Wenn wir auf dem Heimweg von der Arbeit im Zug ein Video auf unserem Handy schauen – oder aktuell ein EM-Spiel –, merken wir bald, dass das Gerät warm wird. Das liegt daran, dass im Inneren des Handys Rechenprozesse ablaufen, die das Gerät aufheizen. Aber nicht nur das Smartphone wird beansprucht, denn irgendwo in einem grossen Rechenzentrum beginnen Computer die Datenströme zu verarbeiten, die für das Streaming nötig sind. Auch diese Computer erhitzen sich durch ihre Arbeit. Und jede noch so kleine Google-Anfrage trägt dazu bei, dass in diesen Datacentern Rechner laufen und Wärme produzieren.
Da die Computer in Rechenzentren ununterbrochen unzählige Daten bearbeiten, fällt eine beträchtliche Menge an Wärme an. Die Betreiber müssen all die Rechner mit Luft kühlen, sonst würden sie überhitzen und Schaden nehmen.
Eine Abfrage bei ChatGPT braucht zehnmal mehr Strom als eine Google-Suche.
Der Stromverbrauch von Rechenzentren ist bereits gross: Weltweit benötigen sie etwa 2 Prozent des Stroms, in der Schweiz ist der Anteil noch höher: Gemäss Bundesamt für Energie (BfE) lag der Stromverbrauch 2019 bei 2,1 Terawattstunden, das entspricht bereits 3,9 Prozent des landesweiten Verbrauchs.
Der Stromverbrauch wird weiter ansteigen, eine Studie des Bundesamtes geht vom 2,7 bis 3,5 Terawattstunden aus. Nicht berücksichtigt sind dabei neue Technologien in der Computerwelt wie die Künstliche Intelligenz – also von ChatGPT und Co. –, die noch mehr Energie benötigen. So verursacht beispielsweise eine Anfrage bei ChatGPT einen Stromverbrauch, der zehnmal höher ist als bei einer Suchmaschine wie Google.
Nachhaltige Energie- und Mobilitätslösungen
Energie 360° macht nachhaltige Energie in der ganzen Schweiz nutzbar. Das Unternehmen plant, baut und betreibt erneuerbare Energielösungen wie Energieverbünde mit Abwärme von Datacentern, investiert in E-Ladestationen und ist führende Anbieterin von Photovoltaik-Anlagen, Biogas und Holzpellets. So leistet Energie 360° Tag für Tag einen Beitrag zur Umsetzung der Klimaziele – hier und jetzt für die kommenden Generationen.
Für die Rechenzentren selbst ist die Abwärme nutzlos, sie können nichts damit anfangen. Doch wertlos ist diese Energie nicht. Ein einziges Rechenzentrum kann je nach Grösse Hunderte, ja gar Tausende von Haushalten heizen und mit Warmwasser versorgen.
Die Wärme, die diese Computer im Rechenzentrum produzieren, kann zum Heizen von Wohnungen verwendet werden.
Dafür braucht es Dienstleister wie das Zürcher Unternehmen Energie 360°, das nachhaltige Energie- und Mobilitätslösungen in der ganzen Schweiz anbietet. Energie 360° ist momentan mitten in der Planung und Umsetzung von zwei grossen Projekten bei den Datacentern von Green in Dielsdorf ZH und von Vantage in Volketswil ZH.
Das Rechenzentrum von Green wird eine Leistung von etwa 30 Megawatt haben, dasjenige von Vantage 70 Megawatt. Das bedeutet: Mit der Abwärme können in Dielsdorf und Umgebung ab dem Jahr 2025 etwa 3500 Haushalte mit Wärmeenergie versorgt werden, in Volketswil und Umgebung ab dem Jahr 2028 rund 7000. Die Einsparungen an CO₂ im Vergleich zu fossilen Heizungen ist eindrücklich: in Volketswil sind es 24'000 Tonnen pro Jahr, in Dielsdorf gar 27'000 Tonnen.
Mit der Abwärme des Datacenters in Volketswil können bis zu 7000 Haushalte mit CO₂-neutraler Wärme versorgt werden.
«Da Energie 360° viel Know-how im Bau von Fernwärmenetzen hat, haben wir gemeinsam mit den Gemeinden beschlossen, ein Energieverbundnetz zu planen und bauen», sagt Romeo Deplazes, Geschäftsleitungsmitglied von Energie 360°. Zuerst wurden andere Wärmequellen untersucht: See- und Grundwasser oder Holz. Doch dann kamen die Rechenzentren ins Spiel. An beiden Standorten waren deren Betreiber schnell bereit für eine Lösung.
In Dielsdorf stellte sich zu Beginn die Herausforderung, einen Platz für die Zentrale des Energieverbunds zu finden – denn die Abwärme muss aufbereitet werden. «Diese Abwärme ist 28 bis 30 Grad warm, das ist zu wenig, um Häuser mit Heizenergie und Warmwasser zu versorgen», sagt Deplazes. In der Zentrale muss das Wasser, das im Kreislauf zirkuliert, über eine Wärmepumpe auf 75 Grad erhitzt werden. Die Zentrale von Energie 360° wird momentan auf dem Gelände von Green gebaut – unterirdisch.
Datacenter – die Schweiz gehört zur Spitze
In der Schweiz sind bereits über 100 Rechenzentren in Betrieb – sie hat damit eine der höchsten Datacenter-Dichten pro Kopf in Europa. Die Schweiz ist für die Betreiber von Rechenzentren vor allem interessant, weil die Daten im Vergleich zu anderen Ländern gesetzlich sehr gut geschützt sind. Die politische Stabilität und die Rechtssicherheit sind hoch, der Ruf als Wirtschaftsstandort ist gut und Naturkatastrophen selten.
Energie 360° wird die aufbereitete Wärme dann über ihr eigens gebautes Netz verteilen. Angeschlossen an diesen Energieverbund ist auch die 4,5 Kilometer entfernte Gemeinde Regensdorf. Dort war ursprünglich ein Holzheizkraftwerk geplant. Jetzt wird Regensdorf zusammen mit den Gemeinden Buchs und Dällikon in Zukunft mit Wärmeenergie aus den Datacentern in Dielsdorf versorgt. Zusammen mit Dielsdorf, Niederhasli und Steinmaur sind das insgesamt 11'500 Haushalte.
Noch nicht definitiv entschieden ist, wo die Zentrale für den Energieverbund in Volketswil zu stehen kommt. Klar ist allerdings, dass auch die Gemeinden Illnau-Effretikon, Greifensee und Schwerzenbach an dieses Netz angeschlossen werden. Hier versorgt Energie 360° rund 7000 Haushalte mit Wärme und Warmwasser.
Datacenter planen heute mit einem Lebenszyklus von 15 Jahren – die Entwicklung in diesem Bereich ist schnell. Energieverbunde dagegen sind auf 60 bis 70 Jahre angelegt – die Investitionen sind durch die Bauten hoch. Das Risiko, dass die Energieverbunde in eineinhalb Jahrzehnten bereits keine Energie mehr von Datacentern beziehen können, hält Deplazes für klein. Die meisten Unternehmen speichern bereits heute ihre Daten in der Cloud. «Es ist schwer vorstellbar, dass die Digitalisierung nicht weiter voranschreitet und der Bedarf an Speicher und Rechenleistung nicht zunimmt.»
Falls diese Datacenter als Wärmelieferanten irgendwann doch wegfallen würden, müssten neue Wärmequellen erschlossen werden, sei dies Umweltwärme wie Grundwasser, Erdwärme oder auch Luft.