Inside DC2HEAT
In unserer digitalisierten Gesellschaft sind Rechenzentren unverzichtbar für Geschäftsprozesse und den digitalen Alltag. Plattformen, Videokonferenzen oder Cloud-Computing erfordern den Betrieb von Rechenzentren, die viel Strom verbrauchen.
Dadurch entsteht auch zunehmend Abwärme, die oft ungenutzt bleibt.
DC2HEAT
Data Centre Heat Recovery with AI-Technologies
DC2HEAT zeigt, wie die Abwärme aus Rechenzentren als Energiequelle genutzt werden kann, um fossile Energieträger zu vermeiden und den klimafreundlichen Betrieb zu fördern. Das Projekt identifiziert die Nachhaltigkeitspotenziale von KI und untersucht, ob die Ergebnisse aus Frankfurt am Main auch auf andere nationale und internationale Standorte übertragbar sind und wie die Abwärme klimafreundlich genutzt werden kann.
Für wen ist das Thema Abwärmenutzung aus Rechenzentren relevant und warum ist es wichtig sich damit zu befassen?
„Deutschland braucht eine Wärmewende mit der es gelingt, die bislang noch größtenteils auf fossilen Energieträger wie Öl und Gas beruhende Wärmeversorgung von Wohn- und Geschäftshäusern klimafreundlich und nachhaltig umzubauen. Dazu kann die Abwärme aus Rechenzentren einen Teil beitragen. Damit dies gelingt, müssen alle Beteiligten zusammenarbeiten. Das sind natürlich die Rechenzentren, aber auch die beteiligten Kommunen, die Wärmenetzbetreiber und nicht zuletzt die Nutzer der Abwärme. Auch die Unterstützung der Politik ist gefragt, da Projekt der Nah- und Fernwärmeversorgung meist sehr langfristige Investitionen bedeuten.“
Projektpartner
Konsortialpartner
- Borderstep Institut für Innovation und Nachhaltigkeit GmbH
- SICP – Software Innovation Campus Paderborn der Universität Paderborn
- AS Enterprise Engineering GmbH
- Unetiq GmbH
Assoziierte und unterstützende Partner (u.a.)
- Stadt Frankfurt am Main
- Initiative Digitales Hessen
- eco Verband der Internetwirtschaft
- Mainova
Eckdaten
Projektlaufzeit
01.08.2023 – 31.07.2026
Fördervolumen
1.983.651,04€
Förderer
Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) im Programm KI-Leuchttürme für Umwelt, Klima, Natur und Ressourcen
Zuständige Projektträgerin für das Förderprogramm ist die Zukunft, Umwelt, Gesellschaft (ZUG) GmbH.
Gut zu Wissen
Nachgefragt: Rechenzentren
Nachgefragt: Abwärme
» Wofür kann die Abwärme aus Rechenzentren genutzt werden?
„Die Abwärme kann generell unterschiedlichen Anwendungen zugeführt werden. Entscheidend sind dabei die Temperatur, die Menge, der Ort und die saisonale Verfügbarkeit der Abwärme. Abwärme aus Rechenzentren eignet sich dabei aufgrund dieser Punkte insbesondere für die Bereitstellung von Warmwasser auf niedrigen Temperaturen, welches dann für die Beheizung von Räumen oder Schwimmbädern genutzt werden kann. Rechenzentren können somit einen Bestandteil der kommunalen Wärmeplanung und -versorgung bilden – wenn sie richtig eingeplant sind.“
Prof. Dr.-Ing. Henning Meschede
SICP | Universität Paderborn
Nachgefragt: Künstliche Intelligenz
» Warum setzt DC2HEAT KI für Abwärmelösungen ein?
„Abwärmelösungen ohne KI existieren bereits, jedoch ermöglicht diese Technologie einen großen Sprung neue Potential zu heben. Künstliche Intelligenz ist extrem gut darin mehrere Datenquellen zu integrieren und akkurate Prognosen zu liefern. So können genaue Vorhersagen über die Auslastung eines Rechenzentrums, den CO2-Wert des Strommixes und über den Wärmebedarf getroffen werden. Mit Hilfe dieser Prognosen lässt sich wiederum die Abwärmenutzung optimieren. Google hat bereits in einer Studie im Jahr 2016 gezeigt, dass sich so 40% der Kosten einsparen lassen.“
Lucas Spreiter
Unetiq
» Was ist ein Digitaler Zwilling und warum ist es sinnvoll, diesen in Rechenzentren für die Abwärmenutzung einzusetzen?
