Vom 18.03. bis zum 19.03.2026 fand in Karlsruhe das DKV-Seminar Kühlung von Rechenzentren statt. Die Leitung und Organisation übernahm der Vorsitzende des DKV, Dr. Holger Neumann vom KIT. Er ist ausgewiesener Kryotechnik-Experte. Aufgrund der aktuellen Entwicklungen war das Seminar bis zum letzten Platz ausgebucht.
Die weltweiten Entwicklungen analysierte Dr. Ralph Hintemann vom Borderstep Institut für Innovation und Nachhaltigkeit im ersten Vortrag. Im Vergleich zu den letzten Jahren gewinnt die Künstliche Intelligenz (KI) sehr stark an Bedeutung und dominiert zurzeit den Markt. Laut Dr. Hintemann kam es im letzten Jahr zur „Explosion der Serververkäufe“, was andere Experten bestätigten. Mit Abstand werden in den USA die größten KI-Rechenzentren gebaut und betrieben. Der Betrieb verursacht wiederum einen Strombedarf, der in einer volkswirtschaftlichen Größenordnung liegt. Diese Rechenzentren, so Dr. Hintemann, gehören wenigen Konzernen, die offensichtlich die KI trainieren. Für dieses Training der generischen KI sind auch gigantische Datenmengen erforderlich, die ebenfalls in den USA verfügbar sind. Letztendlich kommt es aufgrund dieser Rechenzentrumsbauvorhaben zu weltweiten Lieferengpässen und signifikanten Preissteigerungen bei verschieden Schlüsselkomponenten. Das bereitet wiederum nationalen Rechenzentrumbetreibern Schwierigkeiten, welche oft mit einem konstanten Budget auskommen müssen.
Dr. Mengede berichtete über die Entwicklung im rechtlich-normativen Bereich. Hier muss man feststellen, dass die Entwicklung in der Rechenzentrumsbranche oft die technischen Regularien überholen. Vor zehn Jahren war zum Beispiel das Thema „Wasser als Kühlmedium im Rechenzentrum“ akademisch, zu teuer und exotisch. Heute kommt keiner um dieses Thema herum. Mit dem Anstieg der spezifischen Rechenleistung von Servern erhöht sich auch die elektrische Leistungsaufnahme der elektronischen Bauteile (z. B. CPUs und GPUs) und damit die thermische Leistungsdichte zur Kühlung. Hier setzen auch die Untersuchungen im Teilprojekt 11 an. Stahlhut und Urbaneck untersuchten die Abwärmenutzung aus Rechenzentren mit direkter Flüssigkeitskühlung. Die Simulation bildet ein Rechenzentrum und ein Nahwärmenetz ganzheitlich ab. Nur so lassen sich die komplexen Zusammenhänge untersuchen. Dazu war auch die Anwendung mehrerer Bewertungskriterien (Wärmeversorgungsanteil, Abwärmenutzungsgrad, Wärmegestehungskosten, partielle Leistungsanteil der Kühlung, spezifische Wasserverbrauch) erforderlich. Diese Simulationsstudie zeigt unter anderem, dass es kein globales Optimum gibt. D. h., dass jede Rechenzentrumskühlung und Abwärmenutzung muss speziell angepasst werden. Die Anforderungen sind dabei gegenläufig. Hohe Temperaturen begünstigen die Abwärmenutzung mit einer Wärmepumpe. Im Gegenzug steigt der Stromverbrauch des Rechenzentrums und der Anteil der Flüssigkeitskühlung sinkt. Positiv ist, dass man über die Auslegung und den Betrieb Anpassungen in weiten Bereichen vornehmen kann.
Die Rechenzentrums‐Kühlung aus der marktwirtschaftlichen Sicht stellt Herr Thomas Fischer von der dc‐ce RZ‐Beratung GmbH & Co. KG vor. Er lieferte einen umfassenden Überblick aus Sicht eines Rechenzentrumsplaner. Herr Juan Carlos Cacho Alonso von der Fa. Rittal widmete sich den Kühltechnologien. Herr Dr. Rainer Jakobs ist seit Jahrzehnten im Bereich der Kälte- und Wärmepumpentechnik tätig. Er gab einen umfassende Übersicht zu technischen Möglichkeiten und Umsetzungsbeispielen. Herr Dr. Samuel Braun rundete das Seminar ab. Als Lokalmatador zeigte er, wie das Hochleistungsrechnen am KIT realisiert wird.
Wenn die Entwicklungen bei den sehr großen Rechenzentren für KI-Anwendungen so weiter gehen, muss man von einer historischen Entwicklung sprechen. Das wirft mehrere Fragen auf. Wie werden diese (konzentrierten) KI-Kapazitäten andere Vorgänge (weltweit) beeinflussen? Gibt es Grenzen dieses Wachstums? Inwieweit sind derartige Entwicklungen an die energietechnischen und energiewirtschaftlichen Randbedingungen gekoppelt? Führt der Energiebedarf zur Verkappung in anderen Bereichen? In Europa und insbesondere in Deutschland müssen aufgrund der Randbedingungen andere Lösungen und Wege im Vergleich zu den USA gesucht und beschritten werden. Dabei steht laut Dr. Hintemann steht Deutschland nicht schlecht da. Deutschland besitzt die größten Kapazitäten im Nicht-KI-Bereich in Europa. Und die Politik hat die Bedeutung ebenfalls erkannt.
KETEC besetzt dieses interdisziplinäres Thema, welches sich in den Teilprojekten und auch im Industriebeirat widerspiegelt. Vom Hochleistungsrechnen über Kältemaschinen, Wärmepumpen, Speicher, Rückkühler und Komponenten zur Regelung und Steuerung sind de facto alle Kompetenzen vertreten. Diese fachliche Ausrichtung ist wiederum für die Besetzung die wichtigen Branche und für zukünftige Entwicklungen notwendig.
Text: Thorsten Urbaneck Bild: Thorsten Urbaneck