Holz für Rechenzentren? Dieser Tech-Gigant setzt auf Massivholz, um seine CO2-Ziele zu erreichen

Brettsperrholz wird für ein im Bau befindliches Microsoft-Rechenzentrum in Nord-Virginia verlegt. (Bild mit freundlicher Genehmigung von Microsoft)

Microsoft hat in den letzten Rechenzentren seines Netzwerks mit der Verwendung von Massivholz oder Brettsperrholz (CLT) geworben. Das Unternehmen gab zwar nicht bekannt, wie viele seiner über 300 Rechenzentren in 34 Ländern Massivholz verwendet haben, hob jedoch die angebliche Reduzierung des Kohlenstoffausstoßes in „zwei neuen Rechenzentrumsprojekten“ hervor, bei denen eine Kombination aus Brettsperrholz, Stahl und Beton zum Einsatz kommt.

„Es wird geschätzt, dass das hybride Baumodell aus Massivholz, Stahl und Beton den CO2-Fußabdruck von zwei neuen Rechenzentren im Vergleich zur konventionellen Stahlkonstruktion um 35 % und im Vergleich zur typischen Betonfertigteilkonstruktion um 65 % reduzieren wird“, sagte Microsoft.

Rechenzentren sind in der Regel große Anlagen mit dicken Wänden und Decken, die die Sicherheit erhöhen und die Server und Datenbanken im Inneren vor äußeren Einflüssen schützen. Die Zentren sind oft fensterlos und bestehen größtenteils aus Stahl und Beton, was teilweise auf die Wärme zurückzuführen ist, die die Computer im Inneren abgeben.

Während herkömmliches Holz aufgrund der Hitze nicht als ideales Material für Rechenzentren gilt, handelt es sich bei CLT-Massivholz um ein hochentwickeltes und vorgefertigtes Material auf Holzbasis, das feuerbeständig und leichter als Stahl ist (den es in hybriden Massivholzkonstruktionen meist ersetzt).

Der Bau von Rechenzentren erreicht neue Höhen, aber es bestehen Kapazitätssorgen Der Bau von Rechenzentren bleibt ein brandaktueller Teilsektor der Bauindustrie

Garrett DeRooy, Projektmanager und Kostenschätzer in den USA bei PCL Construction mit Sitz in Kanada, der über umfangreiche Erfahrung und Kenntnisse im Bereich von Massivholzgebäuden in der Gegend von Seattle, Washington, verfügt, erklärte gegenüber Construction Briefing die Verarbeitung, die Massivholz einen vermeintlichen Vorteil verschafft. „Es wird entweder zusammengeklebt oder mit Nägeln verleimt … wenn man diese zusammenfügt, erhält man wirklich gute strukturelle Eigenschaften, die eher denen von traditionellen Beton- und Stahlkonstruktionen ähneln.“

DeRooy fügte hinzu, dass sich mit dem Produkt qualitativ hochwertige Spannweiten, Balken und Säulen herstellen lassen und dass das Material aufgrund seines biophilen Aussehens bei der Entwicklung neuer Wohnsiedlungen beliebt sei.

Festigkeitstests haben jedoch gezeigt, dass das Produkt auch im Industriebau zuverlässig funktioniert.

„Es ist sehr stabil“, fügte DeRooy hinzu. „Wir haben herausgefunden, dass man bei vertikaler Belastung und dann bei der Plattenbelastung durch Kreuzlaminierung der Holzstücke interessante Festigkeitseigenschaften erzielen kann.“

Ausbau der Rechenzentren schmälert Ziele bei der Emissionsreduzierung

Das Äußere einer Microsoft-Einrichtung. (Bild: Adobe Stock)

Obwohl die einzigartige Kombination aus Festigkeit und Manövrierfähigkeit dieses neuen Materials es für den Einsatz in Rechenzentren geeignet macht, ist dies kein Grund für Microsofts Entscheidung, Massivholz zu verwenden.

Um seine eigenen Ziele zur Kohlendioxid-Reduzierung zu erreichen, müsse das Unternehmen stattdessen nach alternativen Mitteln suchen, um seine zukünftigen Rechenzentren zu errichten.

„Im Mai gab Microsoft bekannt, dass es innerhalb von drei Jahren eine Reduzierung der direkten Emissionen um 6,3 % erreicht habe. Die indirekten Emissionen stiegen jedoch um 30,9 %, was auf das Wachstum der Rechenzentren und der darin untergebrachten Hardware zurückzuführen ist“, so das Unternehmen. „Indirekte Emissionen sind besonders schwer zu kontrollieren, da sie Kohlenstoffemissionen umfassen, die bei der Gewinnung, Verarbeitung, Herstellung und sogar beim Transport von Materialien freigesetzt werden, und liegen daher außerhalb der direkten Kontrolle von Microsoft.“

Das US-Technologieunternehmen räumte ein, dass diese Strategie keineswegs einzigartig sei.

„Brettsperrholz, ein Grundbestandteil des CO2-armen Bauens in der Europäischen Union, das sich in den USA erst seit kurzem durchsetzt, wird in einem US-Rechenzentrum auf die Probe gestellt, das nach Ansicht von Microsoft eines der ersten Hyperscale-Beispiele für Holzwerkstoffe ist“, sagte Microsoft.

In den USA gibt es für die Massenanwendung von Massivholz Hürden

Luftbild einer Zellstofffabrik für gebleichtes Nadelholz (NBSK) an der Ostküste von Vancouver Island in der Nähe von Nanaimo, British Columbia, Kanada. (Bild: Adobe Stock)

Während die Akzeptanz des vorgefertigten Materials durch Microsoft sicherlich das Vertrauen in Massivholz auf nationaler Ebene stärken dürfte, gibt es immer noch erhebliche Hindernisse.

