Water Usage Effectiveness (WUE): Wasserverbrauch im Rechenzentrum

Die Water Usage Effectiveness (WUE, deutsch „Effektivität der Wassernutzung") ist eine Kennzahl für den Wasserverbrauch eines Rechenzentrums. Sie wurde von The Green Grid als Ergänzung zur Power Usage Effectiveness (PUE) eingeführt, weil eine effiziente Stromnutzung nicht automatisch sparsam mit Wasser umgeht.

Die Formel

WUE = jährlicher Wasserverbrauch in Litern / Energiebedarf der IT in kWh

Das Ergebnis wird in Litern pro Kilowattstunde angegeben. Eingerechnet wird dabei nicht nur das Wasser, das im Rechenzentrum selbst verdunstet oder verdampft, sondern auch der Wasserbedarf, der bei der Stromerzeugung für das Rechenzentrum anfällt — je nach Bilanzgrenze getrennt ausgewiesen.

Woher der Verbrauch kommt

  • Verdunstungskühlung: Kühltürme und adiabate Kühler nutzen die Verdunstung von Wasser zur Wärmeabgabe. Verdunstetes Wasser muss laufend ersetzt werden.
  • Abschlammung: Damit sich Salze im Kreislauf nicht aufkonzentrieren, wird regelmäßig Wasser abgelassen und ersetzt.
  • Befeuchtung: Die Zuluft muss bei trockenem Wetter befeuchtet werden, um die vorgeschriebene Luftfeuchte zu halten.
  • Indirekter Verbrauch: Auch die Kühlung von Kraftwerken in der Stromerzeugung verbraucht Wasser, das je nach Bilanzgrenze zum WUE zählt.

Typische Werte

  • Wasserlose Kühlung (luftgekühlt, geschlossener Kreislauf): WUE nahe 0 bis etwa 0,2 L/kWh.
  • Verdunstungskühlung: häufig zwischen 1,0 und 2,0 L/kWh, bei hoher Belastung und schlechter Wasserqualität auch deutlich mehr.

Ein Wert von 1,8 L/kWh bedeutet: Für jede Kilowattstunde, die die Server verbrauchen, verdunsten rund 1,8 Liter Wasser.

Der Zielkonflikt mit dem PUE

WUE und PUE verhalten sich in der Praxis oft gegenläufig:

  • Wassergekühlte Verdunstung senkt den Strombedarf der Kühlung deutlich, treibt aber den Wasserverbrauch in die Höhe.
  • Rein luftgekühlte Anlagen kommen ohne Kühlwasser aus (WUE nahe 0), brauchen dafür mehr Strom — der PUE liegt typischerweise bei 1,4 bis 1,8.

Eine Bewertung nur nach dem PUE führt deshalb dazu, dass der Wasserverbrauch aus dem Blick gerät. Zusammen mit der Carbon Usage Effectiveness (CUE) ergibt sich erst das vollständige Bild von Energie, Wasser und Emissionen.

Hygiene und Betriebssicherheit

Verdunstungskühlanlagen setzen Aerosole frei und sind damit ein potenzieller Ort für Legionellen. In Deutschland regelt die 42. BImSchV den Betrieb solcher Anlagen; die VDI-Richtlinie 2047 beschreibt die hygienischen Anforderungen. Dazu gehören regelmäßige Reinigung, eine geeignete Wasseraufbereitung mit Bioziden, planmäßige Probenahmen und eine lückenlose Dokumentation. Fehler in diesem Bereich sind ein Gesundheitsrisiko und kein reines Effizienzthema.

So lässt sich der WUE verbessern

  • Höhere Zyklenzahl: Wird das Kreislaufwasser stärker aufkonzentriert, muss seltener abgeschlammt werden.
  • Alternative Wasserquellen: Regenwasser, Grauwasser oder aufbereitetes Brauchwasser ersetzen Trinkwasser.
  • Geschlossene Kreisläufe: Trockenkühler und geschlossene Rückkühler vermeiden Verdunstung ganz.
  • Bedarfsgerechte Steuerung: Verdunstung nur zuschalten, wenn die Außentemperatur es erfordert.
  • Monitoring: Verbrauch, Leitfähigkeit und Abschlammmengen erfassen, um Ausreißer früh zu erkennen.

Einordnung

Die WUE ergänzt den PUE um die Wasserachse und ist besonders dort entscheidend, wo die freie Kühlung mit adiabater Unterstützung arbeitet oder ein Kaltwassersatz über einen Kühlturm rückgekühlt wird.

Verwandte Grundlagen: Rechenzentrum, Kühlung, Monitoring.