Die Energie zweimal zu verwenden haben wir in Deutschland nicht nötig oder doch? August 2017 Staffan Reveman

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1 Die Energie zweimal zu verwenden haben wir in Deutschland nicht nötig oder doch? August 2017 Staffan Reveman Reveman Energy Academy

2 AGENDA Erneuerbare Energien für Datacenter Stromkostenentwicklung Datacenter Luxusstandort Deutschland Chancen und Notwendigkeit der Wärmerückgewinnung, Beispiele aus Skandinavien und Deutschland Fazit ziehen 2

3 Strommix des Jahres Bruttostromerzeugung Öl 5,1% Kernenergie 13,1% Erdgas 12,1% Steinkohle 17,0% Erneuerbare 29,5% Braunkohle 23,1% 3 Quelle: BDEW

4 Strommix des Jahres 2023 Öl 5,1% Erdgas 12,1% Steinkohle 17,0% Erneuerbare 29,5% Braunkohle 23,1% 4 Quelle: BDEW

5 COP 21 in Paris - Dekarbonisierung: Verbindliche Verpflichtung aller Staaten, ihre Ziele einzureichen und Maßnahmen zu ergreifen, um die Ziele zu erreichen

6 Strommix des Jahres 20XX Öl 5,1% Erdgas 12,1% Steinkohle 17,0% Erneuerbare 29,5% Braunkohle 23,1% 6 Quelle: BDEW

7 Strommix des Jahres 20XX Öl 5,1% Erdgas 12,1% Steinkohle 17,0% Erneuerbare 29,5% Braunkohle 23,1% 7 Quelle: BDEW

8 Strommix des Jahres 20XX Öl 5,1% Erdgas 12,1% Steinkohle 17,0% Erneuerbare 29,5% Braunkohle 23,1% 8 Quelle: BDEW

9 Strommix des Jahres 20XX Erneuerbare 29,5% 9 Quelle: BDEW

10 Erneuerbare Energien gesamt Dezember Quelle: Agora-Energiewende.de

11 Dunkelflaute 8. Januar Quelle: Agora-Energiewende.de

12 NETZFREQUENZ IN HERTZ (Hz) 49,7 49,8 49,9 50,0 50,1 50,2 50,3 I I I I I I I NACHFRAGE (VERBRAUCH) ANGEBOT (ERZEUGUNG) 12 ENERGIESEMINAR

13 AUSBEUTE 1. Photovoltaikanlagen kommen in Deutschland auf rund Volllaststunden. 2. Windkraftanlagen kommen in Deutschland auf rund Volllaststunden. 3. Das Jahr kommt in Deutschland auf Stunden. 4. Die und Stunden können nicht addiert werden; der Wind weht nicht ausschließlich nachts. 13 ENERGIESEMINAR

14 Offshore Windenergie in Deutschland 14

15 Offshore Windenergie in Deutschland Die Offshore-Windenergie etabliert sich immer weiter im deutschen Strommix In der Branche arbeiten zurzeit rund Menschen. Die Energieausbeute liegt aufgrund höherer Volllaststunden doppelt so hoch wie bei vergleichbaren Anlagen an Land. Ende 2016 waren vor den deutschen Küsten insgesamt 947 Offshore- Windenergieanlagen in 16 Offshore-Windparks mit zusammen etwa Megawatt (MW) installierter Leistung am Netz. Im Jahr 2016 wurden durch Offshore-Windenergie 12,4 Terrawattstunden Strom erzeugt. 15

16 Offshore Windenergie Deutschland 2016 Anzahl: Leistung: CAPEX pro GW: CAPEX gesamt: Erzeugung 2016: 947 Stk 4,2 GW 2,5...4 Mrd etwa 18 Mrd 12,4 TWh 16

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18 Energiebedarf der Server und Rechenzentren in Deutschland 2016 Anstieg trotz deutlicher Effizienzsteigerungen Energieeffizienz in Rechenzentren Deutliche Effizienzverbesserungen bei neu gebauten Rechenzentren Energiebedarf steigt dennoch ABWÄRME Quelle: Borderstep 2017 Borderstep Institut Dr. Ralph Hintemann NeRZ - Netzwerk energieeffiziente Rechenzentren

