Exploiter les rejets de chaleur: des serveurs informatiques pour chauffer des serres
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I centri dati sprecano molta energia, ma il loro calore residuo può essere utilizzato. Una start-up svizzera lo sta trasformando in energia termica per serre, alberghi e industrie.
Rechenzentren verschwenden viel Energie – doch ihre Abwärme kann genutzt werden. Ein Schweizer Start-up macht daraus Heizenergie für Gewächshäuser, Hotels und Industrie.
Les centres de calcul gaspillent beaucoup d'énergie - mais leur chaleur résiduelle peut être utilisée. Une start-up suisse en fait de l'énergie de chauffage pour les serres, les hôtels et l'industrie.
Chiediamo sempre più potenza di calcolo ai nostri computer: una singola richiesta a ChatGPT consuma 2,9 wattora, dieci volte di più di una normale ricerca su Google. Solo i grandi computer e i server possono fornire questo tipo di potenza di calcolo.
Queste producono una grande quantità di calore di scarto che finora è rimasto inutilizzato. La start-up svizzera K51 riduce questo spreco di energia e lo utilizza per riscaldare le serre.
Potenza di calcolo come "carburante" innovativo
I moderni data center sono già alimentati da energia rinnovabile, il che riduce le emissioni di CO2. Tuttavia, rimane un problema: che fine fa il calore residuo dei computer?
Una buona parte di essa finisce inutilizzata nell'atmosfera. È qui che entra in gioco la start-up K51, che gestisce computer ad alte prestazioni dove è possibile utilizzare il calore privo di fonti fossili, ad esempio in serre, hotel o impianti industriali. Poiché i computer ad alte prestazioni sono alloggiati in vasche di raffreddamento a immersione, il 97% del calore viene catturato e reimmesso nelle serre, ad esempio per il riscaldamento.
"Forniamo calore privo di fonti fossili e utilizziamo la potenza di calcolo come 'carburante' innovativo", afferma Benoît Stroelin, cofondatore e CEO di K51. "Il nostro obiettivo è ridurre in modo significativo lo spreco di energia nel calcolo ad alte prestazioni e dare così un contributo rilevante alla decarbonizzazione".
Opportunità nell'approvvigionamento di energia elettrica
Questo approccio ha il potenziale per cambiare radicalmente il modo in cui utilizziamo l'energia e la potenza di calcolo. L'accumulo di calore disaccoppia la potenza di calcolo dalla produzione di calore. Ciò crea opportunità per l'approvvigionamento di energia elettrica e una flessibilità che può essere utilizzata per stabilizzare le reti elettriche. In particolare, l'approvvigionamento di energia elettrica viene posticipato a ore favorevoli. K51 riceve da BKW i corrispondenti segnali di prezzo per il giorno successivo. Il sistema di gestione dell'energia li utilizza per programmare i computer e invia a BKW le previsioni di consumo previste.
Quindi acquista le quantità necessarie sul mercato dell'elettricità a breve termine (mercato spot). BKW utilizza i centri dati anche sul mercato dell'energia di bilanciamento. In questo modo, K51 contribuisce alla stabilità della rete e genera un reddito aggiuntivo.
Una situazione vantaggiosa per tutte le parti coinvolte
Lo dimostra questo esempio: La sostenibilità e l'economicità possono sicuramente essere conciliate. I fornitori di energia e i consumatori traggono vantaggio da entrambe le parti grazie a soluzioni innovative. Con l'aumento della domanda, verranno costruiti altri centri dati e integrati nello start-up K51. Si sta inoltre lavorando per rendere il sistema ancora più intelligente.
Il terzo "Win!" va agli orticoltori svizzeri. Essi devono affrontare la sfida di riscaldare le loro serre senza combustibili fossili a partire dal 2030. Con la sua tecnologia per la cattura e l'utilizzo del calore residuo, K51 offre un'alternativa alle fonti energetiche fossili. Aiuta quindi i coltivatori svizzeri a soddisfare i requisiti di efficienza energetica e sostenibilità.
Wir fordern von unseren Computern immer mehr Rechenleistung: Eine einzige Anfrage an ChatGPT verbraucht 2,9 Wattstunden, also zehnmal mehr als eine reguläre Suchanfrage bei Google. Derartige Rechenleistungen können nur grosse Computer und Server leisten.
Dabei produzieren diese sehr viel Abwärme, die bisher ungenutzt blieb. Das Schweizer Start-up K51 reduziert diese Energieverschwendung und beheizt mit dieser Abwärme Gewächshäuser.
