Rechnende Heizung: Heizen Computer bald dein Haus?
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Rechnende HeizungHeizen Computer bald dein Haus?

Der Bedarf an Computerleistung wächst immens. Und damit die Abwärme, die dadurch entsteht. Ein Forschungsprojekt will herausfinden, wie diese am effizientesten zum Heizen genutzt werden könnte und die Abwärme der Umwelt am wenigsten schadet.

von
Jan Graber
Dieses Datenzentrum im Forschungsgebäude NEST der Empa rechnet nicht nur, sondern heizt mit der Abwärme zugleich das Gebäude.

Dieses Datenzentrum im Forschungsgebäude NEST der Empa rechnet nicht nur, sondern heizt mit der Abwärme zugleich das Gebäude.

Empa

Darum gehts

  • Server und Rechenzentren produzieren eine Menge Abwärme.

  • Normalerweise verpufft die Wärme ungenutzt in die Luft und erhitzt die Umgebung.

  • Ein europäisches Forschungsprojekt mit Beteiligung der Empa untersucht, wie die Wärme fürs Heizen von Häusern genutzt werden kann.

  • Ein kleines Datenzentrum könnte ein kleines Mehrfamilienhaus heizen – inklusive Warmwasseraufbereitung.

Stell dir folgendes Szenario vor: Im Keller deines Hauses steht ein kleines Rechenzentrum – ein Dutzend Server, alles zusammen nicht grösser als die Ölheizung des Hauses. Bei deinem Nachbarn steht dasselbe, ebenso in weiteren Gebäuden des Quartiers. Die Server laufen auf Hochtouren, empfangen und liefern Daten. Abwärme entsteht.

Szenenwechsel. Das Internet of Things. Autonomes Fahren. Blockchain. Künstliche Intelligenz. Weltweit wächst der Bedarf an Computerpower ins Unermessliche. Rechenleistung bedeutet jedoch Strombedarf und Hitze: Chips können bis zu 100 Grad heiss werden. Sie müssen gekühlt werden, die Wärme muss weg.

In den meisten Fällen verpufft sie heute in die Luft – und erhitzt das Klima zusätzlich. Wieso sie also nicht nutzen? Zum Beispiel, um ein Haus zu heizen und das Warmwasser gleich mit dazu? Oder ein ganzes Quartier? Eine Utopie? Keineswegs – ein erstes Pilotprojekt existiert schon.

Genug, um ein kleines Mehrfamilienhaus zu heizen

Doch noch sind viele Fragen offen. Ihnen widmet sich das Forschungsprojekt «ECO-Qube» des Forschungsinstituts Empa in Dübendorf zusammen mit einem europäischen Forschungsteam. An drei Standorten in Europa stehen sogenannte Edge-Datenzentren – kleine lokale Rechenzentren, wie sie bei dir zuhause im Keller stehen könnten. Eins in der Türkei, eins in den Niederlanden und eins im Forschungsgebäude NEST in Dübendorf.

Die drei Rechenzentren sind direkt in die Energiesysteme der umliegenden Quartiere integriert und sollen möglichst mit erneuerbarer Energie gespeist werden. Das Ziel: Hardware- und Softwarekomponenten mit Hilfe von künstlicher Intelligenz so zu kombinieren, dass die Energie und die Abwärme möglichst effizient genutzt werden.

«Ein Edge-Datencenter produziert etwa 20 kW thermische Leistung», sagt Philipp Heer, Leiter des «Energy Hub» der Empa. Das würde genügen, um mit Hilfe eines Wärmetauschers ein kleines Mehrfamilienhaus zu heizen. «Aus den Servern lässt sich bis zu 60 Grad Hitze gewinnen.» Die Bedingung: Die Server müssen intelligent betrieben und gekühlt werden.

Ein Rechenzentrum, wie jenes im NEST-Gebäude, hat die Grösse einer Ölheizung und könnte eine solche eines Tages ersetzen.

Ein Rechenzentrum, wie jenes im NEST-Gebäude, hat die Grösse einer Ölheizung und könnte eine solche eines Tages ersetzen.

Empa

Problem der saisonalen Speicherung

«Allerdings wird die Wärme nicht immer dort gebraucht, wo sie entsteht. Oder das Rechenzentrum steht gerade still», sagt er. Deshalb müssten die Gebäude und Datenzentren miteinander kommunizieren und dafür brauche es die entsprechenden Technologien. «Es geht nicht nur um den höchsten Nutzen für das Energiesystem, sondern auch um den kleinsten Schaden für die Umwelt», sagt Heer. Was soll beispielsweise mit der Abwärme im Sommer geschehen? Eine Lösung wäre die thermische Speicherung. Heer: «Das Problem der saisonalen Energiespeicherung ist noch nicht gelöst.»

Vielleich liefert ECO-Qube Antworten dazu. Das Projekt ist auf drei Jahre angelegt und wird vom EU-Förderprogramm «Horizon 2020» unterstützt. Die Forschungsresultate sollen anschliessend Planenden und Gebäudebetreibenden zur Verfügung stehen. Wer weiss: Vielleicht wohnst du eines Tages in einem Haus, das mit Hilfe von Datenverarbeitung geheizt wird.

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