Wasserstoffbasierte Stromerzeugung: Net-Zero-Backup-Lösung für Rechenzentren

Dank der Kombination aus hoher Energiedichte, ökologischer Nachhaltigkeit und schnellen Reaktionszeiten sind Notstromsysteme mit Wasserstoffmotoren in der Lage, die Ausfallsicherheit und Umweltverträglichkeit von Rechenzentren zu verbessern.

Der Vorteil des Pipelinenetzwerks

Das Wichtigste bei der Dekarbonisierung der Notstromversorgung von Rechenzentren ist die Aufrechterhaltung oder Verbesserung ihrer Zuverlässigkeit. Dabei haben gasförmige Energieträger im Vergleich zu den derzeit dominierenden Dieselkraftstoffen den Vorteil eines weitreichenden und verzweigten Verteilungsnetzes. Durch das Ersetzen von Dieselmotoren durch Gasmotoren können die Betreiber von Rechenzentren heute auf die enormen Kapazitäten dieser Netze zugreifen und benötigen keine Dieseltanks mehr vor Ort. In Regionen wie Europa und Nordamerika werden bereits Maßnahmen ergriffen, um eine entsprechende Versorgungsinfrastruktur für Wasserstoff als Energieträger aufzubauen. Neben dem Aufbau von Kapazitäten für die Produktion und den Transport von Wasserstoff konzentrieren sich die Maßnahmen auf die Umwidmung bestehender Gasnetze und den Aufbau neuer Wasserstoffnetze. Darüber hinaus werden in den kommenden Jahren verschiedene Handelswege für den weltweiten Export von großen Wasserstoffmengen entwickelt. Die Betreiber von Rechenzentren stehen dadurch mittelfristig vor der Herausforderung, ihre Energieversorgung auf eine heterogene Versorgungsinfrastruktur mit nachhaltigen Gasen umzustellen.

Die Lücke schließen: Das Jenbacher „Ready for H₂“-Portfolio der INNIO Group

Alle neuen Jenbacher Kraftwerkslösungen sind „Ready for H₂“. Das Motorenportfolio der INNIO Group baut auf einer langen Innovationsgeschichte auf – mit mehr als 30 Jahren Erfahrung und Expertise in der Nutzung von erneuerbaren und wasserstoffreichen Energieträgern wie Synthesegas und Prozessgasen für die Energieerzeugung. Mit der Jenbacher Technologie können Motorvarianten mit entsprechender Option mit bis zu 25 Vol.-% Wasserstoff im Pipelinegas betrieben werden. Mit zunehmender Verfügbarkeit von Wasserstoff können alle neuen Anlagen und die meisten der derzeit installierten, pipelinegasbetriebenen Jenbacher Generatoren auf den Betrieb mit 100% Wasserstoff umgerüstet werden. Dem Pipelinegas können bis zu 60 Vol.-% Wasserstoff beigemischt werden, um in bestimmten Versionen der Jenbacher Baureihen 2, 3, 4 und 6 verwendet zu werden. Motoren und KWK-Anlagen der Baureihe 4 sind heute als Dual-Fuel-Lösungen erhältlich und können mit 100% herkömmlichem Gas, 100% Wasserstoff oder mit einem Gemisch aus Pipelinegas und Wasserstoff betrieben werden. Die INNIO Group ist der erste Anbieter von Energielösungen, der vom weltweit anerkannten TÜV Süd das Zertifikat „H₂ Readiness“ für sein Jenbacher H₂-Kraftwerkskonzept erhalten hat. Die unabhängige Zertifizierung erhöht die Investitionssicherheit für Unternehmen bei ihrem Übergang zu Net Zero.

Die Jenbacher J620 Erdgasgeneratoren wurden entwickelt, um die speziellen Anforderungen von Rechenzentren zu erfüllen. Ihre Hauptmerkmale sind:

Verbessertes elektrisches Start- und Kraftstoffversorgungssystem. Mit permanenter Vorschmierung, Vorwärmung, verbesserter Saugrohreinspritzung und einem modernen Motorsteuerungsmanagementsystem kann der schnellstartende Jenbacher J620 Erdgasgenerator in weniger als 45 Sekunden die volle Leistung erbringen und dabei einen einzigen 100%igen Lastschritt unterstützten.

Hohe Zuverlässigkeit.Die Jenbacher Technologie unterstützt eine Verfügbarkeit des Rechenzentrums von 99,999%. Die Schnellstartfähigkeit sorgt für eine Lastbereitstellung innerhalb von 15 Sekunden.

Bessere Kraftstoffverfügbarkeit. Pipelines sind stabiler und widerstandsfähiger als andere Versorgungslösungen.

