Das Global Warming Potential (GWP) ist eine Kennzahl für Gase und gibt das Treibhauspotenzial verglichen mit CO2 an. Vor allem bei Kältemitteln spricht man über das GWP. Für Rechenzentren ist das GWP besonders relevant, da sich die RZ-Branche um eine Verbesserung ihrer Klimabilanz bemüht. Oft lässt sich aber, trotz Ideen wie der Verdunstungskühlung oder der Heißwasserkühlung, die Leistungsfähigkeit der IT-Hardware in einem Datacenter nicht ohne Kompressionskälte durch Klimaanlagen realisieren. Für solche Klimaanlagen braucht es heutzutage eigentlich immer ein Gas als Kältemittel. Langfristig wären Klimaanlagen mit Feststoffen denkbar, die aber noch nicht marktverfügbar sind. Auf absehbare Zeit sind dies wohl auch zu teuer.
Um als Kältemittel in Betracht zu kommen, müssen die Gase verschiedene Eigenschaften haben. Ein unangenehmer Nebeneffekt dieser Eigenschaften ist bei den sogenannten F-Gasen ein hoher GWP-Wert. Bei den synthetischen FKW und HFKW-Kältemitteln (Flourierte und teilflourierte Kohlenwasserstoffe) ist die Bindung zwischen Kohlenstoff und Fluor nämlich sehr stark, sodass sie sich kaum bzw. langsam abbauen.
Bedeutung des GWP für die Umwelt
Die Kennzahl ermöglicht den einfachen, schnellen Vergleich von Kältemitteln im Hinblick auf ihre Klimaschädlichkeit.
Ein Beispiel: Kohlenstoffdioxid (CO2) hat ein Erderwärmungspotential – Global Warming Potential (GWP) – von 1. Der HFKW R410A hat einen GWP-Wert von 2088. Das Entweichen von einem Kilogramm R410a verursacht also dieselbe Erwärmung der bodennahen Luftschicht, wie das Entweichen von 2,088 Tonnen Kohlenstoffdioxid in die Atmosphäre. Man kann in diesem Zusammenhang auch von CO2-Äquvivalent (CO2e) sprechen. Im Diskurs um die Klimakrise ist es fast immer üblich in CO2-Äquvivalenten zu rechnen. Alle Treibhausgasemissionen werden also auf Kohlenstoffdioxidäquivalent genormt. Bei Kältemitteln übernimmt die Kennzahl GWP diese Funktion.
Der GWP-Wert wird immer relevanter. Denn die EU will ein herunterfahren der F-Gasverwendung und Herstellung (F-Gase-Phase Down). Derzeit (Stand: Oktober 2023) wird hierfür an einer Novelle der EU F-Gasverordnung gearbeitet. F-Gase mit einem besonders hohen GWP von über 150 sollen nach und nach aus dem Umlauf verschwinden.
Alternativen zu F-Gasen mit hohem GWP
Für die Verwendung von HFKW als Kältemittel gibt es zum Glück einige Alternativen, mit jeweils Vor- und Nachteilen. Vor allem die natürlichen Kältemittel werden als Nachfolger angesehen. Da auch diese Kältemittel manchmal im industriellen Maßstab synthetisch hergestellt werden, spricht man auch von naturidentischen Kältemitteln.
R290, welches den meisten Menschen unter dem Namen Propan bekannt sein wird, hat einen GWP-Wert von 3, ist kostengünstig und am Markt verfügbar. Als Alternative hat es also großes Potenzial. Lediglich seine Brennbarkeit ist ein Manko. Potenzielle Gefahren bei naturidentischen Kältemitteln sind Giftigkeit, Geruch und Brennbarkeit.
Neben den naturidentischen Kältemitteln werden auch HFOs als Alternative gehandelt. Deren Abbauprodukt ist die giftige Trifluoressigsäure (TFA), welche sich quasi nicht abbaut und im Wasserkreislauf niederlassen kann.
GWP im Kontext von Rechenzentren und Best Practices
Rechenzentren bemühen sich um einen geringen CO2-Fußabdruck. Besonders groß ist bei ihnen der Einfluss der Kühlung, da die benötigte Leistung enorm sein kann. Natürlich bedeutet dies auch, dass eine Verwendung von Klimalösungen mit Kältemitteln mit einem geringen GWP besonders wichtig ist. Bei einer Ertüchtigung muss also zwingend auf diese geachtet werden.
Das GWP des Kältemittels der Klimatisierungslösung ist allerdings nicht der einzige Hebel zur Verbesserung des CO2-Fußabdrucks und der Klimabilanz. Die Einsparungspotenziale durch die Verwendung von effizienten, intelligenten Klimalösungen ist enorm, beispielsweise bei einer intelligenten Führung des Luftstromes.
Daneben können alle üblichen Energieeffizienzmaßnahmen getroffen werden. Schon kleine Maßnahmen, wie der Wechsel zu modernen LED-Leuchtmitteln beim Licht, können einen Einfluss haben. Getrieben von der benötigten Kühlung und dem Verbrauch der IT haben Rechenzentren einen hohen Stromverbrauch. Laut Zahlen des Borderstep Instituts verbrauchten Rechenzentren und Serverräume in Deutschland im Jahr 2022 etwa 17,9 Terrawattstunden Strom. Eine beachtliche Menge elektrischer Energie, die in den kommenden Jahren noch zunehmen wird. Strom aus erneuerbaren Energien kann also einen großen Einfluss auf die Klimabilanz haben. Neben dem Vertrag mit dem örtlichen Ökostromanbieter bietet sich bei einigen RZ-Betreibern auch eine Eigenstromerzeugung durch Solarenergie – Photovoltaik (PV) – auf dem Rechenzentrumsgebäude samt und entsprechendem Batteriespeicher an.
Fazit
Die Kennzahl GWP ermöglicht einen schnellen Vergleich der Klimaschädlichkeit von verschiedenen Kältemitteln. Als Kennzahl wird sie in mehreren Gesetzesvorhaben sowohl auf europäischer Ebene als auch in Deutschland, verwendet werden. Für Rechenzentren wird das Achten auf die Kennzahl aufgrund der Notwendigkeit von Kühlung besonders wichtig sein. Vorrauschauend agierende Rechenzentrumsbetreiber können zukünftig steigende Kosten aufgrund von einer vom Gesetzgeber beschleunigten Abkehr von FKW & HFKW-Kältemitteln vermeiden, indem sie auf Klimaanlagen mit Kältemitteln geringen GWP umsteigen. Naturidentische Kältemittel, wie Propan (R290) oder Isobutan (R600A), sind naheliegend. Sowohl beim Neubau, als auch bei der Ertüchtigung sollten Rechenzentrumsbetreiber auf die verwendeten Kältemittel und auf andere Hebel zur Verbesserung der Klimabilanz achten. Wichtig ist, sich vorher ausgiebig zu informieren und beraten zu lassen, da schon Standort und Umfeld die Sinnhaftigkeit von Kühlkonzepten verändern können.
Prior1 verbaut seit 2023 ausschließlich Klimalösungen mit natürlichen oder naturidentischen Kältemitteln. Die erfahrenen Profis von Prior1 beraten Sie daher gerne und kompetent, sollte auch bei Ihrem Rechenzentrumsprojekt das Thema GWP aufgekommen sein oder Sie generell an ihrer Ökobilanz arbeiten wollen.