ein rechenzentrum sieht heute fast überall gleich aus: eine fensterlose halle im gewerbegebiet, ein zaun darum, kein eingang für irgendwen. dazu hektarweise versiegelter boden. und die wärme, die drinnen tag und nacht entsteht, wird über kühler auf dem dach in die luft geblasen.

warum eigentlich? ein bauwerk dieser größe verbraucht boden, strom und infrastruktur, es läuft rund um die uhr, und es produziert nebenbei alles, was ein ort gebrauchen könnte: wärme, arbeit, öffentlichkeit. am ende bleibt davon nichts als ein zaun.

aus dieser frage ist „der speicher” entstanden. die studie beantwortet sie mit einem gebäude: kein flachbau an der autobahn, sondern ein kompakter würfel am rand eines dorfs, so wie früher die lagerhäuser. eines mit einer tür, einer markthalle im erdgeschoss und einem dach, das allen offensteht. und mit einer these, die die übliche reihenfolge umdreht. nicht der betreiber sagt, wie viele megawatt er baut. der ort sagt, was er von der anlage haben will, und daraus ergibt sich ihre größe.

konzeptstudie: alle zahlen sind überschlägige annahmen auf studienniveau. keine machbarkeitsstudie, keine ausführungsplanung.

warum das potenzial heute verloren geht

fast der gesamte strom, den ein rechenzentrum zieht, verlässt es wieder als wärme. das ist keine schwäche der technik, sondern physik: rechnen heißt, energie in wärme zu verwandeln. die wärme ist aber nur der offensichtlichste teil dessen, was ungenutzt bleibt. mit ihr verschwindet auch alles, was sich an so einem bau anlagern könnte.

das temperaturproblem löst sich gerade von selbst. klassische rechenzentren kühlen mit luft, hinten kommen rund 30 grad heraus, und damit lässt sich kaum heizen. bei den anlagen, um die es heute geht, ist das vorbei: die racks für ki-lasten sind so dicht gepackt, dass luft sie gar nicht mehr kühlen kann. sie werden flüssig gekühlt, und der rücklauf kommt mit bis zu 60 grad zurück. brauchbare wärme entsteht also ohnehin, ob jemand sie nutzt oder nicht.

was fehlt, ist der ort. wärme reist schlecht, jeder kilometer leitung kostet geld und verliert energie. ein gewerbegebiet an der autobahn hat niemanden in der nähe, der sie brauchen könnte, und niemanden, für den die anlage sonst etwas abwerfen würde: kein bad, keine werkstatt, keine halle, keinen einzigen arbeitsplatz außer der handvoll leute, die die technik betreuen. deshalb steht der speicher beim ort. die ortsmitte muss es nicht sein, der ortsrand genügt, solange die wege kurz bleiben.

weil die nutzungen dabei auf mehreren geschossen um den serverblock liegen statt nebeneinander, braucht er rund 1.200 quadratmeter grundfläche, etwa ein zehntel dessen, was dasselbe programm eingeschossig verlangt: gut anderthalb hektar. in einer ackerbauregion mit guten böden zählt das für sich.

sortiert nach temperatur, stufe für stufe

in der mitte des hauses steht der serverblock, drei geschosse hoch und ohne eigene fassade. er ist der heiße kern, und die nutzungen rundherum sind seine hülle. der warme rücklauf aus den servern erreicht sie in der reihenfolge ihrer temperatur: zuerst das handwerk über dem block, dann bad und wohnungen an seinen flanken, zuletzt glashaus und pilze im obersten geschoss. jede gibt weiter, was sie nicht mehr braucht. diese reihe ist die kaskade:

• handwerk, bis 60 grad. brauerei, wäscherei, destille, und die trocknung von getreide, kräutern und bauholz. das ist der wärmste bedarf, deshalb bekommt er den rücklauf als erster, direkt über und neben dem block: kurze leitungen, wenig verlust.
• bad, 40 bis 45 grad. ein warmes becken ist die sichtbarste art, abwärme an einen ort zurückzugeben. gebaute vorbilder gibt es: in exmouth in england und in paris heizen rechenzentren bereits schwimmbäder.
• wohnen und arbeiten, 28 bis 32 grad. die wärme läuft direkt durch die betondecken, ohne wärmepumpe dazwischen. im sommer läuft derselbe kreislauf als kühlung.
• glashaus und aquaponik, 25 bis 30 grad. gemüse und fisch im selben kreislauf. sogar das abgas hat hier einen abnehmer: die notstrom-aggregate laufen mit gas statt diesel und müssen regelmäßig zum test anspringen. ihr abgas wird gereinigt, das co₂ geht als dünger ins glashaus, wie im erwerbsgartenbau üblich.
• pilze und reifekammern, 15 bis 24 grad. der letzte rest, der sich noch verwenden lässt. er liegt am weitesten vom kern entfernt: zuoberst, direkt unter dem dach. dass pilze dunkelheit mögen, passt dazu: die zuchtkammern liegen innen, ohne fenster. die aussicht geht dabei nicht verloren, sie liegt eine ebene höher, auf dem dach, das allen offensteht.

