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Die Ausgangssituation: Was ist die ökologische Herausforderung?
Wir sind es mittlerweile gewohnt, dass wir zu jeder Uhrzeit Serien streamen, Daten über Clouds austauschen oder von überall Social Media nutzen können. Auch neue Technologien wie KI-Dienste sind Teil unseres digitalen Alltags. Da deren Zahl und Umfang stetig stark wächst, sind immer mehr Rechenzentren nötig, die dafür Rechenleistung und Speicherkapazität zur Verfügung stellen. Deren Aufbau und Betrieb verbraucht nicht nur immer mehr Energie, sondern erzeugt eine große Menge Abwärme, ebenso wie die Gebäude und die technische Infrastruktur. Diese Abwärme bleibt bisher häufig ungenutzt und Kühlung kostet zusätzliche Energie – mit negativen Folgen für die Klimabilanz.
Die Idee: Welchen Beitrag kann KI konkret leisten?
Das Projekt DC2HEAT liefert eine Lösung, um die Abwärme in Rechenzentren als Energiequelle intelligent zu nutzen. Im Projekt DC-HEAT wurde bereits ein Konzept entwickelt, um diese nicht einfach so verpuffen zu lassen. Im nächsten Schritt soll ressourceneffiziente Künstlicher Intelligenz (KI) eingesetzt werden. Sie soll die Planung, Anpassung und den Betrieb von Anlagen und Gewerken zur Nutzung der Abwärme aus Rechenzentren vereinfachen, wirtschaftlicher und zugleich umweltfreundlicher gestalten. Kern sind zwei Digitale Zwillinge, einer für ein Projekt mit wassergekühltem und einer für ein luftgekühltes Rechenzentrum. Standort ist jeweils Frankfurt am Main. Die KI-Anwendung vollzieht Wärme- und Kühlbedarf sowie Abwärme der Zentren nach und trägt so zur Wärmeversorgung und zu höherer Transparenz über Ressourcenverbräuche bei. Die Abwärme wird damit optimiert in die Wärmenetze eingespeist, wenn zum Beispiel bei unterschiedlichen Wetterlagen und Jahreszeiten mehr Wärme benötigt oder abgestrahlt wird. Dann verteilt sie Rechenleistungen mit Blick auf die verschiedenen Bedarfe optimal.
Der Ausblick: Welchen Leuchtturmcharakter hat das Projekt?
Indem die Abwärme der Rechenzentren als Energieträger optimiert genutzt wird, zeigt DC2HEAT, wie fossile Energieträger zur Wärmeversorgung vermieden werden können. Zudem leistet es einen Beitrag zum klimafreundlichen Betrieb der dynamisch wachsenden Rechenzentren. Untersucht wird auch, inwieweit sich die Ergebnisse am Standort Frankfurt am Main auf andere nationale und internationale Rechenzentrumsstandorte übertragen lassen und die Abwärme auf verschiedene Weisen klimafreundlich genutzt werden kann.