Im Rechenzentrum des norddeutschen Start-ups Windcloud gehen emissionsfrei betriebene Serverfarmen und CO2-bindende Meerespflanzen eine lukrative Symbiose ein. Kann das Model ein Vorbild für nachhaltige Datacenter in Deutschland und darüber hinaus werden? 1E9 hat mit Wilfried Ritter, dem Gründer und Chef von Windcloud, gesprochen.
Von Roman Maas
Symbiosen, also das Zusammenspiel artfremder Organismen, bilden die Basis aller Ökosysteme. Schon das Chlorophyll, das für die grüne Farbe von Algen und Pflanzen sorgt – und höheres Leben auf der Erde überhaupt möglich machte, konnte nur aufgrund von molekularen Allianzen entstehen. Symbiosen sind also ein Erfolgsrezept. Wäre es da nicht logisch, wenn von Menschen geschaffene Systeme ebenfalls Symbiosen mit der Natur eingehen? Zum Beispiel das Internet, das zwar durch eine Vernetzung von Millionen von Computern geformt wurde, aber derzeit noch zu sehr auf Kosten natürlicher Ressourcen betrieben wird? Ein erster Schritt hin zu einem Ökosystem aus Technologie und Pflanzen wird derzeit in der Nähe der Nordseeküste gemacht. Ohne den Boom von Kryptowährungen hätte es ihn vielleicht nie gegeben.
Denn eigentlich war Wilfried Ritter auf der Suche nach einem geeigneten Standort, um in Deutschland Krypto-Mining im großen Stil zu betreiben, als er auf ein sieben Hektar großes Areal an der schleswig-holsteinischen Westküste stieß. Dort fand er ausrangierte Kasernen und Bunker, die ideal sind für Hochleistungsrechner mit strengen Sicherheitsanforderungen. Und, was noch viel wichtiger war, der Strom im Norden war und ist günstig und grün. Dank Windkraft, Solaranlagen und Biogas stehen in diesem Gebiet erneuerbare Energie im Überschuss zur Verfügung. Im Landkreis wird dreieinhalbmal so viel produziert wie verbraucht.
„In einem Mining-Kontext wäre der Standort hier sehr spannend gewesen, da es hier genug regenerative Energien gibt und die Strompreise niedrig genug waren“, sagt Wilfried Ritter im Gespräch mit 1E9. „Aber wir merkten sehr schnell, dass es zu viele bürokratische Hürden und Risiken gab, so dass wir unsere ursprünglichen Krypto-Pläne aufgaben.“ Also beschloss er, gemeinsam mit seinen damaligen Gründerkollegen, das Gelände für ein klassisches Rechenzentrum zu nutzen. Einerseits für Co-Location, also für die Bereitstellung von sicheren Räumen und Racks für die eigene Hardware von Kunden, andererseits für Infrastructure as a Service. Das heißt: Unternehmen können Server für verschiedene Netzwerkanwendungen leasen. Im Namen der neuen Firma, die einen Beitrag zur nachhaltigen Digitalisierung liefern soll, steckt sowohl die Stromquelle als auch das Angebot. Sie heißt: Windcloud.
90 Prozent der Energie bleibt als Wärme übrig
Wilfried Ritter ist offenbar kein Bitcoin-Spekulant auf der Suche nach schnellen Profiten. Sonst wäre er wie viele andere Miner einfach in ein weniger streng reguliertes Land mit billigem Strom abgewandert. Doch war für den gelernten Gebäude- und Energietechniker war die Herausforderung interessant, ein Rechenzentrum zu entwickeln, das so effizient und nachhaltig wie möglich arbeitet. Vor allem musste er sich überlegen, was mit der Energie passieren könnte, die lange Zeit einfach als Abwärme durch die Entlüftungsanlagen der Datacenter verpuffte. Denn dort, wo Server rattern, entsteht Hitze. Inzwischen kommt deshalb kein neues Rechenzentrum mehr ohne Abwärmenutzung aus.