was danach noch übrig ist, geht ins dorf und in die glashäuser auf dem feld nebenan, die aus demselben strang heizen. ins dorf nicht als fernwärme mit 80 grad, sondern als anergienetz: ein kaltes netz, bei dem der speicher die quelle ist und jedes haus mit einer eigenen kleinen wärmepumpe auf die temperatur hebt, die es gerade braucht. für einen ort dieser größe ist das deutlich einfacher zu bauen als eine klassische fernwärmeleitung.

und im sommer, wenn niemand heizt?

das ist der naheliegendste einwand. die antwort liegt unter dem gebäude: rund 250 erdsonden, je etwa 150 meter tief. sie laden im sommer das erdreich auf und geben im winter grob zwei drittel davon zurück. der rest verliert sich im untergrund.

dazu kommen zwei abnehmer, die ausgerechnet im spätsommer nachfragen. der eine ist die trocknung neben dem kern, wenn geerntet wird. der andere ist ein kühlhaus im untergeschoss: eine adsorptionsmaschine macht aus der 60 grad warmen abwärme kälte, ganz ohne zusätzlichen strom. gemüsebauern brauchen lagerkühlung für erdäpfel und zwiebel genau dann. ohne diese beiden abnehmer bräuchte das erdsondenfeld fast die doppelte größe.

und das wasser?

große rechenzentren kühlen oft mit verdunstung. das ist billig, verbraucht aber laufend trinkwasser, weil das wasser als dampf in die luft geht. hier läuft der kreislauf geschlossen wie in einer heizung: dieselbe füllung fährt jahrelang zwischen servern und abnehmern im kreis. weil nichts verdunstet, gibt es keinen laufenden wasserverbrauch. nachgefüllt wird nur, was bei wartungen und über die dichtungen verloren geht, ein paar kubikmeter im jahr.

eine vergleichbare anlage mit verdunstungskühlung verdunstet dagegen über 50.000 kubikmeter im jahr, den trinkwasserbedarf von rund tausend menschen. in einer region mit grundwasserdefizit ist das keine detailfrage. was verdunstet, fehlt den brunnen und den feldern.

ein rechenzentrum, in das man hineingehen kann

rechenzentren sind heute die einzige bauform, die systematisch unbetretbar ist: fensterlos, umzäunt, ohne adresse. dieser würfel hat eine tür. im erdgeschoss liegt eine halle für markt und veranstaltungen, offen über die ganze breite, und eine öffentliche treppe führt vom boden bis aufs dach, am kern vorbei.

die markthalle im erdgeschoss, rechts die treppe am kern · ki-visualisierung

dass das mit den sicherheitsanforderungen eines rechenzentrums zusammengeht, entscheidet der schnitt. weil der serverblock keine außenwand hat, übernimmt die hülle aus nutzungen gleich drei aufgaben: sie schirmt ihn nach außen ab, nimmt ihm die wärme über den wasserkreis auf kürzestem weg ab und hält jeden zutritt fern. zwischen straße und server liegt überall eine nutzung. die einzige ausnahme ist die treppe, die als eigener schacht an seiner flanke nach oben läuft, und die bekommt dafür eine geschlossene kernwand und einen eigenen brandabschnitt. der kern selbst ist gegen zutritt, erschütterung und wasser von oben gesichert, die nassen nutzungen über und neben ihm haben eigene wannen und entwässerungsebenen, seine versorgung ist mehrfach redundant, wie es bei hochverfügbaren anlagen üblich ist. die sicherheit bekommt die mitte, das leben den rand. man geht also am rechenzentrum entlang nach oben, ohne je hineinzukommen.

