Trinkt Ihr Rechenzentrum die Wasserversorgung Ihrer Stadt leer?

Geprüft von Yoan Guyon, Geschäftsführer bei gbc engineers

Da die KI-Trainingskapazität wächst, steigt der Druck auf lokale Wasserversorgungen – das überrascht Menschen außerhalb der Branche. Ein Rechenzentrum ist eine Computeranlage, kein Versorgungsbetrieb.

Die meisten traditionellen Rechenzentren nutzen zur Kühlung direkt kommunales Trinkwasser, und die Mengen sind groß genug, dass Wasser bei Standortwahl und Planung inzwischen ebenso wichtig ist wie Strom.

Doch in vielen Regionen konkurriert es heute mit Krankenhäusern, landwirtschaftlichen Betrieben und Haushalten um dieselbe Wasserquelle. Bei gbc engineers sehen wir dieses Muster häufig. Eine in den ersten Wochen der Planung festgelegte Kühlstrategie bestimmt den Wasser-Fußabdruck einer Anlage für die nächsten 20 Jahre.

Warum der Wasserverbrauch von Rechenzentren jetzt unter Druck steht

2 Dinge haben sich gleichzeitig verändert. Erstens wurden Server so dicht gepackt, dass Standardlüfter und Klimaanlagen nicht mehr mithalten konnten, was Betreiber zur wasserbasierten Kühlung drängte. Zweitens begann die Öffentlichkeit, dem Wasser- und Energieverbrauch von Rechenzentren genauer Aufmerksamkeit zu schenken.

Regulierungsbehörden stellen dieselbe Frage schriftlich. Die EU-Energieeffizienzrichtlinie und die Delegierte Verordnung (EU) 2024/1364 der Kommission verpflichten Betreiber oberhalb festgelegter Schwellenwerte, die Water Usage Effectiveness (WUE) zusammen mit der Power Usage Effectiveness (PUE) zu melden.

Die Geografie der Wasserknappheit verschärft das Problem. Ein großer Teil des aktuellen Hyperscale-Ausbaus entsteht in Regionen, in denen Wasser bereits knapp ist, vom Südwesten der USA bis in Teile Südostasiens. Singapur ist genau in dieses Problem geraten – ein eigener Blick lohnt sich.

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Wie die Kühlungsplanung den Wasser-Fußabdruck eines Rechenzentrums bestimmt

Water Usage Effectiveness (WUE) funktioniert wie eine Effizienzkennzahl für Kraftstoff, nur für Wasser statt für Treibstoff: Je niedriger die Zahl, desto weniger Wasser braucht es, um dieselbe Rechenleistung zu kühlen. Die Kühltechnologie bestimmt diese Zahl:

• Verdunstungskühlung verbraucht am meisten Wasser. Sie kühlt, indem sie Wasser direkt aus der kommunalen Versorgung verdunstet, und eine mittelgroße Anlage kann bis zu 400.000 m³ pro Jahr verbrauchen (etwa so viel wie 1.000 durchschnittliche US-Haushalte).
• Geschlossene Flüssigkeitskühlung verbraucht weniger als halb so viel Wasser. Sie führt dasselbe Wasser im Kreislauf, statt es zu verdunsten, kostet aber mehr im Bau und benötigt zusätzliche Ausrüstung (CDUs, die das Kühlmittel umwälzen).
• Aufbereitetes Wasser oder Grauwasser vermeidet Trinkwasser vollständig, indem stattdessen behandeltes Abwasser genutzt wird. Das funktioniert nur, wo der örtliche Versorger Abwasser bereits auf diesen Standard aufbereitet.

Der Unterschied zwischen diesen Optionen ergibt sich fast ausschließlich aus der Kühltechnologie selbst, nicht daraus, wie gut eine Anlage betrieben wird.

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Neubau oder Sanierung: Welche Kühlstrategie spart tatsächlich Wasser?

Das hängt stärker davon ab, was am Standort bereits vorhanden ist, als davon, welche Technologie theoretisch am besten ist. Ein Neubau kann von Anfang an ein WUE-Ziel anstreben.

Eine Sanierung übernimmt die Rohrleitungen und den Technikraum, die die ursprüngliche Anlage vorgesehen hatte. Das entscheidet oft darüber, was realistisch erreichbar ist.

Die Server-Dichte ist der andere entscheidende Faktor. Standard-Racks unter etwa 8 kW müssen selten auf Luft- oder Verdunstungskühlung verzichten. KI- und HPC-Racks sind eine andere Geschichte: Sie überschreiten häufig 30 kW – weit über das, wofür Verdunstungskühlung ausgelegt wurde.

