Service-Techniker an einer Klimaanlage für ein Rechenzentrum

Service-Techniker an einer Klimaanlage für ein Rechenzentrum (Quelle: Prior1)

Die Gesetze sind hinsichtlich des Einsatzes von brennbaren natürlichen Kältemitteln restriktiv, komplex und teilweise nicht klar genug, was zu Unsicherheit und hohen Kosten in der Umsetzung führt. Planer, Anlagenbauer und Rechenzentrumsbetreiber aber brauchen Rechtssicherheit, um den Umstieg auf klimafreundlichere Anlagen bewerkstelligen zu können.

Rechenzentren müssen gekühlt werden. Denn die Server und IT-Anlagen, die in Rechenzentren betrieben werden, erzeugen Wärme. Gleichzeitig können diese Geräte nur unter bestimmten Temperatur- und Feuchtegrenzen am Einsatzort ausfallsicher laufen. Soll also eine geringe Ausfallwahrscheinlichkeit garantiert werden, kommt kein Rechenzentrum hierzulande ohne Klimatisierung mitttels Kältetechnik auf Basis eines thermodynamischen Prozesses, welcher in der Regel mehr oder weniger klimaschädigendes Kältemittel benötigt – aus.

Die dafür eingesetzten Klimageräte erzeugen zwei Arten von CO2-Emissionen: Indirekte durch den Strom, den die Kältemaschine benötigt. Direkte, wenn das Kältemittel, das für die Kälteerzeugung benötigt wird, entweicht, z. B. unkontrolliert durch Leckage oder durch Wartung.

In der Vergangenheit hatten die indirekten Emissionen stets das größere Gewicht, da z. B. Strom aus Kohle eine hohe Umweltbelastung mit sich bringt. Hier hat sich in den letzten Jahren viel zum Guten geändert, da einerseits die Energieeffizienz der Anlagen verbessert wurde und andererseits immer mehr Strom aus regenerativen Quellen zur Verfügung steht. Das hat zur Folge, dass die direkten Emissionen zunehmend ins Blickfeld geraten.

F-Gase versus natürliche Kältemittel

Die Kältemittel, die in Klimageräten eingesetzt werden, sind in der Regel sogenannte fluorierte oder teilfluorierte Kohlenwasserstoffe (HFKW), die zwar für die Ozonschicht unbedenklich sind, aber ein hohes Treibhauspotenzial aufweisen. Diese fluorierten Gase (kurz F-Gase genannt) werden durch große Chemieunternehmen synthetisch unter hohem Energieaufwand hergestellt und auf dem Weltmarkt vertrieben. Gemessen wird das Treibhauspotential der Kältemittel mit der Kennzahl GWP (Global Warming Potential. GWP drückt die Erwärmungswirkung einer bestimmten Menge eines Treibhausgases über einen festgelegten Zeitraum aus und ermöglicht somit einen Vergleich mit der Erwärmungswirkung von CO2.

Zum Vergleich: Eine Kältemaschine mit 30 kW Kälteleistung benötigt in etwa eine Kältemittel-Füllmenge von 5 kg, beispielsweise eines gängigen HFKW-Kältemittels (R410A). Diese Füllmenge an Kältemittel hat ein äquivalentes Treibhauspotenzial ähnlich dem eines Fahrzeugs, das 80.000 km an Fahrtstrecke mittels fossilen Brennstoffes zurücklegt, also fast zweimal die Welt umrundet (angenommen 130g CO2Emission pro km Fahrtstrecke eines herkömmlichen PKWs). Eine Kältemaschine mit einer Füllmenge von 5 kg eines natürlichen Kältemittels, z. B. Propan (R290), hat ein Treibhauspotenzial ähnlich dem eines Fahrzeugs, das ca. 110 km an Strecke zurücklegt.

F-Gase-Verordnung: EU-Verordnung über fluorierte Treibhausgase

Um eine Emissions-Verringerung zu erreichen, ist die Verwendung fluorierter Treibhausgase gesetzlich geregelt. Die sogenannte F-Gase-Verordnung sieht mehrere Maßnahmen vor:

  • die Verwendung von Kältemaschinen mit dichteren Kältekreisläufen
  • Serviceoptimierungen
  • Leckagen-Überwachung
  • das Tauschen der Kältemittel.

Um den Einsatz alternativer Kältemittel voranzutreiben, wurde ein Phase-Down in Stufen vereinbart. Das Gesetz setzt auf Verbote und auf Verknappung. So ist etwa die Verwendung von ortsfesten Kälteanlagen, die Kältemittel mit einem GWP höher als 2.500 einsetzen, bereits verboten. Gleichzeitig reduziert die Verordnung schrittweise die Verkaufsmengen, was einen Preisanstieg für F-Gase zur Folge hat, der Anreizwirkung für alternative Kältemittel haben soll. So ist etwa mit Beginn des Jahres 2021 eine weitere Phase Down Stufe in Kraft getreten: Die Menge der CO2-Äquivalente bei F-Gasen wird auf 45 % reduziert. Ziel ist es, die Emissionen fluorierter Treibhausgase in der EU bis zum Jahr 2030 auf etwa 35 Millionen Tonnen CO2-Äquivalent zu senken.

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