Abwärme von Rechenzentren hebt die Temperatur in Wohnsiedlungen

In der öffentlichen Debatte über Rechenzentren geht es meist um die belegte Fläche, den Wasserverbrauch und den Strom. Erste Forschungsergebnisse legen nun nahe, dass Ballungen großer Rechenleistung auch die Temperatur in ihrer unmittelbaren Nachbarschaft beeinflussen.

Messungen rund um Phoenix

Die Agentur Bloomberg beruft sich auf Untersuchungen und Simulationen. Danach geben Rechenzentren so viel Wärme ab, dass die Temperatur in angrenzenden Siedlungen messbar steigt. Rund um vier Anlagen in der Gegend von Phoenix, darunter ein großer Standort des Betreibers CyrusOne, lag der Wert im Mittel 0,7 bis 0,9 Grad Celsius über dem der Umgebung. Nachweisbar war der Effekt von etwa 90 Metern bis zu einem halben Kilometer. Die Autoren räumen allerdings ein, dass die Stichprobe nur vier Standorte und drei Messtage umfasste. Ob sich das verallgemeinern lässt, bleibt offen.

Das internationale Beratungsunternehmen EOLIOS betreut laut Bloomberg überwiegend europäische Kunden. Seine Simulationen deuten auf größere Effekte hin: 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. Das sind simulierte Werte, keine Messwerte wie in der Untersuchung um Phoenix. Die beiden Zahlen lassen sich also nicht direkt vergleichen. Bei Anlagen im Gigawattbereich könnten die Folgen noch größer ausfallen.

Das Ausmaß des Problems

Bloomberg führt Berechnungen an, nach denen ein einzelnes Rechenzentrum mit mehr als 50 Megawatt Leistungsaufnahme eine Wärmemenge erzeugt, die dem Bedarf von rund 54 000 Haushalten entspricht. Nahezu die gesamte elektrische Energie wird am Ende zu Abwärme. Der Marktbeobachter DC Byte zählt 41 Prozent der US-Rechenzentren zu Clustern mit mindestens drei Objekten im Umkreis eines Kilometers. Solche Cluster gibt es derzeit 88, bis 2040 sollen 23 weitere hinzukommen. Die Gesamtleistung aller geplanten Anlagen in den USA könnte 290 Gigawatt übersteigen, also etwa das Vierfache des heutigen Werts.

Ein ähnlicher Boom zeichnet sich in Deutschland 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 also 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 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 starten 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.