Caterpillar und Microsoft testen Wasserstoff-Brennzellen für Rechenzentren

Caterpillar ist als Hersteller von Bau- und Bergbaumaschinen bekannt. Das Unternehmen hat zusammen mit Microsoft und Ballard Power Systems ein Projekt gestartet, um eine lückenlose und gleichzeitig ressourcenschonende Energieversorgung von Rechenzentren zu gewährleisten. Nun gab Caterpillar kürzlich die erfolgreichen Ergebnisse bekannt: Es ist nachweislich möglich, großformatige Wasserstoff-Brennzellen zur zuverlässigen und nachhaltigen Stromversorgung von Rechenzentren einzusetzen.

Der Feldtest des Projekts wurde nach Angaben der Unternehmen in einer anspruchsvollen Umgebung durchgeführt: in einer Höhe von 1.800 Metern über dem Meeresspiegel und bei Temperaturen unter 0 Grad. Die Testbedingungen simulierten ein Ereignis mit einer 48-stündigen Notstromversorgung im Microsoft-Rechenzentrum in Cheyenne, Wyoming (Vereinigte Staaten). Dabei wurde eine Wasserstoff-Brennstoffzelle in das Kraftwerk des Rechenzentrums integriert, um kritische Lasten zu unterstützen.

Es zeigte sich: Das Multi-Megawatt-Rechenzentrum konnte unterbrechungsfrei mit Strom versorgt werden. Auch war es möglich, die Anforderungen an die Betriebszeit von 99,999 % zu erfüllen. Bei der Simulation kam ein Caterpillar-Microgrid-Controller zum Einsatz, um zwei Batteriespeichersysteme des Typs Cat Power Grid Stabilisation (PGS) 1260 zusammen mit der 1,5-Megawatt-Wasserstoffbrennstoffzelle zu betreiben.

Caterpillar leitete das Projekt und sorgte für die Gesamtintegration des Systems, der Elektronik sowie der Microgrid-Steuerung, die das Kernstück der Wasserstoff-Energiequellenlösung bildete.

„Diese erfolgreiche Zusammenarbeit mit Microsoft und Ballard zeigt das Potenzial von Wasserstoff-Brennstoffzellen, um Rechenzentren bei der Deckung des kritischen Energiebedarfs zu helfen und gleichzeitig die Kohlenstoffemissionen zu reduzieren“, erläuterte Jaime Mineart, Senior Vice President von Caterpillar Electric Power.

Sean James, Senior Director of Datacenter Research bei Microsoft, fügte hinzu: „Der Erfolg dieses Projekts bietet den Anbietern von Hyperscale-Umgebungen die Möglichkeit, über die Förderung von Innovationen zugunsten der Nachhaltigkeit von Energieerzeugungstechnologien nachzudenken.“ Dazu wies James darauf hin, dass diese Forschung und die Ergebnisse im Zusammenhang mit Wasserstoff-Brennstoffzellen dem Unternehmen helfen werden, sein Ziel zu erreichen: Bis 2030 soll Microsoft negative Kohlenstoffemissionsraten haben.

Das Projekt wurde vom Büro für Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien des US-Energieministeriums (US Department of Energy, DOE) im Rahmen der H2@Scale-Initiative unterstützt und teilweise finanziert. Diese Initiative bringt Akteure zur Förderung von erschwinglichen Lösungen für Produktion, Transport, Speicherung und Nutzung von Wasserstoff in verschiedenen Sektoren zusammen. Während des Feldtests analysierte das National Renewable Energy Laboratory (NREL) des DOE die Auswirkungen auf Sicherheit, Wirtschaft und Treibhausgase.

„Wir sehen diesen Projektabschluss als wichtigen Beweis für die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Ballard-Brennstoffzellen als emissionsfreie Backup-Stromquelle für Rechenzentren. Es freut uns zu sehen, dass unsere Produkte in der Lage sind, den kritischen Energiebedarf von Kunden in dem schnell wachsenden Sektor der Rechenzentren zu decken“, kommentiert David Mucciacciaro, Commercial Director von Ballard Power Systems.

Eine weitere Initiative

Im vergangenen Dezember stellten Honda, Mitsubishi und Tokuyama ein Projekt vor, das den Betrieb eines Rechenzentrums mit Wasserstoff als Nebenprodukt einer Salzwasser-Elektrolyse-Anlage demonstrieren sollte. Hierfür wurden Brennstoffzellen aus Elektrofahrzeugen verwendet.

Die Initiative ist in der japanischen Stadt Shunan (Präfektur Yamaguchi) angesiedelt. Sie zielt darauf ab, ein von Mitsubishi betriebenes Rechenzentrum mit Strom aus einem stationären Kraftwerk zu versorgen, das Honda basierend auf der Wiederverwendung von Brennstoffzellen aus Elektrofahrzeugen entwickeln wird. Dabei kommt Wasserstoff zum Einsatz, der als Nebenprodukt in einer Anlage in der Stadt Tokuyama (ebenfalls Präfektur Yamaguchi) anfällt, die industrielle Elektrolyse von Salzwasser betreibt.

Im Rahmen des Projekts liegt der Fokus vor allem auf zwei Punkten: (1) den Einsatz von Brennstoffzellen als Primär- und Backup-Energiequelle für Rechenzentren und zum Ausgleich von Netzen; sowie (2) die wirtschaftlichen Faktoren und die Durchführbarkeit integrierter Wasserstoff-Geschäftsmodelle zu verifizieren – für den Betrieb von Brennstoffzellen sowie für die Versorgung mit Wasserstoff.

Nach Angaben der Partnerunternehmen wird das Projekt vom 31. März 2024 bis zum 31. März 2026 laufen.