der vergleich mit dem lagerhaus ist kein zufall. die lagerhäuser waren genau das: kompakte speicher am ortsrand, meist an der bahn, gebaut für das, was die region gerade im überfluss hatte. der neue speicher stellt sich in diese reihe, nur lagert er wärme statt getreide. daher der name.

die rechnung

die zahlen dahinter.

die anlage hat 4 megawatt installierte it-leistung. bei üblicher auslastung zieht sie damit rund 34 gigawattstunden strom im jahr, wovon sich etwa 27 als wärme wieder verwenden lassen. diese wärme verteilt sich grob so: rund 17 gehen ins dorf, etwa 5 in die feldglashäuser, gut 3 bleiben im haus für bad, handwerk und das eigene glashaus, der rest sind die verluste des erdspeichers.

die 17 gigawattstunden fürs dorf sind kein zufallswert, sondern der ausgangspunkt der ganzen rechnung: rund 1.300 haushalte mit je etwa 13 megawattstunden wärmebedarf, also ein ort mit ungefähr 3.000 einwohnern. daraus ergeben sich die 4 megawatt. nicht 40, nicht 100.

was der ort sonst noch davon hat, lässt sich nur grob schätzen: knapp hundert arbeitsplätze in den nutzungen rundherum statt der rund zwanzig einer üblichen halle, ein paar hundert euro geringere heizkosten je haushalt und jahr, und mehrere tausend tonnen weniger co₂ im jahr gegenüber erdgas.

eine zahl fällt schlecht aus: aus dem erdspeicher kommen nur rund zwei drittel der eingelagerten wärme zurück. das fehlende drittel sind die verluste aus der aufteilung oben.

wer bestimmt, wie groß gebaut wird

üblicherweise sagt der betreiber, wie viele megawatt er braucht, und die gemeinde widmet die fläche dafür. in dieser studie läuft die rechnung rückwärts, von dem, was der ort brauchen kann, zur größe der anlage. die gemeinde ist dabei über eine erneuerbare-energie-gemeinschaft miteigentümerin statt nachbarin.

betrieben wird das haus von der gemeinde. sie führt die halle im erdgeschoss, sie ist über die energiegemeinschaft an der wärme beteiligt, und für bad, brauerei oder glashaus holt sie sich die partner, die das können.

die vorleistung trägt, wer das rechenzentrum bauen will. das netz muss liegen, bevor die erste kilowattstunde fließt, die kaskade muss mitgebaut und nicht nachgereicht werden. das ist keine großzügigkeit, das ist die bedingung: bauen dürfen sollte nur, wer den ort daran beteiligt.

die branche denkt dabei in zyklen von zehn oder fünfzehn jahren, ein gebäude hält fünfzig. also muss beides tauschbar sein: die kaskade an eine andere wärmequelle, und die geschosse an eine andere nutzung. darüber entscheidet das tragwerk: großzügige spannweiten, reserven in den lasten und geschosshöhen, die mehr zulassen als eine einzige nutzung. wo heute server stehen, muss später auch gelagert oder anders technisch genutzt werden können; ein kern ohne fassade wird kein wohnhaus, wandelbar im engeren sinn sind die geschosse der hülle.

nur verlangen kann das derzeit niemand. für rechenzentren gibt es in österreich nicht einmal eine verpflichtende umweltverträglichkeitsprüfung. was fehlt, ist so etwas wie eine gesellschaftliche verträglichkeitsprüfung: was gibt die anlage dem ort zurück, wer sitzt am tisch, wem gehört, was hier entsteht.

damit ändert sich die ausgangsfrage. sie lautet nicht mehr: wo stellen wir das rechenzentrum hin, damit es möglichst niemanden stört. sondern: was soll an dieser stelle entstehen, wenn hier ohnehin gebaut wird.

der weg von hier zur machbarkeit führt über eine untersuchung, die mehrere fächer zusammenbringt: geologie, bauphysik, gebäude- und energietechnik, dazu eine thermische simulation des sondenfelds. erst daraus ergeben sich dessen größe, die temperaturverläufe, die wirtschaftlichkeit und die tatsächliche co₂-bilanz.

dass mehr rechenzentren gebaut werden, ist ohnehin ausgemacht, die nachfrage ist da. offen ist nur, wo sie stehen und zu welchen bedingungen.

hinweis: text und berechnungen dieser studie sind ki-gestützt entstanden, die visualisierungen ki-generiert. alle zahlen sind überschlägige annahmen auf studienniveau und ersetzen keine fachplanung.