KI-Rechenzentren: Abwärme heizt angrenzende Wohngebiete auf

Öffentliche Debatten um die massive Zunahme von KI-Rechenzentren drehen sich zumeist um den Verbrauch von Land, Wasser und Strom. Doch erste Forschungsergebnisse legen nahe, dass die Ballung gewaltiger KI-Rechenleistungen auch die Temperaturen im Umfeld solcher Liegenschaften beeinflusst. Während Länder wie Deutschland und Frankreich Betreiber inzwischen zur Nutzung der Abwärme verpflichten, ist das Thema in den USA bislang kaum reguliert.

Die US-Finanznachrichtenagentur Bloomberg berichtet unter Berufung auf Studien und Simulationen, dass KI-Rechenzentren so viel Abwärme abgeben, dass sich die Umgebungstemperatur in angrenzenden Wohngebieten messbar erhöht. Gerade für ohnehin heiße Gegenden könnte dies Probleme nach sich ziehen. Zudem wird der städtische Wärmeinsel-Effekt, mit dem viele Städte sowieso zu kämpfen haben, dadurch zusätzlich verstärkt.

Messbare Erwärmung in angrenzenden Wohngebieten

In einer Studie zu diesem Thema wertete ein Team um den Geografen David Sailor von der Arizona State University Messungen per Autosensoren an vier Rechenzentren nahe Phoenix aus, darunter eine große Anlage des Betreibers CyrusOne. Im Windschatten der Rechenzentren wurden im Schnitt um 0,7 bis 0,9 Grad erhöhte Temperaturen gemessen, nachweisbar in einer Entfernung von rund 90 Metern bis zu einem halben Kilometer. Die Autoren selbst weisen darauf hin, dass die Stichprobe mit vier Standorten und drei Messtagen klein ist – wie gut sich die Werte verallgemeinern lassen, ist deshalb offen.

Simulationen des internationalen Beratungsunternehmens EOLIOS, das laut Bloomberg überwiegend europäische Kunden hat, kommen auf noch größere Effekte: Demnach könnten Rechenzentren mit 50 bis 100 Megawatt Leistung bei bestimmten Windbedingungen in einem Abstand von bis zu 150 Metern für eine Erwärmung zwischen 2,5 und 5 Grad sorgen. Da es sich um Simulationswerte und nicht um Messungen wie bei der Sailor-Studie handelt, sind beide Zahlen nur bedingt miteinander vergleichbar. Angesichts von Rechenzentren mit Leistungen im Gigawatt-Bereich könnten die Auswirkungen dort aber noch drastischer ausfallen.

Was Betreiber unternehmen

Schon ein einzelnes Rechenzentrum mit über 50 Megawatt Verbrauch erzeugt laut Bloomberg-Berechnungen eine Wärmemenge, die der von rund 54.000 Haushalten entspricht – nahezu die gesamte elektrische Energie wird letztlich zu Abwärme. In den USA stehen laut dem Marktbeobachter DC Byte 41 Prozent der Rechenzentren in Clustern von mindestens drei Anlagen im Umkreis eines Kilometers. Aktuell gibt es demnach 88 solcher Cluster, bis zum Jahr 2040 werden 23 weitere erwartet. Die Gesamtkapazität aller geplanten US-Rechenzentren könnte den Daten zufolge auf über 290 Gigawatt steigen – rund das Vierfache dessen, was heute existiert. Auch in Deutschland zeichnet sich ein ähnlicher Boom ab: Eine interaktive Karte des Aktionsbündnisses „Heiße Luft“ dokumentiert die Standorte geplanter und in Bau befindlicher Rechenzentren – und zeigt, wie überfordert viele Gemeinden mit den Folgen sind.

Betreiber von Rechenzentren arbeiten bereits an Wegen, mit dem Problem umzugehen. CyrusOne erklärte gegenüber Bloomberg, an seinem Standort bei Phoenix helle statt dunkler Dachflächen einzusetzen, um Wärmeabsorption zu verringern. Amazon gab an, Abwärme an seinen Rechenzentren gezielt vertikal, statt bodennah abzuleiten und an heißen Tagen verstärkt auf Verdunstungskühlung zu setzen.

Deutschland und Frankreich sind weiter

Andere Betreiber setzen auf die Weiterverwendung der Abwärme. Am Amazon-Hauptsitz in Seattle wird bereits heute Abwärme eines benachbarten Rechenzentrums zur Beheizung genutzt. In Finnland soll ein Microsoft-Rechenzentrum, das 2027 in Betrieb geht, nach vollständigem Ausbau rechnerisch rund 40 Prozent des Wärmebedarfs von 250.000 Haushalten und Betrieben in der Region decken. Mehr als 25 Milliarden Euro fließen derweil in den plötzlichen Boom neuer KI-Rechenzentren in Deutschland – ein Trend, der ähnliche Fragen zur Abwärme und Energieversorgung aufwirft.

Bei der Regulierung von Abwärme sind Deutschland und Frankreich weiter als die USA: Beide Länder verpflichten Betreiber bereits zur Verteilung von Abwärme an öffentliche und private Abnehmer. Die EU geht bislang weniger weit und verlangt ab einer Leistung von einem Megawatt lediglich eine Prüfung, ob die Nutzung der Abwärme machbar wäre. In den USA existieren kaum vergleichbare Vorgaben.