Die Windcloud-Gründer standen also vor der Frage, wie die Hitze am besten monetarisiert werden kann, damit sich der Betrieb lohnt. „Ein Rechenzentrum ist im Prinzip eine riesige Heizung, bei der 90 Prozent der Last, die hineingesteckt wird, als Wärme wieder rausgeht“, sagt er. „In skandinavischen Ländern gibt es dafür Infrastrukturen, die diese Abwärme in die Stadtwerke einspeisen können, in Deutschland ist das nicht der Fall. Deswegen mussten wir uns lokale Nutzungskonzepte einfallen lassen und haben einen Abwärme-Kongress veranstaltet. Dabei fanden wir heraus, dass es nur begrenzte Use-Cases für solche Abwärme gibt.“
So wird in Deutschland in einigen Fällen die ausgestoßene Wärmeenergie dazu genutzt, nahestehende Gebäude oder Schwimmbäder zu beheizen. An der spärlich bevölkerten Nordseeküste war das keine Option. Es brauchte also andere Ideen – auf die die angehenden Rechenzentrumsbetreiber durch die Begegnung mit Rudolf Cordes kamen, einem kommerziellen Algenzüchter. Mit der Deutschen Algen Genossenschaft gingen sie daraufhin eine Bio-Tech-Symbiose ein, die es in dieser Form noch nicht gab. Am Standort Bramstedtlund gedeihen seitdem grüne Mikroalgen mit Hilfe von digitaler Rechenpower. Im August 2020 ging das Algendatacenter ans Netz.
Algen in V-Schläuchen und einem Becken
Betrachtet man das Windcloud-Rechenzentrum von außen, hat man eher das Gefühl, in ein Treibhaus hineinzuschauen. Oben auf dem Hauptgebäude, also der Halle mit den Servern, steht ein großer Glasbau, durch den genügend Sonnenlicht für das Pflanzenwachstum fallen kann. Das Innere des Gewächshauses wirkt dann ein bisschen wie ein Biochemielabor. Grellgrüne, mit Wasser und Algen gefüllte Schläuche hängen in V-Formation von den Wänden, in der Mitte wird ein Becken immer wieder von einem mechanischen Kamm durchzogen. Beides hat seinen Grund. Windcloud experimentiert derzeit mit zwei Zuchtansätzen: dem vertikalen Schlauch-System und dem horizontalen System, bei dem die Algen in einem 15 Zentimeter hohen, wohltemperierten Wasserbecken heranwachsen. Der Kamm sorgt dabei für regelmäßige Luftzufuhr.
Und wie gelangt die Energie der aufgeheizten Computerchips in das Wasserbecken? „Man muss sich das so vorstellen wie Durchzug“, erklärt Wilfried Ritter. Wir haben im unteren Bereich das Rechenzentrum, wo die Racks in einem Doppelbodenaufbau mit einem Warm- und Kaltgang eingehaust sind. Wir saugen nordfriesische Umluft durch einen Filter an, pusten sie in den Boden über Lochbleche in den Kaltgang und von da aus wird die Luft in die Serverräume gesaugt. Dort heizen die Rechner die Luft an, welche dann über die äußere Hülle des Raumes durch einen Wärmekanal nach oben zum Gewächshaus läuft. Dann wird sie über Stoffschläuche in das Wasser geleitet oder kann zur Trocknung der geernteten Algen eingesetzt werden.“
Das klappt sogar im Zusammenspiel mit den wechselhaften deutschen Jahreszeiten. Im Winter heizt das im Idealfall auf 28 Grad Celsius aufgewärmte Zuchtwasser den Algen ein. An heißen Sommertagen kann es mit der Luft aus dem Datacenter sogar heruntergekühlt werden. Sollte jemand die Idee jetzt gleich nachahmen wollen: Die Rechenzentren müssen nicht unbedingt unter der prallen Sonne stehen, nur weil das Algengewächshaus Sonnenlicht braucht. Die Wärmeenergie kann auch aus unterirdischen Rechnerräumen in nahe angeschlossene Zuchtanlagen geleitet werden.
