Rechenzentren und Wasser:       Was Sie wissen müssen

Rechenzentren sorgen weltweit weiterhin für Schlagzeilen. Ihre Befürworter betonen ihre technologische und wirtschaftliche Notwendigkeit, während ihre Kritiker sich auf ihre Umweltauswirkungen konzentrieren. Neue Statistiken verweisen darauf, dass im ersten Quartal 2025 in Europa und dem Nahen Osten 2.641 Rechenzentrumsstandorte in Betrieb sein werden – ein Anstieg von 11 % gegenüber dem Vorjahr. Daher gibt es kaum Anzeichen für eine Verlangsamung des Sektors. Vor diesem Hintergrund hat Alfredo di Blasi, EMEA-Marktführer für MicroE und Rechenzentren, die potenziellen Auswirkungen von Rechenzentren im Jahr 2025 untersucht und einige Methoden erörtert, mit denen Rechenzentren ihre Umweltauswirkungen minimieren können.

Wasser ist für den effizienten Betrieb von Rechenzentren unerlässlich. Es ist ein zentraler Bestandteil vieler Kühlsysteme, von Kältemaschinen und Kühltürmen bis hin zu Flüssigkeitskühlsystemen. Die benötigten Wassermengen sind enorm. Laut dem Weltwirtschaftsforum (WEF) kann ein 1-MW-Rechenzentrum jährlich bis zu 25,5 Millionen Liter Wasser allein für die Kühlung verbrauchen – das entspricht dem täglichen Wasserverbrauch von rund 300.000 Menschen.

Dies stellt naturgemäß eine enorme Belastung für die umliegenden Regionen dar, insbesondere für diejenigen, die bereits mit Wasserknappheit zu kämpfen haben, oder für Standorte, an denen mehrere Rechenzentren dicht beieinander liegen. Im US-Bundesstaat Virginia, wo sich die weltweit größte Dichte an Rechenzentren befindet, stieg der Wasserverbrauch zwischen 2019 und 2023 beispielsweise von 4,27 Milliarden Liter auf 7 Milliarden Liter.

Im Kontext des Klimawandels, in dessen Rahmen wir häufig höhere Durchschnittstemperaturen und heißere Sommer in Kombination mit Wasserknappheit erleben, ist der Wasserbedarf der Rechenzentren eine Herausforderung.

Wasserwiederverwendung priorisieren

Ein Großteil der Herausforderungen ergibt sich aus der Schwierigkeit, das für die Kühlung von Rechenzentren verwendete Wasser zu recyceln. Rund 80% des in Kühltürmen verwendeten Wassers verdunstet während des Kühlprozesses, und das restliche Wasser wird in die kommunale Abwasserentsorgung eingeleitet.

Es gibt jedoch andere Kühltechnologien, die nachhaltiger sind und zur Reduzierung des Wasserverbrauchs beitragen können. Ein Beispiel hierfür sind geschlossene Kühlkreisläufe, bei denen Wasser kontinuierlich durch ein System zirkuliert und vor der Wiederverwendung gekühlt wird. Diese Systeme können industrielle Prozesse optimieren und gleichzeitig den Wasserverbrauch senken. Die Wasseraufbereitung ist dabei jedoch von entscheidender Bedeutung.

So wie Kühlsysteme eine Schlüsselrolle beim Betrieb der Rechenzentren spielen, ist es für Betreiber wichtig, auch selbst Maßnahmen zum Schutz der Kühlsysteme zu ergreifen.

Wasserqualität hat Priorität

Unabhängig von der verwendeten Kühlmethode kann die Wasserqualität einen entscheidenden Einfluss auf den Schutz und die Leistung dieser Systeme haben. Sie trägt dazu bei, die Wärmeübertragungseffizienz zu maximieren und sicherzustellen, dass die Kühlsysteme so effektiv wie möglich arbeiten.

Unbehandeltes Wasser kann verschiedene Probleme mit sich bringen. So können beispielsweise Schwebstoffe die Durchflussraten und die Verteilung der Flüssigkeit beeinträchtigen. Partikel können sich in Komponenten wie Ventilen festsetzen, Korrosion beschleunigen oder zu Schlammablagerungen führen. Biofilme können Isolierschichten bilden, die die Wärmeübertragung verringern, während Korrosion und Abrieb die Lebensdauer der Geräte verkürzen können.

Diesen negativen Auswirkungen können chemische Behandlungen entgegenwirken. Veolia bietet maßgeschneiderte chemische Programme zur Optimierung des Wasserkreislaufs Ihres gesamten Standorts, zur Verlängerung der Systemlebensdauer, zur Risikominimierung und zur Reduzierung ungeplanter Ausfallzeiten. Dies wird durch einen wirksamen Schutz vor Kalkablagerungen, Korrosion, Fouling, mikrobiologischem Wachstum und Legionellen erreicht.

Einsatz von Chemikalien in Wassersystemen in Rechenzentren und die Umweltauswirkungen

Daher ist es entscheidend, bei der Wasseraufbereitung die richtige Wahl zu treffen. Durch falsche Entscheidungen können schädliche oder ungeeignete Chemikalien die Bemühungen zur Verbesserung der Umweltbilanz untergraben.