Die bauliche Seite der wasserbasierten Kühlung

Sowohl Aufbereitungs- als auch geschlossene Kreislaufsysteme bringen Rohrleitungen und CDUs mit sich, die geführt und getragen werden müssen. Das ursprüngliche Gebäude war dafür nicht immer ausgelegt.

Die Nachrüstung von aufbereitetem Wasser bedeutet in der Regel neue Durchbrüche durch eine bereits genutzte Deckenplatte. Wird der Schritt der baulichen Abstimmung übersprungen, wird aus einer routinemäßigen Umrüstung mitten im Projekt eine ungeplante Prüfung.

Verdunstungskühltürme bringen ihren eigenen baulichen Fußabdruck mit, meist auf dem Dach. Dieses Gewicht muss schon in der Konzeptphase berücksichtigt werden – nicht erst, wenn der Turmhersteller das Datenblatt schickt.

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Wasserbezogene Risiken, die Betreiber zu spät entdecken

• Genehmigungsfristen unterschätzen. Manche Behörden behandeln den Wasserverbrauch von Rechenzentren als industrielle Wasserentnahme, die eine eigene Genehmigung erfordert, und dieser Prozess kann den Bauzeitplan überholen.
• WUE-Berichterstattung als Formsache behandeln. Sobald die Berichtspflicht der EU-EED greift, ist eine schlechte WUE-Zahl eine öffentliche Zahl, keine interne.
• Trockenheitsbedingte Entnahmebeschränkungen. Kommunale Beschränkungen während einer Dürre können Rechenzentren mit wenig Vorwarnung betreffen. Anlagen ohne Rückgriff auf Aufbereitung oder geschlossenen Kreislauf haben nur begrenzte Optionen.
• Wasseraufbereitungskosten unterschätzen. Geschlossene Kreislaufsysteme benötigen weiterhin eine Aufbereitung, um Verkalkung und Korrosion zu kontrollieren – ein Kostenpunkt, der im frühen Business Case leicht übersehen wird.

Was vor der Entscheidung für eine Kühlstrategie zu prüfen ist

• Vor Abschluss der Standortwahl eine Wasserverfügbarkeitsbewertung beauftragen. Lokale Wasserrechte und die Dürre-Historie sollten die Shortlist mitbestimmen, nicht nur Strom- und Grundstückskosten.
• WUE und PUE gemeinsam modellieren, nicht isoliert. Eine Strategie, die den einen Wert zulasten des anderen verbessert, löst das Nachhaltigkeitsproblem nicht. Sie verschiebt es nur.
• Den lokalen Wasserversorger frühzeitig einbeziehen, wenn aufbereitetes Wasser eine Option ist. Aufbereitungskapazität und Leitungszugang unterscheiden sich je Markt und lassen sich nicht spät im Prozess klären.
• Bodenlast für Kühltürme oder CDUs bereits in der Konzeptphase prüfen, damit das Tragwerksteam kein Gewichtsproblem lösen muss, nachdem die Ausrüstung schon bestellt wurde.

Fazit

Wasser war früher der unsichtbare Versorgungsfaktor hinter dem Kühlsystem eines Rechenzentrums. KI-getriebenes Dichtewachstum und öffentliche Aufmerksamkeit haben das verändert.

Anlagen, die das gut umsetzen, behandeln Wasser, Strom und Tragwerk von Anfang an als eine zusammenhängende Planungsentscheidung. gbc engineers arbeitet mit Rechenzentrums-Teams genau in dieser Phase zusammen.

Häufig gestellte Fragen

Wird in der Rechenzentrumsbranche Wasser zur Kühlung eingesetzt?

Ja. Die meisten mit Verdunstungskühltürmen gebauten Rechenzentren nutzen direkt kommunales Wasser, um Wärme abzuführen, und das bleibt weltweit der gängigste Ansatz.

Recyceln Kühlsysteme von Rechenzentren Wasser?

Viele tun das, wobei es je nach System variiert. Geschlossene Flüssigkeitskühlung führt dasselbe Wasser im Kreislauf, mit nur gelegentlicher Nachspeisung. Verdunstungskühltürme verbrauchen Wasser dagegen, statt es zu recyceln.

Ist Flüssigkeitskühlung umweltfreundlich?

Im Hinblick auf den Wasserverbrauch grundsätzlich ja, da geschlossene Kühlsysteme deutlich niedrigere WUE-Werte aufweisen als Verdunstungssysteme. Sie erfordern allerdings vorab mehr Fertigung und Materialeinsatz.

Können Rechenzentren ohne Wasser gekühlt werden?

Ja, durch luftgekühlte Systeme mit kältemittelbasierten Kühlgeräten statt Verdunstungstürmen. Das vermeidet den Wasserverbrauch vollständig, ist bei hohen Dichten aber in der Regel weniger energieeffizient.