Vermeidung von Stranded Investments. Das Dual-Fuel-Konzept und die H₂-Readiness der Jenbacher Stromversorgungslösungen der INNIO Group ermöglichen den Betreibern von Rechenzentren, ihr Notstromsystem an das Energiesystem anzupassen.

Optionale Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK). Da Rechenzentren sowohl für den Rechenbetrieb als auch für die Kühlung sehr viel Energie benötigen, stellen Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungssysteme einen vielversprechenden Ansatz dar, um die bei der Stromerzeugung entstehende Abwärme aufzufangen und für Absorptionskältemaschinen zu nutzen. Damit können KWKK-Systeme die Energiekosten von Rechenzentren erheblich senken und den Bedarf an zusätzlichen energieintensiven Kühllösungen verringern.

Optionale myPlant Performance mit Fernverbindung und -überwachung.Mit dem KI-gestützten Asset Performance Management der INNIO Group können Betreiber von Rechenzentren den Zustand ihrer Flotte effizient, sicher und in Echtzeit aus der Ferne überwachen. Dadurch können sie umgehend auf den Bedarf an verbesserter Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Motoren reagieren.

Die Jenbacher Expertise in der Praxis

Die Jenbacher Lösungen sind nachhaltige Technologien, die sehr unterschiedliche Kundenanforderungen von verschiedensten Rechenzentren erfüllen können. Hier zwei Beispiele aus der Praxis:

NorthC Datacenters (NorthC) hat für die Notstromlösung seines neuesten Rechenzentrums im niederländischen Eindhoven die Jenbacher „Ready for H₂“-Technologie der INNIO Group ausgewählt. Sechs Jenbacher Wasserstoffmotoren sollen dort bei Stromausfall CO₂-freien Notstrom liefern. Die Jenbacher H₂-Motoren der Baureihe 4 haben eine Gesamtleistung von 6 MW und werden als Containerlösungen an den Kunden ausgeliefert. Um NorthC zusätzliche Flexibilität und Sicherheit zu bieten, sind die Jenbacher Motoren der Baureihe 4 für duale Brennstoffumschaltung ausgelegt. Bei einem Ausfall des Stromnetzes werden die Motoren mit dem vor Ort gespeicherten Wasserstoff betrieben. Bei länger andauernden Stromausfällen hat NorthC die Möglichkeit während des Motorbetriebs auf Pipelinegas als Energiequelle zu wechseln, falls es zu Engpässen in der Wasserstoffversorgung kommen sollte.

Winthrop Technologies nutzt bereits jetzt die Vorteile der Technologie der INNIO Group, um für den Einsatz von Wasserstoff gerüstet zu sein, sobald dieser Energieträger leichter verfügbar ist. Zweiundzwanzig containerisierte Jenbacher Motoren können auf Wasserstoff umgerüstet werden und erbringen eine kontinuierliche Nennleistung von 60 MW. Darüber hinaus erfüllen sie sämtliche EU-Emissionsvorschriften. Eingesetzt wird das Kraftwerk als Notstromaggregat, zur Netzstabilisierung in Zeiten höherer Nachfrage sowie zur Unterstützung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien. Die mit Pipelinegas betriebenen Jenbacher Motoren stoßen bis zu 25% weniger CO₂ und bis zu 90% weniger NO_x-Emissionen aus als die herkömmlich eingesetzte Dieselgeneratoren. Die schnellstartfähigen und skalierbaren Jenbacher Motoren der Baureihe 6 werden als Plug-and-Play-Containerkonfiguration installiert. Die Jenbacher Insellösung der INNIO Group wird es dem Winthrop-Kraftwerk ermöglichen, zu Spitzenlastzeiten unabhängig vom nationalen Stromnetz zu arbeiten und dieses sogar mit Spitzenlaststrom zu unterstützen.

Fazit

Rechenzentren waren in den letzten zehn Jahren eine treibende Kraft hinter den positiven Veränderungen im Klimaschutz. Mit klimaneutralen Notstrom- und Speichersystemen können sie als sogenannte Prosumer (=Producer und Consumer) einen wertvollen Beitrag zu einer zuverlässigen und klimaneutralen Energieversorgung leisten. Mit den kraftstoffflexiblen Energiesystemen der Jenbacher Produktlinie der INNIO Group können Betreiber von Rechenzentren Stranded Investments in ihrer Dekarbonisierungsstrategie vermeiden. Sie möchten mehr erfahren? Lesen Sie hier das vollständige Whitepaper „Stromerzeugung auf Basis von Wasserstoff: Eine kohlenstofffreie Backup-Lösung für Rechenzentren“.