Ölfeld-Abwasser könnte Rechenzentren kühlen – laut Computermodell

8 Milliarden Gallonen (30 Milliarden Liter). So viel Abwasser fällt täglich im Permian Basin im Westen von Texas bei der Öl- und Gasförderung an. Laut dem Professor für Maschinenbau Vaibhav Bahadur wird dieses Wasser derzeit über große Entfernungen transportiert und unterirdisch verpresst. Gleichzeitig können Rechenzentren, die in den Vereinigten Staaten je näher die Zwischenwahlen rücken, in der öffentlichen Debatte für Empörung sorgen, Millionen Gallonen Wasser pro Tag zur Kühlung ihrer Geräte verbrauchen.

Rechenzentren bilden das Fundament der modernen digitalen Wirtschaft und sind äußerst energieintensiv. Das Team veranschaulicht ihren Strombedarf so: Die elektrische Leistung entspricht 1.000 US-Haushalten, und das in einer Recheneinheit von der Größe eines Bücherregals. Die Wärme, die diese Einheit erzeugt, erfordert enorme Wassermengen zur Kühlung. Das Problem ist nicht, ob gekühlt werden muss, sondern woher das Wasser kommt.

Für diesen Zweck ist Ölfeldwasser viel zu salzhaltig. Süßwasser darf weniger als 500 Teile pro Million gelöster Feststoffe enthalten, also gelöste Salze und Mineralien. Das Team modellierte zwei führende Entsalzungstechniken. Bei der Umkehrosmose wird Wasser durch Membranen gepresst, die Salze und Verunreinigungen zurückhalten. Das andere Verfahren ist thermisch: Wasser wird verdampft, die Verunreinigungen bleiben zurück, und der saubere Dampf wird anschließend kondensiert und aufgefangen. Die Forscher untersuchten Kosten und Energiebilanz der Aufbereitung von Quellen, die von leicht brackigem Grundwasser bis zu dem weit salzigeren Wasser reichen, das beim Bohren anfällt.

In drei Einsatzstudien für Rechenzentren erfasste das Modell, wie Kühltechnik, lokale Salzgehalte, regionaler Wasserstress und die Entsorgung der Sole zusammenwirken. Ein Projekt in Longview, Texas, das mit Umkehrosmose aufbereitetes brackiges Grundwasser nutzt, erzielte unter den drei Fällen den niedrigsten lokalen Wasserstress-Wert. Die Autoren schreiben, das Ergebnis sei allgemeiner gültig: Selbst die energieintensivste Entsalzungsoption verbrauchte nur einen Bruchteil des gesamten Energiebedarfs eines Rechenzentrums.

Für Betreiber von Rechenzentren in Regionen, in denen Süßwasser knapp ist, zeigt die Studie einen Weg auf, der nicht auf die Süßwasserversorgung angewiesen ist, sondern auf Wasser, das sonst unterirdisch verpresst würde. Der Haken sind die Kosten, und Bahadur benennt sie selbst: „Einen Teil dieses Problems können wir mit der bereits vorhandenen Technik lösen; sie ist nur mit Kosten verbunden.“ Die Studie nennt kein Datum für einen Einsatz, und ein darauf aufbauendes Projekt ist nicht angekündigt.