Dipl. Energie- und Umwelttechniker/in HF

Energiekonzept für den Neubau eines Rechenzentrums

Warum bei der Abwärme nicht die Menge entscheidet, sondern die Temperatur

Ein Rechenzentrum wandelt praktisch den gesamten bezogenen Strom in Wärme um. Für meine Diplomarbeit habe ich für ein geplantes Rechenzentrum in der Deutschschweiz ein Energiekonzept entwickelt. Dabei musste ich eine Annahme korrigieren, mit der ich gestartet war. Ich dachte, die Herausforderung liege in der Menge der Abwärme. Tatsächlich liegt sie in ihrer Temperatur. Diese Publikation zeigt, wie ich vorgegangen bin, was mich überrascht hat und was ich aus der Arbeit mitnehme.

14. Oktober 2026

Benedikt Buser

Ausgangslage und Ziel

Rechenzentren gehören zu den am stärksten wachsenden Stromverbrauchern der Schweiz. Die Energie verschwindet nicht im Produkt, sie verlässt das Gebäude wieder, und zwar vollständig als Wärme. Ein Standort im zweistelligen Megawattbereich erzeugt jährlich ein Vielfaches des Wärmebedarfs einer mittleren Gemeinde.

Mein Ziel war ein umsetzbares Energiekonzept für einen konkreten Neubau, das diese Abwärme nutzbar macht. Eine Variante, welche die Wärme einfach an die Umgebung abgibt, habe ich bewusst nicht untersucht. Sie wäre technisch am einfachsten, ist aber weder zeitgemäss noch mit der kantonalen Gesetzgebung vereinbar.

Vorgehen

Fünf Phasen, gesteuert über einen Projektstrukturplan: Grundlagen erheben, Lastprofil und Abwärmepotenzial bilanzieren, zwei Kühlkonzepte ausarbeiten, bewerten, Empfehlung ableiten. Die Kriterien habe ich im Paarvergleich gewichtet, bevor ich die Varianten benotet habe. So konnte ich mir das Ergebnis nicht zurechtlegen.

Eigenstrom aus Photovoltaik

Ich habe eine Anlage mit rund 890 Kilowatt Peak und 1'840 Modulen ausgelegt, auf dem Flachdach sowie an der Süd- und der Westfassade. Der Ertrag von rund 785'000 Kilowattstunden wird vollständig selbst verbraucht. Er deckt aber nur knapp ein Prozent des Strombedarfs. Diese Zahl hat meinen Fokus verschoben: Der Hebel liegt nicht bei der Erzeugung, sondern beim Verbrauch und bei der Abwärme.

Die zentrale Erkenntnis

Der lokale Wärmemarkt war bereits besetzt. Ich musste ein Unterscheidungsmerkmal finden, und das war die Temperatur. Abwärme mit 30 Grad ist wirtschaftlich wertlos, Abwärme mit 60 Grad ist direkt einspeisbar und damit ein Produkt. Daran entscheidet sich die Kühltechnologie: Die direkte Flüssigkeitskühlung am Prozessor schneidet deutlich besser ab als die Luftkühlung, weil sie ein nutzbares Temperaturniveau liefert und zugleich die nötige Leistungsdichte ermöglicht.

Nutzen für den Auftraggeber

Die hydraulische Infrastruktur muss in der ersten Etappe erstellt werden, ein Nachrüsten im Betrieb wäre ungleich teurer. Die Arbeit liefert die Grundlage für diesen Entscheid. Dazu senkt das empfohlene Konzept die Stromkosten der Kühlung spürbar und vermeidet grosse Mengen Kühlwasser, unabhängig davon, ob sich ein Wärmeabnehmer findet. Und es schafft die Voraussetzung, die gesetzlichen Anforderungen an die Abwärmenutzung überhaupt erfüllen zu können.

Was offen bleibt

Im Sommer fällt Abwärme an, die niemand braucht. Von fünf geprüften Verwertungspfaden löst keiner das Problem allein. Saisonale Speicher scheitern an Volumen und Untergrund, die Rückverstromung an zu tiefen Temperaturen. Meine Antwort ist eine Kombination aus zusätzlichen Abnehmern, Kurzzeitspeichern und freier Rückkühlung für den Rest.

Einblicke in die Arbeit

Mein Weg durch die Arbeit

Rechenzentren waren für mich lange eine Black Box. Man weiss, dass viel Strom hineingeht. Was daraus wird, interessiert kaum jemanden. Genau das wollte ich verstehen.

Drei Momente haben die Arbeit verändert. Der erste kam früh: In einem Gespräch mit dem Auftraggeber zeigte sich, dass das Projekt deutlich grösser geplant war als in meinen Grundlagen. Mehrere Kapitel musste ich neu rechnen. Rückblickend war das der nützlichste Rückschlag, denn erst dadurch wurde klar, dass klassische Luftkühlung auf der verfügbaren Fläche ausscheidet.

Der zweite war keine neue Information, sondern eine Erkenntnis. Ich hatte in Gigawattstunden gedacht. Erst als ich auf die Temperatur umgestellt habe, liess sich die Aufgabe entscheiden.

Der dritte war der unangenehmste. Ich habe lange nach der einen Lösung für den Sommer gesucht und musste feststellen, dass es sie nicht gibt. Diesen Befund stehen zu lassen, statt eine Scheinlösung zu konstruieren, fiel mir schwerer als erwartet.

Lessons Learned

Fachlich: Energie hat nicht nur eine Menge, sondern eine Qualität. Diese Unterscheidung hat meinen Blick auf haustechnische Anlagen verändert.

Methodisch: Offengelegte Annahmen sind mehr wert als vorgetäuschte Genauigkeit. Wo belastbare Zahlen fehlten, habe ich jede Annahme ausgewiesen und ihre Wirkung über Sensitivitäten gezeigt.

Persönlich: Entscheiden zu können, obwohl nicht alles bekannt ist, und diesen Entscheid nachvollziehbar zu begründen.

Ein Nachgedanke

Erschreckt hat mich, wie viel Energie und je nach Kühltechnologie auch Wasser diese Anlagen benötigen. Seither denke ich anders über meine eigene Nutzung von künstlicher Intelligenz. Nicht, weil man sie meiden müsste, sondern weil es sinnvoll ist, sie dort einzusetzen, wo sie wirklich etwas bringt.