Vielleicht hast du für den Klimaschutz begonnen, mehr Fernzüge zu nehmen. Oder versuchst, deinen CO2-Fußabdruck über Second-Hand-Kleidung und einer Abkehr von Fast-Fashion zu reduzieren. Emissionen in allen Lebensbereichen zu reduzieren, ist allerdings schwierig. Einige Emissionen, wie etwa für das Heizen unserer Häuser und Wohnungen, sind schlichtweg notwendig. Und da 13 Prozent der Gesamtemissionen in der EU auf das Heizen und Kühlen von Gebäuden zurückzuführen sind, heizt unser eigenes Bedürfnis nach Wärme unseren Planeten rapide auf.
Es gibt allerdings eine neue Wärmequelle, die wir nutzen könnten, um uns warm zu halten: Die Abwärme, die bei der Kühlung von Rechenzentren entsteht. Da unser Leben immer digitaler wird, steigt die Anzahl an Rechenzentren rasant. Das ist zwar nicht gut für den Planeten, die diese einen hohen Energie- und Wasserverbrauch haben. Wenn wir die überschüssige Wärme aber in unsere Gebäude leiten, können wir diese an anderer Stelle sparen.
Die Wiederverwendung der Wärme der Rechenzentren beschränkt sich zudem nicht nur auf Gebäude. Von Schwimmbädern bis hin zu Fischfarmen – es gibt etliche innovative Lösungen, mit denen die Abwärme unseres digitalen Lebens nicht einfach verpufft.
CO2-Emissionen von Datenzentren sind ein wachsendes Umweltproblem
Die Durchdringung aller Lebensbereiche mit digitalen Werkzeugen und die zunehmende Relevanz von KI-Systemen führt dazu, dass die CO2-Emissionen von Rechenzentren immer weiter ansteigen – und es gibt keine Anzeichen dafür, dass dieser Trend aufhört aufhört. Der Stromverbrauch von Rechenzentren wird sich bis 2030 voraussichtlich mehr als verdoppeln. Wir haben mit Dr. Ralph Hintemann vom Borderstep Institut über die Auswirkungen von Rechenzentren auf Umwelt und Klima gesprochen – und darüber, welche Maßnahmen wir ergreifen können, um ihre Auswirkungen zu mindern. Das vollständige Interview gibt’s hier!
Die Pionierprojekte zur Wiederverwendung von Abwärme
Mit 2.860 Terrawattstunden pro Jahr entspricht der Wärmeüberschuss der EU (unter anderem aus Rechenzentren und Supermarktkühlschränken) fast genau dem Wärmebedarf von Wohnhäusern und öffentlichen Gebäuden. In Dublin versorgt das Rechenzentrum von Amazon Web Services öffentliche und gewerbliche Gebäude sowie Wohngebäude mit Wärme und spart dadurch 1.400 Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr. Stockholm ist zudem bestrebt, die Abwärme von Rechenzentren für 10 Prozent der benötigten Heizkosten zu nutzen. Drei Rechenzentren versorgen dabei bereits Tausende von Haushalten mit Wärme.
Was Schwimmbäder betrifft, so nutzt das britische Unternehmen Deep Green bereits Rechenzentren, um lokale Hallenbäder zu beheizen. Freizeitzentren können so Kosten einsparen, da ihre Energierechnungen sinken. Und um die Nachhaltigkeitsziele zu erreichen, wurde das für die Olympischen Spiele in Paris gebaute Hallenbad durch nahe gelegene Wärmequellen, darunter das Equinox-Rechenzentrum, beheizt.
Doch nicht nur Menschen können mithilfe von Rechenzentren warm gehalten werden. Hummer gedeihen am besten in 20 Grad warmem Meerwasser. Also genau der Wassertemperatur, mit der Rechenzentren gekühlt wurden. Die Nutzung von Abwärme ist daher nur eine logische Konsequenz. In Norwegen nutzte das Rechenzentrumsunternehmen Green Mountain diesen Vorteil, indem es mit seiner überschüssigen Wärme das Wasser einer nahe gelegenen Hummerfarm erwärmte. Ein weiteres Projekt ist eine Forellenzucht, die nicht nur Abwärme nutzt, sondern auch abgekühltes Wasser an das Rechenzentrum zurückleitet, damit es zur Kühlung von Servern verwendet werden kann. Dadurch entsteht eine echte Kreislaufwirtschaft. Weitere landwirtschaftliche Projekte umfassen das Beheizen von Gewächshäusern mit Abwärme, eine Initiative, die von Quebec über Finnland bis nach Indien aktiv ist.