Im kleineren Maßstab haben Städte und Gemeinden in ganz Amerika oft Bauvorschriften oder Zonengesetze, die die Verwendung von Massivholz unbeabsichtigt einschränken. Von der Mitte des 19. Jahrhunderts bis ins 20. Jahrhundert hinein verlangten viele große amerikanische Städte, dass neue Gebäude aus Ziegeln oder Steinen gebaut werden, was schließlich dazu führte, dass Holzbau in städtischen Gebieten in den gesamten USA verboten wurde.

In den meisten modernen Fällen erhielten Hochhäuser und Bauvorhaben aus Massivholz in den Städten allerdings erst grünes Licht, nachdem eine spezielle Genehmigung eingeholt wurde oder die Gemeinde entsprechende Änderungen an den örtlichen Verordnungen vorgenommen hatte.

Das größte Hindernis für die breite Einführung ist jedoch der zuverlässige Zugang zu regionalen Nadelholz-Sägewerken (Nacktsamer wie Kiefer und Fichte). Nadelholz wird zur Herstellung von CLT benötigt, aber die Zahl der Sägewerke für Nacktsamer ist im Laufe der Jahrzehnte erheblich zurückgegangen, von mehr als 1.000 Sägewerken im Jahr 1995 auf heute schätzungsweise 600 (in den USA und Kanada).

Das bedeutet, dass Schnittholz und Massivholzprodukte über das ganze Land und in manchen Fällen sogar aus nordischen europäischen Ländern transportiert werden müssen. Diese Tatsache verursacht erhebliche Kosten und kann tatsächlich die CO2-Emissionen des Produkts erhöhen.

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Um diesem Problem entgegenzuwirken, hat die Bauindustrie in den USA mit bestehenden Laubholzsägewerken zusammengearbeitet und ihnen dabei geholfen, zusätzlich zu ihren bestehenden Betrieben auch die Verarbeitung von Nadelholz zu integrieren.

„Wenn mehr Anbieter auftauchen, wird dies eine preislich wettbewerbsfähigere Branche“, sagte DeRooy von PCL, der darauf hinwies, dass es sich um eine zweiseitige Angelegenheit handelt, da die Bauwirtschaft ihren Teil dazu beitragen wird, die Spezifikationen für Massivholz zu standardisieren und gleichzeitig einen neuen Materialmarkt für Sägewerke zu schaffen. „Es gibt eine bestimmte Leistungsbewertung, die wir richtig hinbekommen wollen, um den Markt für andere Leute zu öffnen, die traditionellere Sägewerke betreiben … was meiner Meinung nach auch zu mehr Wettbewerb führen wird und normalerweise zu besseren Preisen führt.“

Auch die aggressive Lobbyarbeit der amerikanischen Stahlindustrie könnte sich als Schreckgespenst für den Bau von Massivholz erweisen. Drei US- Stahlhandelsverbände lehnten einen parteiübergreifenden Gesetzentwurf ab , der die Verwendung von Massivholz bei Bundes- und Militärbauprojekten fördern würde, und ein Meinungsartikel des Präsidenten und CEOs des American Iron and Steel Institute, Kevin Dempsey, kursiert seit seiner Veröffentlichung im Jahr 2020 regelmäßig online und in regionalen Zeitungen.

„Wenn Holz als erneuerbarer Rohstoff erwähnt wird, werden die durch Kahlschlag verursachte Dezimierung der Wälder, der Verlust von Kohlendioxid aus ausgewachsenen Bäumen und die Jahre, die es dauert, diese Bäume zu ersetzen, häufig übersehen“, schrieb Dempsey.

Die Betonindustrie hingegen hat sich aus dem Streit weitgehend herausgehalten.

Microsoft verfolgt andere Strategien beim Rechenzentrumsbau

Render eines in Entwicklung befindlichen Hochhausprojekts aus Massivholz in Milwaukee, Wisconsin, USA. (Bild: Michael Green Architecture)

Doch während sich in aller Munde ein Krieg um die Rohstoffe zusammenbraut und sich das Ökosystem der US-Nadelholzverarbeitungsbetriebe entwickelt, meint Jim Hanna, Leiter für Nachhaltigkeit im Rechenzentrums-Engineering-Team von Microsoft: „Wir müssen alle mit anpacken.“

Das Unternehmen fügte hinzu: „Die Investitionen in kohlenstoffarme Baumaterialien – von Beton, der Kohlendioxid dauerhaft bindet, bis hin zur wasserstoffbetriebenen Stahlproduktion – werden erhöht, um die kommerzielle Versorgung zu beschleunigen.

„Um seine künftige Abhängigkeit von herkömmlichem Stahl zu reduzieren, ist Microsoft im vergangenen Jahr Investor beim schwedischen Unternehmen Stegra ( ehemals H2 Green Steel ) geworden, das in Nordschweden das ‚weltweit erste‘ großangelegte Ökostahlwerk baut, das im Vergleich zur herkömmlichen Stahlproduktion eine Reduzierung der Kohlendioxidemissionen um bis zu [angeblich] 95 % erreichen soll.“

US-Firma für Bauarbeiten am „weltweit ersten“ Stahlwerk auf Basis erneuerbaren Wasserstoffs ausgewählt Ein amerikanisches Unternehmen hilft beim Bau eines „grünen Stahlwerks“ in Schweden