Serwerownie pożerają prąd, ale mogą ogrzewać miasta. Pompy ciepła odzyskają ich ciepło

• Fortum uruchomiło w Finlandii duże instalacje pomp ciepła dla sieci ciepłowniczej. Docelowo mają wykorzystywać ciepło odpadowe z centrów danych Microsoftu.
• System ma osiągnąć do 180 MW mocy cieplnej, a dodatkowo wspierają go kotły elektryczne i magazyn ciepła. Po pełnym uruchomieniu odzysk ciepła może pokryć około 40% lokalnego zapotrzebowania.
• Centra danych nie muszą być wyłącznie problemem dla energetyki. Jeśli są dobrze zintegrowane z ciepłownictwem, mogą stać się źródłem stabilnego, lokalnego ciepła.

Serwerownie jako źródło ciepła

Centra danych kojarzą się głównie z ogromnym zużyciem energii elektrycznej. Serwery pracują bez przerwy, wymagają chłodzenia i coraz częściej budzą pytania o wpływ cyfryzacji na system energetyczny. Finlandia pokazuje jednak drugą stronę tego problemu. Ciepło, które zwykle trzeba odprowadzić z serwerowni, może zasilić miejską sieć ciepłowniczą.

Fińska firma Fortum uruchomiła dwie duże instalacje z pompami ciepła w południowej Finlandii. Zakłady znajdują się w Kolabacken w gminie Kirkkonummi oraz w Hepokorpi w Espoo, czyli w obszarze metropolitalnym Helsinek. Na razie produkują ciepło sieciowe z wykorzystaniem powietrza zewnętrznego oraz kotłów elektrycznych. Od przyszłego roku mają stopniowo zacząć korzystać także z ciepła odpadowego z centrów danych Microsoftu.

Pompy ciepła w skali przemysłowej

To nie jest instalacja przypominająca domową pompę ciepła ustawioną przy ścianie budynku. Według danych Fortum system obejmuje 40 pomp ciepła powietrze-woda, 72 pompy ciepła woda-woda, kotły elektryczne oraz magazyn ciepła o pojemności 800 MWh. Całość ma wytwarzać do 180 MW ciepła sieciowego, a kotły elektryczne dodają kolejne 200 MW mocy.

Zasada działania pozostaje jednak znajoma. Pompy ciepła podnoszą temperaturę ciepła niskotemperaturowego do poziomu użytecznego dla sieci ciepłowniczej. W pierwszym etapie źródłem jest powietrze atmosferyczne. Później coraz większą rolę przejmie ciepło z chłodzenia serwerów Microsoftu.

40% lokalnego zapotrzebowania na ciepło

Fortum szacuje, że po pełnym uruchomieniu odzysk ciepła z centrów danych może pokryć około 40% rocznego zapotrzebowania na ciepło sieciowe w regionie Espoo, Kauniainen i Kirkkonummi. Chodzi o obszar, w którym sieć ciepłownicza obsługuje około 250 tys. użytkowników, a roczne zapotrzebowanie wynosi około 2 TWh.

To pokazuje skalę potencjału. Serwerownia nie musi być tylko odbiorcą energii i źródłem dodatkowego obciążenia dla sieci elektroenergetycznej. Może stać się elementem lokalnego systemu ciepłowniczego, o ile znajduje się wystarczająco blisko sieci i ma partnera, który potrafi odebrać oraz podnieść temperaturę tego ciepła.

• Zobacz również: Pompa ciepła na hel i fale dźwiękowe. Jak działa bez klasycznej sprężarki?

Mniej paliw i stabilniejsze ceny

Fortum podkreśla, że odzysk ciepła zwiększy lokalne zdolności produkcji ciepła i ograniczy zależność od paliw. To ważne zwłaszcza w ciepłownictwie, gdzie ceny paliw potrafią mocno wpływać na rachunki odbiorców. Projekt ma też pomóc w redukcji emisji CO₂ o około 400 tys. ton rocznie, gdy system będzie działał w pełnej skali.

Duże znaczenie ma także elastyczność. Kotły elektryczne i magazyn ciepła mogą pracować wtedy, gdy energia elektryczna jest tańsza albo gdy system potrzebuje dodatkowej stabilizacji. Takie rozwiązanie pomaga lepiej integrować zmienną produkcję z OZE z zapotrzebowaniem na ciepło.

Lekcja dla innych miast

Przykład z Finlandii dobrze pokazuje, w którą stronę może iść nowoczesne ciepłownictwo. Nie każde miasto ma obok siebie centrum danych, ale coraz więcej gospodarki produkuje ciepło odpadowe: serwerownie, przemysł, oczyszczalnie ścieków czy chłodnie. Problem polega na tym, że to ciepło często ma zbyt niską temperaturę, aby bezpośrednio zasilić sieć.

Właśnie tu pojawiają się duże pompy ciepła. Ich rola nie polega wyłącznie na zastępowaniu kotłów w domach jednorodzinnych. W skali miejskiej mogą zamieniać rozproszone, niskotemperaturowe ciepło odpadowe w pełnoprawne źródło dla systemu ciepłowniczego. Finlandia nie rozwiązuje w ten sposób całego problemu rosnącego zużycia energii przez centra danych. Pokazuje jednak, że część tego zużycia można przynajmniej rozsądnie włączyć do lokalnego bilansu energii.

Źródło: Fortum, Bloomberg, Data Center Dynamics, District Energy.
Zdjęcie główne: Fortum.