Energy Reuse Factor

ERF (Energy Reuse Factor) gibt an, welcher Anteil der in ein Rechenzentrum hineingehenden Energie als Abwärme wieder nach außen abgegeben und dort genutzt wird. In Deutschland ist die Kennzahl seit dem Energieeffizienzgesetz keine Kür mehr, sondern eine Auflage mit Fristen.

Die Rechnung

        nach außen abgegebene und genutzte Energie
ERF = ──────────────────────────────────────────────
             Gesamtenergie des Rechenzentrums

Der Wert liegt zwischen 0 und 1. Bei 0 wird die gesamte Wärme ungenutzt an die Umgebung abgegeben, bei 0,3 wird knapp ein Drittel der eingesetzten Energie weiterverwendet.

Entscheidend ist das Wort genutzt. Wärme, die über einen Kühlturm ins Freie geht, zählt nicht. Es muss einen Abnehmer geben, der sie tatsächlich verwendet — ein Fernwärmenetz, ein Nachbargebäude, ein Gewächshaus, ein Schwimmbad.

Vorgaben in Deutschland

Das Energieeffizienzgesetz schreibt Mindestquoten vor, gestaffelt nach dem Zeitpunkt der Inbetriebnahme:

Damit schließt der Gesetzgeber genau die Lücke, die der PUE offenlässt: Dort taucht Abwärmenutzung nicht auf, zwei Anlagen mit identischem PUE können sich in der Abwärmenutzung vollständig unterscheiden.

Erleichterungen gibt es unter bestimmten Voraussetzungen, etwa bei geringem Jahresverbrauch in Verbindung mit einer Einspeisung in ein Fernwärmenetz.

Warum es technisch schwierig ist

Die Hürde ist nicht der gute Wille, sondern die Temperatur.

Ein luftgekühltes Rechenzentrum gibt seine Wärme bei 30 bis 40 Grad ab. Klassische Fernwärmenetze in Deutschland arbeiten mit Vorlauftemperaturen von 70 bis über 90 Grad. Dazwischen liegt eine Lücke, die sich nur mit Wärmepumpen schließen lässt — und die brauchen Strom, der wiederum in den PUE eingeht. Die Abwärmenutzung verschlechtert also unter Umständen die Kennzahl, mit der dasselbe Gebäude anderswo bewertet wird.

Zwei Entwicklungen entschärfen das:

Niedertemperaturnetze. Neuere Nahwärmenetze arbeiten mit 40 bis 60 Grad und teils darunter. Dort passt die Abwärme eines Rechenzentrums ohne oder mit deutlich kleinerer Wärmepumpe.

Flüssigkeitskühlung. Wird die Wärme direkt am Prozessor abgeführt statt über die Raumluft, liegen die Rücklauftemperaturen bei 45 bis 60 Grad. Das ist der eigentliche Hebel — und er kommt ohnehin, weil die Leistungsdichte moderner Rechenzentren Luftkühlung an ihre Grenzen bringt.

Warum es strukturell schwierig ist

Die größere Hürde liegt außerhalb des Gebäudes.

Es braucht einen Abnehmer in der Nähe. Wärme lässt sich nicht weit transportieren; jenseits weniger Kilometer fressen die Verluste den Nutzen. Ein Rechenzentrum im Gewerbegebiet ohne Wärmenetz in Reichweite kann die Quote technisch nicht erfüllen, egal wie gut es gebaut ist.

Es braucht einen Vertrag. Der Netzbetreiber muss die Wärme abnehmen wollen, und die Konditionen müssen für beide Seiten tragen. Rechenzentren liefern gleichmäßig über das Jahr, während der Wärmebedarf im Sommer einbricht — ein Abnehmer für Winterwärme allein hilft der Jahresquote wenig.

Es braucht den richtigen Zeitpunkt. Die Anbindung an ein Wärmenetz ist eine Bauentscheidung. Nachträglich ist sie ungleich teurer, und bei einem Bestandsgebäude ohne Netz in der Nähe praktisch ausgeschlossen.

Das erklärt, warum die gesetzlichen Quoten an die Inbetriebnahme geknüpft sind: Bei Neubauten lässt sich der Standort danach auswählen, bei Bestandsanlagen nicht mehr.

Abgrenzung

Der ERE (Energy Reuse Effectiveness) beschreibt denselben Sachverhalt in anderer Form: Er zieht die wiederverwendete Energie vom Gesamtverbrauch ab und teilt durch die IT-Energie. Ein Rechenzentrum ohne Abwärmenutzung hat einen ERE gleich seinem PUE; mit Abwärmenutzung sinkt er darunter und kann rechnerisch unter 1 fallen — was beim PUE unmöglich ist und zu Verwirrung führt, wenn beide Werte nebeneinanderstehen.

Der PUE misst den Aufwand der Gebäudetechnik und blendet die Weiterverwendung der Wärme aus.

Der WUE bildet den Wasserverbrauch ab, der CUE die Emissionen.

Quellen

• ISO/IEC 30134-6: Information technology — Data centres key performance indicators — Part 6: Energy Reuse Factor (ERF)
• EN 50600-4-6: Informationstechnik — Einrichtungen und Infrastrukturen von Rechenzentren — Energiewiederverwendungsfaktor
• Energieeffizienzgesetz (EnEfG), Anforderungen an Rechenzentren