Wenn Server heizen

Dorian Rollin steht in der Küche seiner Woh nung nahe der Zürcher Stadtgrenze in Dübendorf und schrubbt gerade eifrig einen Teller. Durch die grosse Fensterfront fallen die letzten Sonnenstrahlen an diesem leicht bewölk-ten Nachmittag. Draussen herrschen herbstliche Temperaturen, doch drinnen ist es angenehm warm. Auf den ersten Blick nichts Aussergewöhnliches. Doch die Wärme, die das Gebäude mitheizt, stammt nicht von einer herkömmlichen Heizungsanlage. Sie entsteht dort, wo man sie kaum vermuten würde: in einem kleinen Rechenzentrum im Untergeschoss.

Dass die Abwärme der Server im Heizsystem des Gebäudes integriert ist, erfährt Rollin erst während unseres Besuchs. «In diesem Gebäude gibt es nahezu in jedem Bereich Innovationen, sodass man gar nicht nachkommt», sagt er und lacht. Seit über einem Jahr wohnt er im NEST, dem Forschungs- und Innovationsgebäude der Empa (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt). Die Wohnungen stehen Forschenden während befristeter Aufenthalte zur Verfügung. So auch Rollin, der als wissenschaftlicher Assistent beim Wasserforschungsinstitut Eawag arbeitet. Die meisten Entwicklungen seien im Alltag fast unsichtbar. «Ich profitiere jeden Tag davon, ohne ständig darüber nachzudenken.» Genau das möchte die Empa hier unter Beweis stellen. Technologien sollen nicht nur auf dem Papier, sondern im Alltag unter realen Bedingungen funktionieren.

«Hier entsteht die Energie, die vielerorts leider ungenutzt verpufft», sagt Binod Koirala vom Urban Energy Systems Lab der Empa. Der Spezialist für nachhaltige Energiesysteme empfängt uns ein paar Stockwerke unter Rollins Wohnung. Hinter einer Glastür stehen 40 Server mitten im Raum, surren etwa so laut wie ein Staubsauger unermüdlich vor sich hin. Hier werden während 24 Stunden an 7 Tagen Daten verarbeitet.

Damit die Server nicht überhitzen, sorgen Ventilatoren für einen ständigen Luftstrom durch die Anlagen. Die dabei entstehende Wärme wird normalerweise ungenutzt an die Umgebung abgegeben. Hier nicht. «Wir verwenden ein hybrides Kühlsystem aus Flüssig-keits- und Luftkühlung», erklärt Koirala. Dank der Flüssigkeitskühlung lässt sich die Wärme direkt an der Quelle aufnehmen. Dies ermöglicht es, Temperaturen von über 50 Grad ins Heizsystem einzuspeisen. Wird eine höhere Temperatur benötigt, kann eine Wärmepumpe nachhelfen. So lässt sich die Energie nicht nur für das Heizen der Räume, sondern auch fürs Duschen oder für den Abwasch nutzen.

Mit der fortschreitenden Digitalisierung gewinnt das Thema Abwärmenutzung weiter an Bedeutung. Rechenzentren sind das physische Rückgrat unserer digitalen Welt. Sie speichern, verarbeiten und verteilen täglich enorme Datenmengen. Ohne diese spezialisierten Infrastrukturen würden das Internet, KI-Anwendungen wie ChatGPT, Cloud-Dienste, Streaming und moderne Kommunikationsmittel nicht funktionieren.

All das benötigt eine grosse Menge an Strom. 2024 betrug der Stromverbrauch der Rechenzentren in der Schweiz 2,1 Terawattstunden (TWh), was rund 3,6 Prozent des Gesamtverbrauchs entspricht. Bis 2030 wird mit einem Anstieg von bis zu 3,2 TWh gerechnet. Damit wächst auch das Potenzial der entstehenden Abwärme.

Die Schweiz ist für Rechenzentren aufgrund hoher politischer Stabilität und strikter Datenschutzgesetze besonders lukrativ. Mit rund 120 Rechenzentren hat sich das Land zu einem der 20 grössten Hubs weltweit entwickelt. Tendenz steigend. «Mit der Abwärme ersetzen wir einen Teil der fossilen Heizenergie», ist der Empa-Forscher überzeugt. Wie gross das Potenzial ist, veranschaulicht eine Studie des Bundesamts für Energie aus dem Jahr 2023. Demnach können Schweizer Rechenzentren bis zu 185 000 Haushalte mit Abwärme versorgen – etwa 4 bis 5 Prozent aller Schweizer Haushalte.

Das Spannende daran: Das Prinzip funktioniert nicht nur für riesige Rechenzentren. Koirala sieht überall dort Möglichkeiten, wo bereits Server betrieben werden. Sei es in Banken, Spitälern, Universitäten oder in öffentlichen Verwaltungen. «Die Nutzung der Serverabwärme muss nicht zwingend die einzige Wärmequelle sein. Sie kann auch bestehende Heizsysteme ergänzen und deren Energieverbrauch reduzieren», erklärt der EmpaForscher.

Dass die Idee auch ausserhalb von Forschungsgebäuden interessant ist, zeigen erste Anwendungen in der Schweiz. So entstand im zürcherischen Dielsdorf ein Energieverbund, der Abwärme aus den Rechenzentren nutzt. Ab Ende des Jahres soll dieser bis zu 3500 Haushalte mit CO₂-neutraler Wärme beliefern. Auch in kleinerem Umfang findet die Technologie bereits Anwendung. Der Gemüsebauer Grob aus dem thurgauischen Schlattingen nutzt die Abwärme einer kleinen Serveranlage für die Beheizung seiner Gewächshäuser. «Solche Beispiele werden Schule machen», ist Koirala überzeugt.

Zurück in der Wohnung von Dorian Rollin. Es wird langsam Abend. Nach dem Abwasch macht er es sich auf dem Sofa gemütlich und schlägt ein Buch auf. Während er liest, rechnen die Server im Untergeschoss munter weiter und erzeugen dabei Wärme. Nicht nur in der direkten Umgebung, sondern im ganzen Gebäude. Etwas, das nun auch Rollin weiss. «Solche Technologien sind besonders spannend, weil sie sich perfekt im Alltag einfügen. Auch des-wegen habe ich wohl bis heute nichts davon mitbekommen», sagt er und vertieft sich wieder in seine Lektüre.