Synchronisation zwischen Rechenzentren und Heizorten kann schwierig sein
Zwar gibt es keine konkreten Zahlen darüber, wie viele Rechenzentren ihre Abwärme wiederverwenden, doch wir wissen, dass die meisten noch nicht auf den Zug aufgesprungen sind. Aber warum ist das so? Ist es wirklich so kompliziert und kostspielig, ein Rechenzentrum mit einer Wärmequelle zu verbinden?
Wie sieht eine grüne digitale Zukunft aus?
Elektroschrott, CO2-Emissionen durch KI, Wasserverbrauch von Rechenzentren – aktuell scheint die ungezügelte Digitalisierung nicht mit einem gesunden Planeten vereinbar. Doch es gibt viele Lösungen für eine ökologische und faire Digitalisierung – wir haben sie recherchiert:
Wir haben mit Ralph Hintemann vom Borderstep Institut über die Realisierbarkeit solcher Projekte gesprochen. Er wies darauf hin, dass die Wiederverwendung von Abwärme vor allem beim Bau neuer Projekte möglich sei. Die Anpassung bestehender Rechenzentren sei dagegen schwierig. Das liege daran, dass die Entwickler:innen bei einem neuen Projekt die Planung von Anfang an berücksichtigen können. Der „Austausch einer bestehenden Wärmeversorgung ist hingegen viel komplexer“. Fernwärmenetze arbeiten zudem mit höheren Temperaturen, sodass die Wärme aus den Rechenzentren vor der Einspeisung in Wärmenetze erhöht werden muss. Das macht die Wiederverwendung zum Teil weniger lohnenswert.
Rechenzentren müssen sich zudem in der Nähe des zu beheizenden Standortes befinden. Im Nachhinein einen geeigneten Abnehmer in der Nähe eines Rechenzentrums zu finden ist daher selten möglich.
Auch die geografische Lage spielt bei der Frage, ob sich eine Abwärmenutzung lohnt, eine Rolle. Nordeuropa mag ein idealer Standort für solche Entwicklungen sein. Doch „in Spanien oder Griechenland macht es weniger Sinn, die Nutzung von Abwärme vorzuschreiben, wenn die Außentemperaturen selten niedriger sind als die Temperaturen in den Rechenzentren.“
Die Entfernung zwischen einem Rechenzentrum und dem Projekt, das die Abwärme benötigt, ist eine weitere Herausforderung, ebenso wie die Kosten. In den Partnerschaften ist zudem nur selten klar, wer den teuren Bauprozess finanzieren soll.
Partnersuche für Rechenzentren
Ein Rechenzentrum und ein Gebäude, das beheizt werden muss – eine scheinbar perfekte Symbiose. Doch ihr Aufbau kann kann eine Herausforderung sein. Das Projekt DC-HEAT des Borderstep Instituts nutzt KI-Technologie, um die idealsten Standorte für Rechenzentren in Bezug auf lokale Wärmenetze zu ermitteln.
„Aktuell ist es eine Frage der Umsetzung“
Es ist positiv, dass wir keine jahrelangen Innovationen brauchen, um solche Projekte auf den Weg zu bringen, denn die Technologie existiert bereits: „Es ist jetzt nur noch eine Frage der Umsetzung,“ so Ralph Hintemann. Deutschland hat neue Vorschriften eingeführt, nach denen Rechenzentren, die 2026 ihren Betrieb aufnehmen, einen Energiewiederverwendungsfaktor (ERF) von mindestens 10 Prozent erreichen müssen. Bis 2028 wird der erforderliche ERF 20 Prozent betragen. „Auf EU-Ebene gibt es dafür noch keine festen Vorgaben“, ergänz Ralph Hintemann. „Aber sie sind in der Entwicklung.“
Da unser Konsum von digitalen Inhalt eher zu- als abnimmt, werden Rechenzentren weiterhin die Anforderungen unseres digitalen Lebens erfüllen müssen. Und damit weiterhin als „Abfallprodukt“ unseres Streamingkonsums und vieler KI-Anwendungen Abwärme produzieren. Die Nutzung der Abwärme von Rechenzentren muss daher in Deutschland und generell in Mitteleuropa in Zukunft eine große Rolle spielen.
Dieser Artikel ist Teil des Dossiers „Digital und grün – Lösungen für eine nachhaltige Digitalisierung“, in dessen Rahmen wir Lösungen für eine ökologische und faire Digitalisierung vorstellen. Wir danken der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) für die Projektförderung!
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