„Ein digitaler Zwilling ist eine virtuelle Darstellung eines physischen Systems. Diese virtuelle Repräsentation wird durch die kontinuierliche Erfassung und Integration von Echtzeitdaten aus dem realen System erstellt. Der digitale Zwilling ermöglicht es, das reale System in einer virtuellen Umgebung zu überwachen, steuern, simulieren und zu optimieren. Die Erkenntnisse aus dieser Analyse werden wiederum zur Steuerung des realen Systems verwendet. In unserem Fall umfasst der digitale Zwilling das
Rechenzentrum sowie die nachgelagerte Infrastruktur zur Aufbereitung und zum Transport der Wärme sowie die Nutzung dieser in Wohngebieten. Der digitale Zwilling soll es ermöglichen das Gesamtsystem dynamisch an Veränderungen (z.B. mehr Last im Rechenzentrum, saisonale und tageszeitbedingte Schwankungen im Wärmebedarf im Wohngebiet) anzupassen.“
Prof. Dr. Oliver Müller
SICP | Universität Paderborn
Projektteam
Dr. Ralph Hintemann
Borderstep Institut für Innovation und Nachhaltigkeit GmbH
„Ich bin am Borderstep Institut für „Digitalisierung und Green IT” verantwortlich und leite seit mehr als 15 Jahren Forschungsprojekte in diesem Themenfeld. Unsere Forschungen sind anwendungsorientiert und zielen konsequent darauf, in der Praxis umgesetzt zu werden. Unser Anspruch ist es, Problemlösungen für ein nachhaltiges Wirtschaften.
Im Projekt DC2HEAT bin ich Projektleiter und beschäftige mich insbesondere mit den Nachhaltigkeitspotenzialen des KI-Einsatzes. Auch die Zusammenarbeit mit den
verschiedenen Partnern des Projektes sowie der Transfer der Ergebnisse in die Praxis stellen einen Schwerpunkt meiner Arbeit dar. Hierzu kann ich auf mittlerweile über 20 Jahre Erfahrung in der Rechenzentrumsbranche zurückgreifen.“
Prof. Dr.-Ing. Henning Meschede
SICP | Universität Paderborn
„Ich leite das Fachgebiet Energiesystemtechnik an der Universität Paderborn. Am Fachgebiet forschen wir zu regionalen integrierten Energiesystemen – u.a. arbeiten wir dabei mit Energieversorgern und Kommunen an kommunalen Wärmeplanungen und untersuchen die Einbindung von Abwärme in Fernwärmesysteme.
In DC2HEAT fokussieren wir uns auf die energietechnischen Aspekte und untersuchen, wie Abwärme aus Rechenzentren durch datengetriebene Simulationsverfahren effektiv als Teil von kommunalen Wärmeversorgungssystemen geplant und eingesetzt werden kann.“
Prof. Dr. Oliver Müller
SICP | Universität Paderborn
„Ich leite die Data Analytics Gruppe im Department für Wirtschaftsinformatik der Universität Paderborn. Im Allgemeinen forschen und lehren wir zu der Fragestellung, wie Entscheidungsprozesse durch den verantwortungsvollen Einsatz von Daten und Algorithmen verbessert und/oder automatisiert werden können. Derzeit erforschen wir in vier bundesgeförderten Projekten wie durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz nachhaltigere Energiesysteme geschaffen werden können.“
Lucas Spreiter
Unetiq GmbH
„Unetiq ist eine 2018 gegründete Agentur für die Entwicklung von Künstlicher Intelligenz. Als Gründer verantworte ich alle Geschäftsbereiche und übernehme in DC2HEAT das Projektmanagement.
Unser Fokus in DC2HEAT liegt in der Mitarbeit am Digitalen Zwilling, um diesen unter möglichst realen Bedingungen – wie in der Verwendung einer echten funktionellen Anwendung – zu testen. Unetiq hat seit 2018 über 30 KI-Projekte durchgeführt, darunter auch die Entwicklung eines Energiemanagement-Systems für öffentliche Gebäude im Rahmen des EU geförderten Projektes AI4CITIES.“
