beziehung zwischen Bauernhöfen und dem IT-Ökosystem, wodurch der Bauernhof, das Rechenzentrum und die Umwelt profitieren." (jm)