Abwärme von Rechenzentren erhöht die Temperatur in Wohnsiedlungen

Die öffentliche Debatte über Rechenzentren dreht sich meist um Fläche, Wasserverbrauch und Strom. Erste Forschungsergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass Ballungen großer Rechenleistung auch die Temperatur in der unmittelbaren Nachbarschaft beeinflussen.

Messungen rund um Phoenix

Laut Bloomberg, das sich auf Studien und Simulationen beruft, geben Rechenzentren so viel Wärme ab, dass die Temperatur in angrenzenden Siedlungen messbar steigt. In der Nähe von vier Anlagen rund um Phoenix, darunter ein großer Standort des Betreibers CyrusOne, lag die Temperatur im Mittel 0,7 bis 0,9 Grad Celsius über dem Umgebungswert. Der Effekt war von etwa 90 Metern bis zu einem halben Kilometer nachweisbar. Die Autoren weisen allerdings darauf hin, dass die Stichprobe nur vier Standorte und drei Messtage umfasste. Ob sich das Ergebnis verallgemeinern lässt, bleibt offen.

Das internationale Beratungsunternehmen EOLIOS betreut laut Bloomberg überwiegend europäische Kunden. Seine Simulationen zeigen größere Effekte: Bei bestimmten Windverhältnissen könnten Rechenzentren mit 50 bis 100 Megawatt die Temperatur in bis zu 150 Metern Entfernung um 2,5 bis 5 Grad Celsius erhöhen. Es handelt sich dabei um simulierte Werte, nicht um Messdaten wie bei der Untersuchung rund um Phoenix. Die beiden Zahlenreihen lassen sich daher nicht direkt vergleichen. Bei Anlagen im Gigawattbereich könnten die Folgen noch größer ausfallen.

Das Ausmaß des Problems

Bloomberg zitiert Berechnungen, wonach ein einzelnes Rechenzentrum mit einem Verbrauch von über 50 Megawatt eine Wärmemenge erzeugt, die dem Bedarf von rund 54 000 Haushalten entspricht. Nahezu die gesamte elektrische Energie wird letztlich in Abwärme umgewandelt. Der Marktbeobachter DC Byte zählt 41 Prozent der US-Rechenzentren zu Clustern mit mindestens drei Objekten im Umkreis von einem Kilometer. Derzeit gibt es 88 solcher Cluster, bis 2040 sollen 23 weitere hinzukommen. Die Gesamtleistung aller geplanten Anlagen in den USA könnte 290 Gigawatt übersteigen, was etwa dem Vierfachen des heutigen Werts entspricht.

Auch in Deutschland zeichnet sich ein ähnlicher Boom ab. Die interaktive Karte der Initiative „Heiße Luft“ dokumentiert die Standorte geplanter und im Bau befindlicher Rechenzentren. Sie zeigt, wie viele Gemeinden mit den Folgen nicht zurechtkommen. Hinzu kommen mehr als 25 Milliarden Euro, die im Zuge des plötzlichen Booms neuer KI-Rechenzentren nach Deutschland fließen. Die Fragen nach Wärme, Wasser und Energie werden damit wiederkehren.

Was die Betreiber tun

Die Betreiber suchen bereits nach Lösungen. CyrusOne kündigte an, am Standort bei Phoenix helle statt dunkle Dachflächen einzusetzen, um die Wärmeaufnahme zu verringern. Amazon erklärte, die Abwärme vertikal statt niedrig über dem Boden abzuführen und an heißen Tagen stärker auf Verdunstungskühlung zu setzen. Andere setzen auf die Wiederverwendung der Wärme: In der Amazon-Zentrale in Seattle heizt die Wärme aus einem benachbarten Rechenzentrum das Gebäude. In Finnland soll ein Microsoft-Rechenzentrum 2027 in Betrieb gehen und nach vollständigem Ausbau rechnerisch etwa 40 Prozent des Wärmebedarfs von 250 000 Haushalten und Unternehmen der Region decken.

Die Regulierung verläuft auf unterschiedlichen Wegen. Deutschland und Frankreich verpflichten Betreiber zur Nutzung der Abwärme, in den Vereinigten Staaten bleibt das Thema praktisch ungeregelt. Dieser Unterschied erklärt, warum das Problem heute vor allem anhand einzelner Untersuchungen und Simulationen beschrieben wird und nicht anhand systematischer Überwachung.