Durchbruch: Microsoft nutzt Brennstoffzellen direkt in Rechenzentren

Brennstoffzellen treiben Azure an

Microsoft hat sich in Bezug auf den Klimawandel zu großen Zielen verpflichtet: "Bis 2030 wird Microsoft CO2-negativ sein, und bis 2050 wird Microsoft den gesamten Kohlenstoff, den das Unternehmen seit seiner Gründung im Jahr 1975 direkt oder durch Stromverbrauch emittiert hat, aus der Umwelt entfernen", so das Unternehmen in einem Blogpost Anfang dieses Jahres. Die immer weiter wachsenden Rechenzentren des Unternehmens machen bei dieser Kli­ma­bi­lanz einen sehr großen Posten aus. Genau hier will man jetzt einen Meilenstein erreicht ha­ben. Erstmals wurden Teile eines Rechenzentrums 48 Stunden nur mit Brennstoffzellen betrieben.


Das eingesetzte 250-Kilowatt-Brennstoffzellensystem von Microsoft
Microsoft sieht in der Integration von Brennstoffzellen dabei viele Vorteile. So will das Unter­nehmen damit die Abhängigkeit von Dieselgeneratoren vollständig eliminieren, die in Re­chen­zen­tren für den Fall eines Stromausfalls den Betrieb sichern sollen. "Sie sind teuer. Und sie stehen herum und tun mehr als 99% ihres Lebens nichts", so Mark Monroe, Infrastruk­tur-Ingenieur im Microsoft-Team für die Weiterentwicklung von Rechenzentren. Der Einsatz von Brennstoffzellen sei hier wegen der stark fallenden Preise für diese Technologie endlich eine Alternative.


Für den Versuch wird Wasserstoff vor Datenzentrum geparkt
Die weiterführende Idee: Ein Azure-Datenzentrum, das mit Brennstoffzellen, Wasserstoff­tanks und einem Elektrolyseur, der Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff umwan­delt, ausgestattet ist, könnte zum aktiven Lastenausgleich in Stromnetze integriert werden. Diese Infrastruktur bietet Microsoft die Möglichkeit, eine wichtige Rolle in einem dynami­schen Energie-Netz der nahen Zukunft zu spielen, so die Ansicht von Lucas Joppa, Chief En­vi­ron­men­tal Officer von Microsoft.

"Wir wissen jetzt, wie"

Microsofts Bemühungen rund um Brennstoff­zellen basieren auf einem Versuch des National Renewable Energy Laboratory, das im Jahr 2018 ein Rack an Computern mit der Technik an­ge­trie­ben hatte. "Wir waren fasziniert, weil wir wuss­ten, dass sie eine Au­to­mo­bil-Brenn­stoff­zel­le verwenden", sagte Monroe. "Eine Au­to­mo­bil-Brenn­stoff­zel­le hat die Reaktionszeit wie ein Dieselgenerator. Sie kann sich schnell ein­schal­ten und innerhalb von Sekunden für eine volle Ladung bereitstehen."

Monroes Team entwickelte über die nächsten zwei Jahre ein auf diesem Versuch basierendes "250-Kilowatt-Brennstoffzellensystem" mit dem in einem Datenzentrum 10 Racks betrieben werden können. Nach ersten Tests beim Produzenten Power Innovations konnte dann vor kurzem der Meilenstein im Microsoft-Datenzentrum erreicht werden. "Nach unserer Kenntnis ist es das größte Computer-Backup-Stromversorgungssystem, das mit Wasserstoff betrie­ben wird, und es hat den längsten kontinuierlichen Test überstanden", so Monroe.

Microsoft gesteht aber auch ein, dass jetzt noch viel Arbeit geleistet werden muss: So müsse man jetzt erproben, wie sich Produktion, Transport, Lieferung und Verbrauch von Wasser­stoff auf verschiedene Arten skalieren lassen. Der nächste Schritt: Microsoft will ein 3-Me­ga­watt-Sys­tem aufbauen, das könnte dann aktuelle Diesel-betriebenen Backup-System für Azure-Datenzentren vollständig ersetzen.