Algen sind grünes Superfood
Pro Tag entstehen in der Windcloud-Anlage 100 Gramm getrocknete Erntepflanzen. Das klingt nach einem bescheidenen Ertrag, aber die mikroskopisch kleinen Spirulina-Algen gelten als ein echtes Superfood, das reichlich B- und K-Vitamine, Magnesium, Eisen und Omega-Fettsäuren in sich konzentriert. Sie können als eiweißreiches Nahrungsergänzungsmittel eingesetzt werden und sind auch in der Kosmetik und Pharmaindustrie beliebt. Im Vergleich mit asiatischen Ländern sind Algen hier bei Endverbrauchern noch nicht besonders gefragt, aber das könnte sich mit der höheren Nachfrage nach vegetarischen Alternativen bald ändern. Hinzu kommt, dass die meisten Algenprodukte bisher aus China importiert werden müssen, was jegliche günstige CO2-Bilanz der eigentlich anspruchslosen Wasserpflanzen wieder zunichtemacht.
Windcloud verkauft seine Algen, die übrigens auch noch CO2 binden, an die in Norddeutschland beheimatete DAG, die sie unter anderem direkt in ihrem Onlineshop anbietet.
Es müssen aber nicht unbedingt Algen sein. Zu den weiteren naturfreundlichen Alternativen für die Digitalenergie-Verwertung, die je nach Umweltbedingungen möglich sind, gehören Aquakulturen für Speisefische oder auch die Zucht von Pilzen oder Insekten. Letztere fristen in Deutschland zwar ebenfalls eher ein Nischendasein, aber sowohl Vitalpilze als auch Insektenproteine gelten als wertvolle Nährstoffe der Zukunft und Alternativen zu Fleisch.
Kann Deutschland ein grüner Rechenzentrums-Standort werden?
Obwohl Deutschland längst ein wichtiger Standort für Rechenzentren ist und sich in Frankfurt sogar der größte Internetknoten der Welt befindet, mangelt es nicht an allgemeiner Standortkritik durch die Betreiber. Das Netzwerk energieeffizienter Rechenzentren ermittelte in einer Kurzstudie, dass es hierzulande im internationalen Vergleich immer noch an hohen Strompreisen und langen Genehmigungsprozessen hakt. Anders als in anderen Ländern gebe es hier keine klare Strategie zur Förderung des Rechenzentrums-Standortes Deutschland.
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Diese Meinung teilt auch Windcloud-Gründer Wilfried Ritter. „Unser primäres Ziel ist es, hier in Schleswig-Holstein einen Standort für nachhaltige Digitalisierung zu etablieren, der die besten Rahmenbedingungen aufweist, um flächendeckend Rechenkapazitäten aufzubauen. Außerdem glauben wir fest daran, dass Designs von Rechenzentren in Zukunft von der Nachnutzung beeinflusst werden müssen. Also nicht wie bisher, die Gebäude unabhängig vom Standort immer gleich aufzubauen, sondern erst anhand des Umfeldes zu schauen, wo man die Abwärme einspeisen kann und dahingehend den Gebäudekomplex zu entwickeln.“
Damit das in Schleswig-Holstein, also in direkter Nachbarschaft zum beliebten Datacenter-Standort Dänemark, auch umgesetzt werden kann, muss auch für Wilfried Ritter mehr Unterstützung von der Politik kommen. „Betreiber, die grüne Datencenter bauen wollen, etwa nach Vorgabe des Blauen Engels, müssen mehr Anreize vom Staat erhalten, dies auch schnell und günstig zu tun, wenn sich hier auch nachhaltige Digitalisierung entwickeln soll.“
Helfen würde es wohl auch, wenn die Algenpreise wegen gestiegener Nachfrage durch die Decke gehen.
Titelbild: Storyfischer
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