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20 Sektorkopplung Ohne Wärmewende keine Energiewende 20 Der Begriff Sektorkopplung steht für die übergreifende Nutzung von Energieformen und Energieträgern in den drei Sektoren Strom, Mobilität und Wärme. Die Klimaschutzziele erfordern in den nächsten Jahrzehnten eine deutliche Reduzierung des Energiebedarfs und die weitgehende Umstellung der Energieversorgung auf erneuerbare Energien. Zentrale Herausforderung sind im Gebäudesektor die Kosten der Effizienzsteigerung des Gebäudebestandes. DIHK verlangt: Strukturelle Unterschiede zwischen den Energiesektoren bei der Steuer- und Abgabenlast behindern eine flexible, Sektorübergreifende Nutzung von Energie. Angestrebt werden sollte die Absenkung der Stromsteuer auf das durch die EU vorgegebene Mindestmaß [Anm. 0,0005 Euro, oder 0,05 Eurocent pro Kilowattstunde]

21 Befragung: Abwärmenutzung Mehr als die Hälfte nutzt bereits Abwärme oder plant die Nutzung Energieeffizienz in Rechenzentren Borderstep Institut Dr. Ralph Hintemann Quelle: Borderstep 2017 n=66 NeRZ - Netzwerk energieeffiziente Rechenzentren

22 Energieeffizienz in Rechenzentren Befragung: Hemmnisse für die Abwärmenutzung Wirtschaftlichkeit und fehlende Abnehmer Datacentren in Stockholm nutzen Wärmepumpen in einer N+1 Konfiguration. Die Abwärme wird vom Rechenzentrum über die Wärmepumpen direkt in der erforderlichen Temperatur von 85 C in das Fernwärmenetz eingespeist. Borderstep Institut Dr. Ralph Hintemann Hintemann@borderstep.de Quelle: Borderstep 2017 n=44 NeRZ - Netzwerk energieeffiziente Rechenzentren

23 Green computing redefined From Brown. To Grey... To Green Heat rejection Heat rejection Waste heat Fossil electricity Data Center Cooling Machine Renew. electricity Data Center Free air cooling Renew. electricity Data Center CaaS Heat recovery Residential heating Chilled water A data center load of 10 MW can heat around modern residential flats Green Computing Redefined

24 Data Park Kista The Sites Green Computing Redefined

25 Energieverbrauch nach Anwendungsbereichen in Deutschland 2014 (Quelle Bundesministerium für Wirtschaft und Energie) 25

26 SEKTORKOPPLUNG OHNE FERNWÄRME _ Integration mit Gebäudetechnik über Standardverbindungen _ keine zusätzliche Klimatisierung, Energierückgewinnung _ Vereinfachte Infrastruktur, Wegfall Doppelboden und Klima-Infrastruktur _ ca. 100% höhere Dichte in den Racks Juni 2016 Thomas-Krenn AG 26

27 DIE ENERGETISCHE SYMBIOSE - SEKTORKOPPLUNG - Thomas-Krenn AG 27

28 Hosting mit Ökostrom - Energie aus Wasserkraft Xxxxxxxxxx stärkt sein ökologisches Profil: Wir setzen an unserem Standort Yyyyyyyyy in unserem Rechenzentrum 100% echten Ökostrom aus erneuerbaren Energiequellen in Skandinavien ein. Dabei kommt vor allem skandinavische Wasserkraft zum Einsatz. 28

29 Befragung: Strom aus Erneuerbaren Energien Rechenzentren in Deutschland sind Weltspitze Energieeffizienz in Rechenzentren Borderstep Institut Dr. Ralph Hintemann Quelle: Borderstep 2017 n=66 NeRZ - Netzwerk energieeffiziente Rechenzentren

