Abwärme : Rechenzentrums-Restl für die Fernwärme

Die EU will Europa zu einem KI-Kontinent machen. Im Rahmen der Initiative „InvestAI“ sollen dafür unter anderem 20 Milliarden Euro in den Bau sogenannter KI-Gigafabriken fließen. Sie sollen auf das Training komplexer, sehr großer KI-Modelle in Bereichen wie Medizin oder Wissenschaft spezialisiert sein und benötigen dafür entsprechend leistungsfähige Recheninfrastruktur. Eine Gigafabrik wird mit rund 100.000 KI-Chips ausgestattet, das sind etwa viermal so viele wie in den KI-Fabriken, die derzeit aufgebaut werden. „Wir wollen, dass KI eine Kraft ist, die Gutes und Wachstum bewirkt. Wir tun dies im Rahmen unseres eigenen europäischen Ansatzes, der auf Offenheit, Zusammenarbeit und herausragenden Talenten beruht. Aber bei unserem Ansatz muss jetzt der Turbo angeworfen werden“, erklärte Kommissionspräsidentin Ursula von der Leyen die Kapitalmobilisierung. 

Um genau eine solche KI-Gigafabrik hat sich Wien im letzten Sommer beworben. Man rechnet mit Investitionen von bis zu 5 Milliarden Euro, mindestens 65 Prozent sollen dafür aus der Privatwirtschaft kommen. Die Wiener Bewerbung basiert neben infrastrukturellen Voraussetzungen auf drei Säulen: einem umwelt- und klimagerechten Nachhaltigkeitskonzept, einer sozial gerechten Form der Technologienutzung und der Drehscheibenfunktion Wiens innerhalb Europas. Neben Wien haben sich weitere 75 Interessenten für die EU-Gigafabriken beworben, nach der Bewertung der Bewerbungen folgte ein vertiefter Auswahl- und Bewerbungsprozess. Noch im Frühling soll nun der offizielle Bewerbungsaufruf folgen, geplanter Start für die "AI-Gigafactory" ist laut EU-Plan bereits 2028.

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Mit der zunehmenden Nutzung von künstlicher Intelligenz – 2025 nutzten rund 20 Prozent der Unternehmen innerhalb der EU künstliche Intelligenz, 2024 waren es noch 13 Prozent – steigt auch der Energiebedarf von Rechenzentren. Und das nicht nur in der EU: 2024 lag der globale Stromverbrauch von Rechenzentren bei ungefähr 415 TWh, das sind rund 1,5 Prozent des Gesamtstromverbrauchs. In den letzten fünf Jahren ist der Stromverbrauch um 15 Prozent pro Jahr gestiegen. Die Internationale Energieagentur geht davon aus, dass sich der weltweite Stromverbrauch von Rechenzentren bis 2030 in etwa verdoppeln wird – Energieeffizienz wird in Folge immer wichtiger. Größere Rechenzentren arbeiten dabei laut der Energieagentur effizienter als ihre kleinen Pendants. Als Indikator dafür dient die PUE (Power Usage Effectiveness). 

Vor diesem Hintergrund rückt die Frage in den Fokus, wie sich der steigende Energiebedarf zumindest teilweise kompensieren lässt. In ihrer Bewerbung als Standort für die KI-Gigafabrik hat die Stadt Wien auch ein gemeinsam mit der Wien Energie erarbeitetes Energiekonzept vorgelegt. Als eine Art Power-to-Heat Anlage soll das Rechenzentrum die Abwärme seiner Server in das bestehende Fernwärmenetz einspeisen. Rund 200.000 Haushalte könnten so klimafreundlich beheizt werden, schätzt Stefan Gara, Wiener Landtagsabgeordneter der Neos. Dabei spielt Wien in die Karten, dass das über 1.300 Kilometer lange Fernwärmenetz der Stadt eines der größten in Europa ist. 

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Auf einer kleineren Skala zeigt ein Projekt in Wien Floridsdorf bereits vor, dass das Konzept funktioniert. Dort heizt das Rechenzentrum von Digital Realty die Klinik Floridsdorf. Wien Energie hat dafür eine Wärmepumpenanlage aus drei Wärmepumpen mit einer Leistung von je 1 MW beim Krankenhaus errichtet. Die Anlage "recycelt“ überschüssige Wärme aus den Serverräumen und wandelt diese in Fernwärme für die Klinik um. Neben der Versorgung der Klinik Floridsdorf erzeugt sie zusätzlich Kälte für das Rechenzentrum.

Das Rechenzentrum und die Klinik sind durch eine unterirdische Leitung verbunden. Eine Wärmepumpenanlage entzieht dem rund 26 °C warmen Kühlwasser beim Rechenzentrum Wärmeenergie, die über die Leitung in einem eigenen Wasserkreislauf in die Energiezentrale der Klinik geleitet wird. Mit den Wärmepumpen kann die Wärme genutzt werden, um die Klinik Floridsdorf mit bis zu 82 °C zu heizen. Das abgekühlte Wasser fließt zurück zum Rechenzentrum, wo es wieder zur Kühlung eingesetzt wird. Zwischen 50 und 70 Prozent des Wärmebedarfs der Klinik können mit der Abwärme des Rechenzentrums gedeckt werden, was bis zu 4.000 Tonnen CO₂ pro Jahr spart. Fakt bleibt: Rechenzentren sind keine Umweltfreunde, Projekte wie dieses zeigen jedoch vor, dass ihre negativen Auswirkungen nützlich eingedämmt werden können.

Ein europäisches Land, das die Nase hier bereits vorne hat, ist Finnland. Fernwärme ist dort die am weitesten verbreitete Heizform, gleichzeitig können Rechenzentren eine Steuersenkung erhalten, wenn ausreichend Abwärme wiederverwendet wird. Partnerschaften mit Microsoft und Google zeigen, wie Finnland Abwärme zur Ressource macht: Das Rechenzentrum von Google in der südöstlichen Hafenstadt Hamina an der Ostseeküste soll bald bis zu 80 Prozent des lokalen Fernwärmebedarfs decken. 

Microsoft kündigte in Zusammenarbeit mit dem Energieunternehmen Fortum ebenfalls an, die Abwärme seiner neuen Rechenzentren nach deren Fertigstellung zur Beheizung von Wohnhäusern und Unternehmen zu nutzen. Die beiden neuen Rechenzentren in den Städten Espoo und Kirkkonummi sollen letztendlich etwa 40 Prozent des gesamten Fernwärmebedarfs in der Region rund um die zweitgrößte Stadt Finnlands bereitstellen. Es ist eines der weltweit größten Projekt seiner Art, das die CO₂-Emissionen um rund 400.000 Tonnen reduzieren will – das sind bis zu 3 Prozent des finnischen Einsparziels. Finnland zeigt damit, dass Rechenzentren mehr sein können als Stromfresser. Ob auch Wien diesen Weg im großen Stil gehen kann, wird sich entscheiden, wenn die EU ihre KI-Gigafabriken vergibt.