Neue Energietechnologie bei BMW

Grundwasser kühlt Rechenzentrum

Dr. Klaus Manhart hat an der LMU München Logik/Wissenschaftstheorie studiert. Seit 1999 ist er freier Fachautor für IT und Wissenschaft und seit 2005 Lehrbeauftragter an der Uni München für Computersimulation. Schwerpunkte im Bereich IT-Journalismus sind Internet, Business-Computing, Linux und Mobilanwendungen.
Für die Kühlung des Forschungs- und Innovationszentrums der BMW Group in München wird die natürliche Kälte von Grundwasser genutzt. Das innovative Verfahren wurde mit dem Bayerischen Energiepreis ausgezeichnet.

Immer mehr Bürogebäude verfügen über IT-Anlagen. Dabei wird nicht nur die Kühlung der eigentlichen IT immer wichtiger, sondern die der Gebäudekühlung insgesamt. Zudem hat sich der Anteil der Gebäude mit modernen, großflächigen Glasfassaden erhöht. Solche Häuser benötigen - bei entsprechender Sonneneinstrahlung - bereits ab 6 Grad Celsius Außentemperatur Kühlung.

Lässt sich diese Kühlung nicht durch Fernwärme unter Anwendung einer Absorptionsanlage herstellen, kommt nur eine elektrische Kompressionskälteerzeugung in Betracht. Diese verbraucht jedoch sehr viel Energie und verursacht erhebliche CO2-Emissionen.

Um das Forschungszentrum der BWM-Group München umweltfreundlicher zu kühlen, sollte eine energiesparendere, klimafreundlichere Methode als Alternative zu der herkömmlichen Kompressionskälteerzeugung gefunden werden. Gemeinsam mit der BMW Group entwickelten die Stadtwerke München deshalb ein neues Verfahren.

Grundwasser nutzen

Schematische Darstellung von der Wasserentnahme im Düker, Transport zum Rechenzentrum und Wasserrückführung in das Dükerbauwerk (Quelle:BMW Group).
Schematische Darstellung von der Wasserentnahme im Düker, Transport zum Rechenzentrum und Wasserrückführung in das Dükerbauwerk (Quelle:BMW Group).

Für das Vorhaben wurde Grundwasser aus den Dükerbauwerken der Münchener U-Bahn entnommen. Ein Düker ist ein unterirdisches Rohrsystem. Dieses gewährleistet den Grundwasserfluss quer zur U-Bahn-Trasse. Ziel war, die natürliche Kälte des Wassers für die Gebäudekühlung zu nutzen.

Das Grundwasser wird auf der Zustromseite des Dükerbauwerks entnommen. Danach gelangt es über eine 4,6 km lange Rohrleitung in das Forschungs- und Innovationszentrum der BMW Group. Dort besteht das Kühlsystem aus zwei Kreisläufen. Zuerst tauscht das Grundwasser, das 12 Grad Celsius kalt ist, seine Kälte mit einem Kühlkreislauf der BMW Group. Auf diese Weise liefert es die Endenergie Kälte, um das Rechenzentrum zu kühlen. Dabei erwärmt es sich auf 17 Grad. Nach dieser Anwendung wird es wieder auf der Abstromseite des Dükerbauwerks in den Grundwasserkreislauf eingespeist.

Kaum CO2-Emissionen

Das innovative Kühlsystem mit Grundwasser vermeidet fast vollständig CO2-Emissionen und trägt so erheblich zum Klimaschutz bei. Zudem braucht es 90 Prozent weniger Strom. Die restlichen 10 Prozent (0,06 kWhPE) benötigen der Betrieb der Fernkälteanlage samt der Pumpen, die das Grundwasser transportieren.

Die grundwasserbasierte Fernkälteanlage läuft vollautomatisch. Durch drehzahlgeregelte Pumpen passt sie sich dem jeweiligen Kältebedarf an. Diese bedarfsgerechte Einstellung spart zusätzlich Strom. Im Vergleich zur klassischen Kompressionskältemaschine kostet die Anlage - trotz ihrer Komplexität - weniger Unterhalt.

Für ihre innovative Leistung im Bereich rationelle Energienutzung, erneuerbare Energien und neue Energietechnologie erhielten die Stadtwerke München und die BMW Group den Bayerischen Energiepreis.