Teplo z datacenter může být zdarma. Za jakých okolností?

Zákazníci datacenter zaplatí za elektřinu, kterou počítače s účinností 99,5 % přemění na teplo. Toto teplo dnes datacentra bez užitku vyhazují do vzduchu a během horkých letních dnů potřebují další elektřinu na aktivní chlazení. Kdyby toto teplo někdo využil, mohl by ho mít zadarmo a ještě tak datacentru zlepšit chlazení?

Na konferenci Průmyslová tepelná čerpadla 2025 tuto otázku rozvinul Manuel Vilaça ze společnosti Digital Realty. Čtvrtý ročník konference s podtitulem „elektrifikace v akci“ pořádala společnost Exergie Česká republika.

Jak se chladí datacentrum?

Počítače datacentra, na němž Manuel Vilaça prezentoval předávání tepla, byly chlazené vzduchem. Servery ženou vzduch přes vlastní chladiče a ohřátý vzduch se v sále odvede do uliček (obvykle jsou uspořádané jako studená/horká ulička). Halové vzduchotechnické jednotky (CRAH) pak tento vzduch ochladí přes vodní výměník a ochlazený vrátí zpět do haly.

Ohřátá voda z výměníků je vedena do venkovních chladičů, kde je chlazena pasivně, jen ventilátorem (dry cooler, free cooling). A když je výkon počítačů vysoký nebo je venku příliš teplo, spustí se aktivní chlazení – chiller.

Přečtěte si také Teplárenství v době Green dealu: tepelná čerpadla, kogenerace a masivní akumulace Přečíst článek

Teplo z datacentra a zdroje elektřiny

Voda z datacentra má teplotu okolo 35 °C celý rok. To není dostatečné pro přímé vytápění, ale je to velmi slušný základ pro tepelné čerpadlo. Každý stupeň, o který zvládne odběratel tepla vodu ochladit, je pro datacentrum výhoda.

Využití tepla z datacentra je win-win pro obě strany. Datacentrum zapojením do vytápění získá chladnější vodu pro chlazení počítačů, odběratel získá teplo levně nebo dokonce zdarma.

Technologicky je to jednoduché, chladícímu okruhu datacentra se předřadí další výměník pro odvod tepla ven, tak, aby odběratel získal co nejteplejší vodu přímo z jednotek CRAH. Voda se od odběratele vrátí ochlazená a podle potřeby se dochladí přes již existující technologie. A podle toho, jak je výměník nastavený, buď stačí sám o sobě, nebo se mu při vyšším odporu přizpůsobí čerpadlo nebo dodělá samostatný okruh.

Další výhoda je, že datacentrum má obvykle slušnou a kvůli záloze i naddimenzovanou nebo dvojitou přípojku elektřiny (ze dvou různých stran). A k tomu mívá záložní zdroje – generátory, UPS baterie nebo fotovoltaiku. Všechna tato infrastruktura se dá využít i pro pohon tepelného čerpadla.

Propojení datacenter se soustavou vytápění tak dává perfektní smysl. Jaká jsou tu „ale“?

Přečtěte si také Datová centra jako zdroj tepla Přečíst článek

Na čem stojí spolupráce?

1. aktéři – datacentrum a potenciální odběratel tepla – o sobě musí navzájem vědět a musí se domluvit. Ne vždy je potřeba takové spolupráce oboustranná nebo dost silná.
2. dlouhodobý závazek nemusí každému vyhovovat.
3. teplo je v principu zdarma, ale musí se financovat infrastruktura pro vyvedení a předání tepla. A musí se dohodnout, kdo to zaplatí.
4. odběratel tepla nesmí být od datacentra moc daleko.

Pojďme si důvody rozebrat.

1. Dohoda na odběru tepla vyžaduje oboustranné úsilí, a otázka je, zda to jednomu nebo oběma aktérům za to stojí. Když jeden bude vyhazovat své teplo do vzduchu a druhý přes ulici bude v té samé době pálit plyn na ohřev vody, oba mají své potřeby vyřešené bez toho, aby se museli s někým dohadovat. Ano, propojení by znamenalo úspory na obou stranách. Ale jsou tyto úspory – i vzhledem k nutným investicím – tak zásadní nebo na obou stranách nepostradatelné? Nejspíš ne. Musí se tak sejít aktéři, kterým na smysluplném využití energie opravdu záleží.
2. Když postavíte dodávku tepla na spolupráci – bude jedna nebo druhá strana spolupracovat nebo dokonce existovat i za 20 let? Stát se může samozřejmě všelicos, ale v tuto chvíli nic nenasvědčuje tomu, že by poklesl zájem o dodávku tepla z centrálního zásobování, které by díky využití odpadního tepla mělo být i levné. A nic nenasvědčuje ani tomu, že by klesal zájem o služby datacenter, právě naopak.
3. Datacentrum pro předávání tepla potřebuje dodatečné trubky, výměník a čerpadlo nebo kompresor. Když jejich instalaci zaplatí odběratel tepla, může mít od spuštění technologie teplo zdarma. Když tuto instalaci platí datacentrum, nemůže dávat teplo zdarma, dokud se tato instalace nezaplatí.
4. Čím dál jsou od sebe odběratel a zdroj tepla, tím větší jsou náklady na propojení a ztráty v potrubí. Jinak řečeno, s rostoucí vzdáleností výhoda tepelného propojení klesá. Datacentrum postavené někde stranou „v pustině“ nemá teplo komu předat.

Přečtěte si také Tepelná čerpadla pro průmysl a zásobování teplem s teplotami až 200 °C Přečíst článek

Chlazení datacenter během vln veder?

V diskuzi na konferenci Průmyslová tepelná čerpadla 2025 zazněla i otázka, zda provoz datacenter nějak ohrožují klimatické změny v podobě častějších vln veder? Odpověď byla jednoznačná: ne. Vlny veder zvyšují spotřebu elektřiny na aktivní chlazení počítačů, ale samotné chladiče jsou s rezervou naddimenzované.

Komentář redaktora vytápění, Josefa Hodbodě, TZB-info

Název článku lze samozřejmě chápat jen jako nadsázku. Žádné teplo, které se musí přepravit odněkud někam, není zdarma a zvlášť když se mění teplonosič nebo se upravují jeho parametry, třeba teplota. Odborně fundovaně o teple z datacenter hovoří například autoři článku Datová centra jako zdroj tepla.

Autor nezmiňuje ideální případ, který spočívá v tom, že datacentrum postaví developer například jako součást vytápění nové čtvrti, průmyslového areálu atp. Pak se nemusí řešit zpravidla nepřekonatelně rozporné zájmy mezi mezi výrobcem tepla, majitelem sítě, někdy i uměle vloženým překupníkem tepla a spotřebitelem tepla, když některý z těchto článků by mohl přijít o svůj byznys. Kapitálová síla velkých developerů je na to dnes připravena, ale bohužel, datacetrum, to je pro ně jiný byznys, než který zvládají.

Druhý ideální případ vidím v transformaci tepláren, které mají dlouhodobě jistý odběr tepla. Jenže samotné teplárny, které nyní značně investují do kogenerační výroby elektřiny a tepla, na investici do datového centra nemají dost financí a o nějaké fúzi majitele teplárny a investora do datového centra jsem zprávu neviděl. Zřejmě i proto je příkladů využití odpadního tepla z datacenter zatím málo. Možná, že zestátněný ČEZ, pokud zestátnění proběhne, takový příklad vytvoří.