Entwarnung: Satellitendaten entkräften Wärmeinsel-Vorwurf gegen Rechenzentren

Künstliche Intelligenz, Cloud-Speicher und Streamingdienste brauchen Rechenleistung, und die steht in immer größeren Hallen. Hyperscale-Rechenzentren ziehen enorme Mengen Strom, und fast jede Kilowattstunde endet als Wärme. Kommunen und Anwohner:innen fragen deshalb zunehmend, ob solche Anlagen ihre Nachbarschaft aufheizen. Eine frühere Studie hatte genau das nahegelegt: im Mittel rund 2 °C mehr, in Spitzen bis zu 9 °C, und das noch in 10 Kilometern Entfernung. Jiawei Jing von der Makuhari Development Corporation kommt im Fachmagazin Environmental Research Letters zu einem deutlich anderen Ergebnis.

13 Jahre Wärmebilder aus Japans größtem Rechenzentrumsstandort

Jing wertete Aufnahmen der Satellitensysteme Landsat und MODIS seit 2013 aus und ergänzte sie um Messungen des Infrarotinstruments ECOSTRESS ab 2018. Im Fokus standen die Gebiete Inzai und Tama bei Tokio, wo zwischen 2011 und 2025 zwölf Rechenzentren den Betrieb aufnahmen. Für eine große Anlage in Inzai verglich er drei Phasen: vor dem Baubeginn Ende 2020, während der Bauzeit und nach dem Start im März 2023. Als Referenz dienten ältere Gewerbedächer und Reisfelder mit unveränderter Nutzung. Daten zum Energieverbrauch flossen ebenfalls ein.

Satelliten erfassen allerdings die Temperatur von Dächern und Böden, nicht die Luft auf Straßenhöhe. Ein Neubau verändert zudem Material, Farbe und Bewuchs der Fläche und verschiebt so die Temperaturbilder auch ohne Abwärme.

Reflektierende Dächer senken die Tagestemperatur um bis zu 2,2 °C

Tagsüber lag die Oberflächentemperatur der Dachfläche nach der Inbetriebnahme um 1,8 bis 2,2 °C unter den Werten vor dem Bau. Das zeigte sich gegenüber den alten Gewerbedächern ebenso wie gegenüber den Reisfeldern. Moderne Dächer werfen mehr Sonnenlicht zurück als das Ackerland, das sie ersetzen. Ein zweites Messinstrument fand mit rund 0,5 °C einen kleineren Unterschied in dieselbe Richtung. Ein Teil der Abkühlung könnte also auf Schätzfehler bei der Wärmeabstrahlung neuer Dachmaterialien zurückgehen. Für angrenzende Wohnviertel belegen die Daten keinen Kühleffekt.

Nachts bleibt die Serverwärme fast unsichtbar

Ohne Sonneneinstrahlung lässt sich die Abwärme der Server besser isolieren. Zwischen ein und fünf Uhr nachts maß Jing über dem wichtigsten Rechenzentrum Abweichungen von minus 0,15 bis minus 0,21 °C gegenüber Kontrollflächen, statistisch nicht von null zu unterscheiden. Über der gesamten Rechenzentrumsgruppe registrierte MODIS ein Plus von rund 0,2 °C, konzentriert auf die frühen Nachtstunden. Jing deutet das als tagsüber gespeicherte Wärme der Bebauung. Tests in trockenen und kontinentalen Klimazonen stützen diese Lesart: Die nächtliche Erwärmung trat dort schon während der Bauphase auf, bevor jemand einen Server anschloss, genau wie bei Lagerhallen.

Eine Energiebilanz setzt eine weitere Grenze. Unter typischen Wind- und Durchmischungsbedingungen käme die Abwärme der Anlagengruppe nachts auf höchstens rund 0,35 °C zusätzliche Lufttemperatur über mehrere Kilometer. Für dauerhafte 2 °C bräuchte es sechs- bis 43-mal mehr Wärme, als die Rechenzentren abgeben können. Kurzzeitige Effekte bei Windstille schließt die Rechnung nicht aus.

Warme Abluftfahnen direkt an den Kühlanlagen

Lokal sieht das Bild anders aus. Messfahrten an Rechenzentren im trockenen Raum Phoenix ergaben wenige Hundert Meter in Windrichtung eine um 0,7 bis 0,9 °C höhere Lufttemperatur. Solche Wärmefahnen und eine schwache großflächige Erwärmung widersprechen sich nicht. Geplante Anlagen im Gigawattmaßstab, andere Klimazonen und Wetterextreme erfordern eigene Untersuchungen.

Bislang verlangt kein großer Rechenzentrumsmarkt eine Prüfung der Temperaturfolgen vor dem Bau. Einige US-Kommunen greifen das Thema in Bauvorgaben auf, legen aber keine Messmethode fest. Jing stellt seinen satellitengestützten Vorher-nachher-Vergleich deshalb offen zur Verfügung. Planer:innen weltweit könnten damit prüfen, wie stark ein Neubau seine Umgebung tatsächlich erwärmt.

 

via IOP Publishing