Traditionell basieren Methoden der Wasseraufbereitung in Rechenzentren stark auf dem Einsatz von Chemikalien wie Chlor, was erhebliche Herausforderungen hinsichtlich Umweltauswirkungen und Betriebssicherheit mit sich bringen kann. Nicht nur birgt die Handhabung und Lagerung dieser Chemikalien in Rechenzentren Betriebs- und Sicherheitsrisiken, sondern der Einsatz herkömmlicher Biozide und Chemikalien kann bei unsachgemäßer Handhabung auch zu Umweltverschmutzung führen und aquatische Ökosysteme schädigen.

Glücklicherweise gibt es alternative Aufbereitungsmethoden und Chemikalien, die weniger betrieblich anspruchsvoll und umweltschädlich sind. Zu den gängigen Methoden der Wasseraufbereitung in Rechenzentren gehören Wasserenthärtung, Umkehrosmose und direkte Nanofiltration.

Maßgeschneiderte Lösungen sind entscheidend

Veolia hat die Modelle SIRION™ Mega SF und TF für eine Umkehrosmose (RO) mit hohem Durchfluss und geringem Energieverbrauch entwickelt, die nur minimale zusätzliche Baumaßnahmen erfordern. Dadurch können 98% der gelösten organischen Stoffe aus dem Abwasser entfernt werden, sodass es recycelt und in Kühlsystemen eingesetzt werden kann. Gleichzeitig sparen Sie bis zu 50% Strom im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen. In Kombination mit unseren Ionsoft™-Systemen können RO-Anlagen die Abwassermenge zusätzlich reduzieren und so Rechenzentren noch nachhaltiger betreiben und gleichzeitig die Betriebskosten weiter senken.

Seit Jahrzehnten entwickeln wir innovative Lösungen und patentierte Technologien zur Kühlwasseraufbereitung zum Schutz kritischer Anlagen und zur Maximierung der Wärmeübertragungseffizienz. Dazu gehören:

• Alkalisch verbesserte Chemie (AEC): Halogenstabiler Kalkinhibitor, der den Betrieb von Systemen unter alkalischen Bedingungen und gleichzeitiger Nutzung oxidierender Biozide ermöglicht.
• Stresstolerantes Polymer (STP): Patentierte Dispergiertechnologie mit unübertroffener Leistung bei der Minimierung von Phosphat-, Eisen- und Feststoffablagerungen.
• Technische Kupferpassivierung (ECP): Verbesserte Leistungsfähigkeit der Technologie zur HRA-Gelbmetallpassivierung mit verbesserter Umweltbilanz.
• Technisches Carboxylatoxid (E.C.O.) Film: Spitzentechnologie, die Oberflächenwissenschaften nutzt, um ein phosphatfreies Programm zur Kühlwasseraufbereitung zu entwickeln.
• Vorreinigung und Passivierung: Entwickelt für den Online- und Offline-Einsatz und stellt die Kühlleistung wieder auf Spitzenniveau her, ohne dass starke, anorganische Reinigungsmittel erforderlich sind.
  

Effiziente Wassernutzung

Rechenzentren müssen mehr leisten als nur sauberes, nachhaltig und effektiv aufbereitetes Wasser zu verwenden. Auch die Kühllösungen selbst müssen Wasser effizient nutzen, um die mit der Kühlung von Rechenzentren verbundenen Umweltbelastungen zu reduzieren.

Hier können geschlossene Kühlkreisläufe mit Abwasserrecycling oder Regenwassernutzung eine Schlüsselrolle spielen und beispielsweise den Frischwasserverbrauch um bis zu 50–70 % reduzieren.

Der Einsatz solcher Managementstrategien für das Kreislaufwasser wird zweifellos von entscheidender Bedeutung sein, um den Umweltbelastungen zu begegnen, da die Anforderungen an Rechenzentren in den kommenden Jahren weiter steigen werden. Angesichts der enormen Wassermengen, die für die Kühlung von Rechenzentren verwendet werden, können bereits kleine Veränderungen große Auswirkungen haben.

Durch eine ganzheitliche Betrachtung der Wassersysteme können Rechenzentren über den gesamten Betriebszyklus hinweg Ressourcen sparen, wobei Wasser eine wesentliche Rolle spielt. Angesichts der aktuellen Herausforderungen hinsichtlich Nachhaltigkeit, Wasserknappheit, Wiederverwendung und Ressourceneffizienz müssen Rechenzentren proaktiv vorgehen.

Wo passt unser Angebot hinein?

Benötigen Sie Unterstützung bei der Umsetzung deutlicher, nachhaltiger Verbesserungen? Veolia Water Technologies unterstützt Sie bei der Einführung kosteneffizienter und nachhaltiger Technologien für Rechenzentren, um den Herausforderungen der Branche gerecht zu werden. Unsere globalen Lösungen optimieren Ihre Anlagen, reduzieren den Wasserverbrauch und steigern die Standortrentabilität – und wirken sich positiv auf Ihre Nachhaltigkeitsziele und Ihr Geschäftsergebnis aus.