30 30 Quelle: NVE, Norwegen

31 Stromaustausch mit den Nachbarstaaten 2015* (Strommengen in Mio. Kilowattstunden) Physikalische Stromflüsse aus dem Ausland in das Ausland Frankreich Tschechien Dänemark Österreich Schweiz Schweden Luxemburg Niederlande Polen 31 Quelle: BDEW

32 Strommix des Jahres Deutschland Öl 5,1% Kernenergie 13,1% Erdgas 12,1% Steinkohle 17,0% Erneuerbare 29,5% Braunkohle 23,1% 32 Quelle: BDEW

33 Befragung: Standortfaktoren in Deutschland Nachteile bei Strompreisen und Genehmigungsprozessen Internationale Wettbewerbssituation Verfügbarkeit von Fachkräften Qualität von Zulieferern und Dienstleistern Zuverlässige Stromversorgung Anbindung an Internetknoten Sonstige Versorgungsinfrastruktur Strompreise Nähe zum Kunden Datenschutz Rechtssicherheit Zügige Genehmigungsprozesse Wie wichtig sind folgende Standortfaktoren? sehr wichtig unwichtig Wie bewerten Sie Deutschland im internationalen Vergleich? sehr gut sehr schlecht Borderstep Institut Dr. Ralph Hintemann Quelle: Borderstep 2017 NeRZ - Netzwerk energieeffiziente Rechenzentren=67

34 EEG-UMLAGE Die Umlage schließt Lücke zwischen Börsenerlös und garantierter Vergütung der erneuerbaren. 34

35 EEG-Umlage 35 Source: Monitoringbericht 2016

36 Durchschnittlicher Strompreise für die Industrie in Cent/kWh (inkl. Stromsteuer) Jahresverbrauch 160 bis MWh (Mittelspannungsseitige Versorgung; Abnahme 100kW/1.600h bis 4.000kW/5.000h) 36

37 Stromkosten für Rechenzentren in Schweden > 0,5 MW IT-Leistung ab 1. Januar 2017 inkl. Stromsteuer Annahme: 30 MW / 240 GWh TREND STROMBESCHAFFUNG / MWh 1. 3,71 Eurocent / kwh 2. 3,74 Eurocent / kwh 3. 3,98 Eurocent / kwh 4. Wird v. Vattenfall nicht versorgt SE1 SE2 SE3 SE Inbegriffen: Strombeschaffung, Vertrieb, Netzentgelte, Steuern, Abgaben und Umlagen (130 kv Ebene). Umrechnungskurs 9, ELOMRÅDE = VERSORGUNGSGEBIET QUELLE: VATTENFALL 2017 Reveman Energy Academy

38 Stromerzeugung aus Wasserkraft pro Einwohner in Kilowattstunden 2016 Einer der größten Vorteile der Wasserkraft ist, dass sich die Stromerzeugung sehr schnell regulieren lässt. Bei veränderter Nachfrage und vor Allem bei schwankender Erzeugung der volatilen Stromquellen Windkraft und Photovoltaik, ist die Flexibilität der Wasserkraft unerlässlich. Für das schwedische Energiesystem ist seit 1901, nachhaltige und ständig verfügbare Wasserkraft die tragende Säule kwh 260 kwh Deutschland 2016 Schweden Datenquellen: AGEB, Energiföretagen 2017 Reveman Energy Academy

39 OPEX Savings in Stockholm Data Parks OPEX Chiller w/ free coooling mode Stockholm Data Parks - Customer Heat Pump Electricity items Germany Unit Comment Stockholm Unit Comment Power cost, per kwh 0,13 EURO 0,04 EURO Hours 8760 h 8760 h Data Server Capacity, MW 10 MW 10 MW Load 100% 100% Annual MWh MWh MWh # Years 10 yrs 10 yrs IT Power Cost, all yrs EURO EURO Cooling electricity, all yrs EURO N+1 Chiller with free cooling mode EURO N+1 Heat pumps Other, all yrs EURO EURO TOTAL, all yrs EURO EURO ODH Payment, all yrs 0 EURO EURO 10 MW data center load -> ~13 MW heat load, 8 760h Delta, all yrs 0 EURO EURO OPEX Saving Total annual electricity, MWh Mwh Mwh Green Computing Redefined