Rechenleistung als innovativer «Brennstoff»
Moderne Rechenzentren werden heute bereits mit erneuerbarer Energie betrieben – so verringert sich die CO2-Belastung. Dennoch bleibt ein Problem: Was geschieht mit der Abwärme der Computer?
Ein Grossteil geht ungenutzt in die Atmosphäre. Hier setzt das Start-up K51 mit seiner Lösung an und betreibt Hochleistungscomputer dort, wo fossilfreie Wärme genutzt werden kann – zum Beispiel in Gewächshäusern, Hotels oder Industrieanlagen. Weil die Hochleistungscomputer in Tauchkühltanks untergebracht sind, werden 97 Prozent der Wärme aufgefangen und etwa zu Heizzwecken in Gewächshäuser zurückgeführt.
«Wir liefern fossilfreie Wärme und nutzen Rechenleistung als innovativen ‹Brennstoff›», sagt Benoît Stroelin, Co-Gründer und CEO von K51. «Unser Ziel ist es, die Energieverschwendung im High-Performance-Computing massgeblich zu reduzieren und so einen relevanten Beitrag zur Dekarbonisierung zu leisten.»
Opportunitäten beim Strombezug
Dieser Ansatz hat das Potenzial, den Umgang mit Energie und Rechenleistung grundlegend zu verändern. Durch die Wärmespeicherung werden Rechenleistung und Wärmeabgabe entkoppelt. So entstehen Opportunitäten beim Strombezug sowie Flexibilitäten, die zur Stabilisierung der Stromnetze eingesetzt werden können. Konkret wird der Bezug von Strom auf die günstigen Stunden verschoben. K51 erhält von der BKW entsprechende Preissignale für den folgenden Tag. Das Energiemanagement-System programmiert damit die Rechner und sendet die erwartete Verbrauchsprognose zurück an die BKW.
Diese beschafft die benötigten Mengen dann am kurzfristigen Strommarkt (Spotmarkt). Zudem setzt die BKW die Rechenzentren am Regelenergiemarkt ein. Damit trägt K51 zur Netzstabilität bei und generiert nebenbei zusätzliche Einnahmen.
Eine Win-win-win!-Situation für alle Beteiligten
Was sich hier am Beispiel zeigt: Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit sind durchaus miteinander zu vereinbaren. Energieversorger und Verbraucher gewinnen dank innovativer Lösungen auf beiden Seiten. Mit der zunehmenden Nachfrage sollen beim Start-up K51 weitere Rechenzentren entstehen und integriert werden. Auch wird laufend daran gearbeitet, das System noch intelligenter werden zu lassen.
Das dritte «Win!» geht an die Schweizer Gemüsebäuerinnen und -bauern. Sie stehen vor der Herausforderung, ihre Gewächshäuser ab 2030 ohne fossile Brennstoffe zu beheizen. Mit ihrer Technologie, Abwärme aufzufangen und zu nutzen, bietet K51 eine Alternative zu fossilen Energiequellen. Es unterstützt somit Schweizer Gärtnerinnen und Gärtner dabei, die Anforderungen an Energieeffizienz und Nachhaltigkeit zu erfüllen.
Nous exigeons une puissance de calcul toujours plus grande de la part de nos ordinateurs. Une simple requête sur ChatGPT consomme 2,9 wattheures, soit dix fois plus qu’une recherche classique sur Google. Seuls les plus grands ordinateurs et serveurs peuvent fournir une telle puissance de calcul.
Ce faisant, ils génèrent une grande quantité de chaleur résiduelle qui est restée jusqu’à présent inexploitée. La start-up suisse K51 réduit ce gaspillage d’énergie et l’utilise pour chauffer des serres.
La puissance de calcul se révèle être un «combustible» innovant
Les centres de données modernes fonctionnent aujourd’hui déjà grâce à des énergies renouvelables, ce qui permet de réduire les émissions de CO2. Un problème subsiste toutefois: qu’advient-il des rejets de chaleur générés par les ordinateurs? Une grande proportion est rejetée dans l’atmosphère sans être utilisée. C’est précisément là que la solution de la start-up K51 entre en jeu: elle exploite des ordinateurs à haute performance là où la chaleur exempte d’énergie fossile peut être exploitée, par exemple dans des serres, des hôtels ou des installations industrielles. Étant donné que les ordinateurs à haute performance sont placés dans des réservoirs de refroidissement immergés, 97% de la chaleur est captée et, par exemple, réinjectée pour chauffer des serres.
«Nous fournissons de la chaleur sans énergie fossile et utilisons la puissance de calcul en qualité de ‹combustible› innovant», explique Benoît Stroelin, cofondateur et CEO de K51. «Notre objectif est de réduire de manière considérable le gaspillage d’énergie dans l’informatique de haute performance et de contribuer ainsi largement à la décarbonisation.»
Opportunités en matière d’achat d’électricité
Cette approche a le potentiel de modifier fondamentalement la gestion de l’énergie et de la puissance de calcul. L’accumulation de la chaleur entraîne la dissociation de la puissance de calcul et du débit de chaleur. Ainsi, des opportunités se créent au niveau de l’achat d’électricité et de sa flexibilité, ce qui peut contribuer à stabiliser les réseaux électriques.
Concrètement, on reporte l’achat d’électricité aux heures creuses. K51 reçoit de BKW des alertes de prix correspondant pour le jour suivant. Le système de gestion de l’énergie s’en sert pour programmer les ordinateurs et retourne les prévisions de consommation à BKW.
Cette dernière s’approvisionne alors en quantités nécessaires sur le marché de l’électricité à court terme (marché spot). En outre, BKW a recours aux centres de calcul sur le marché de l’énergie de réglage. K51 contribue ainsi à la stabilité du réseau tout en générant des recettes supplémentaires.
Une situation où toutes les parties prenantes sont gagnantes!
Cet exemple montre qu’il est tout à fait concevable de concilier durabilité et rentabilité. Les fournisseurs d’énergie et les consommateurs y trouvent leur compte grâce à des solutions innovantes des deux côtés. En raison de la demande croissante, la start-up K51 prévoit de créer et d’intégrer d’autres centres de données. Des améliorations sont également apportées en permanence pour rendre le système encore plus intelligent.
Les maraîchers suisses en sortent aussi gagnants. Ces derniers doivent relever le défi de chauffer leurs serres sans recourir aux combustibles fossiles à partir de 2030. Grâce à sa technologie permettant de capter et d’utiliser les rejets de chaleur, K51 offre une alternative aux énergies fossiles. Les agriculteurs suisses bénéficient ainsi d’un soutien qui leur permet de satisfaire aux exigences en matière d’efficacité énergétique et de durabilité.
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Prima pubblicazione:
17.4.2025
Ultimo aggiornamento:
9.4.2025
Cos'è il mercato dell'energia di bilanciamento?
Se c'è troppa poca elettricità nella rete, il consumo deve essere ridotto o la produzione aumentata. Se c'è troppa elettricità, accade il contrario. In qualità di gestore della rete di trasmissione, Swissgrid è responsabile della stabilità della rete. Non disponendo di impianti propri, deve procurarsi questa flessibilità sul mercato dell'energia di bilanciamento.
Se è necessaria una stabilizzazione della rete, in questo esempio specifico viene inviato un segnale ai centri dati K51. A seconda dello stato dei computer e della domanda, questi si accendono o si spengono. Grazie all'accumulatore di calore, questo non ha un impatto diretto sulla potenza di riscaldamento.
Gibt es zu wenig Strom im Netz, muss der Verbrauch reduziert oder die Produktion erhöht werden. Gibt es zu viel Strom, läuft es genau umgekehrt. Als Übertragungsnetzbetreiberin ist Swissgrid verantwortlich für die Netzstabilität. Da sie über keine eigenen Anlagen verfügt, muss sie sich diese Flexibilitäten am Regelenergiemarkt beschaffen.
Kommt es zu einem Bedarf für die Netzstabilisierung, wird im konkreten Beispiel ein Signal an die Rechenzentren von K51 gesendet. Abhängig vom Status der Rechner und vom Bedarf schalten sich diese an oder ab. Dank des Wärmespeichers hat dies keinen unmittelbaren Einfluss auf die Heizleistung.
Infobox: Qu’est-ce que le marché de l’énergie de réglage?
S’il y a trop peu d’électricité dans le réseau, alors la consommation doit être réduite ou la production augmentée. S’il y a trop d’électricité, le processus est inversé. En tant que gestionnaire du réseau de transport, Swissgrid est responsable de la stabilité du réseau. Comme elle ne dispose pas de ses propres installations, elle doit se procurer une telle souplesse sur le marché de l’énergie de réglage.
Dans cet exemple concret, si un besoin de stabilisation du réseau se fait sentir, un signal est envoyé aux centres de calcul de K51. En fonction de l’état des ordinateurs et des besoins, ils s’allument ou s’éteignent. Grâce à l’accumulateur de chaleur, cette opération n’a pas d’influence directe sur la capacité de chauffage.
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