40 FAZIT Die Stromkosten in Deutschland entwickeln sich im internationaler Vergleich ungünstig Abwärme bietet Optimierungspotential - Symbiosen anstreben Sektorkopplung - Eine Wärmewende in Deutschland bietet neben weiteren Maßnahmen enormes Kosteneinsparungspotential Die Energie zweimal zu verwenden haben wir in Deutschland dringend nötig! 40 ENERGIESEMINAR

41 KONTAKT Staffan Reveman Reveman Energy Academy Friedenstrasse 15 D Baden-Baden Telefon: +49 (0) Mobil: +49 (0) Fax: +49 (0) Xing: Twitter: Alle Urheber-, Eigentums-und Nutzungsrechte für die in dieser Präsentation enthaltenen Informationen, Kontext und Visualisierungen liegen ausschließlich bei Staffan Reveman, sofern nicht ausdrücklich andere Quellenangaben genannt sind. Eine Weitergabe oder Offenlegung auch in Auszügen gegenüber Dritten ist nicht zulässig. 41 Disclaimer of Warranty and Limitation of Liability The information contained herein is believed to be reliable. Reveman Energy Academy does not guarantee the accuracy, validity, timelessness, completeness or suitability of any information or data made available in this document. Reveman Energy Academy disclaims all warranties, expressed or implied, including, but not limited to, warranties of title, non-infringement, merchantability or fitness for a particular purpose. Reveman Energy Academy will not be liable for any damages or injuries arising out of use of any such information or data, including without limitation, damages relating to any error, omission, or in adequacies of information contained herein or for the interpretation thereof.

42 Speicherbedarf Deutschland 200 h 50 GW x 200 h = GWh 50 GW 42

43 Verkaufserlös der Abwärme in Stockholm abhängig vom Außentemperatur EUR pro MWh Abwärme Hours at OAT normal year Price in EUR per MWh Außentemperatur in Grad C Betriebsstunden pro Jahr Quelle: Bahnhof Datacenter & Elementica, Stockholm

44 Stromerzeugung aus Offshore Windkraft

45 e-shelter Zürich Wir arbeiten kontinuierlich daran, die Energieeffizienz unserer Rechenzentren zu steigern. Die Erkenntnisse dafür gewinnen wir aus empirischen Analysen aus dem täglichen Betrieb unserer Rechenzentren. Wir orientieren uns im engen Austausch mit Forschungsinstituten, Industrieverbänden und Herstellern am neuesten Stand der Technik. Schon heute nutzen wir optimierte und aufeinander abgestimmte Kühltechnologien wie Freie Kühlung, neu entwickelte Hochtemperaturwärmepumpen, Adiabatische Kühlung oder Kaltgangeinhausung. Die Abwärme wird zur Beheizung der eigenen Büroräume und benachbarten Gebäude genutzt. 45 Quelle: e-shelter

46 WIDERSPRÜCHE & KONFLIKTE EU Energieffizienzrichtlinie schreibt 20 % weniger Energieverbrauch bis 2020 vor Stromverbrauch im Datacenter nimmt konstant zu Die vereinbarte Dekarbonisierung betrifft 55% der Kraftwerkskapazität in Deutschland (fossil) Erneuerbare Energien (Sonne und Wind) stehen nicht ständig zur Verfügung Netzeingriffe (Redispatch), Netzentgelte und EEG-Umlage treiben die Stromkosten hoch RZ-Standortwettbewerb aus Nordeuropa mit großem Kostenvorteil durch die niedrigen Stromkosten und zusätzlich durch die teilweise angewendete Wärmerückgewinnung 54% des Energieverbrauchs in Deutschland ist Wärme Über 12,4 TWh Abwärme von deutschen Datacentren wird ungenutzt in die Atmosphäre verklappt Ohne Wärmewende keine Energiewende 46 ENERGIESEMINAR