Unterwasser-Rechenzentren: Die Zukunft grüner Datenverarbeitung

Die Boom-Phase der Rechenzentrumsbranche mit revolutionären Unterwassermodellen

In den letzten Jahren ist die Branche der Rechenzentrien explosionsartig gewachsen, da Technologieunternehmen nach Wegen suchen, die enorme Rechenleistung zu entwickeln, die für den Betrieb komplexer Operationen wie Künstlicher Intelligenz (KI) erforderlich ist. Tausende von Rechenzentren werden an Land entwickelt, doch nun erwägen einige Länder die Einrichtung innovativer Modelle an alternativen Standorten, beispielsweise unter Wasser.

Im Mai hat China das weltweit erste unterseeische, windbetriebene Rechenzentrum vor der Küste von Shanghai gestartet, mit einer Investition von etwa 238 Millionen US-Dollar. Das 24-MW-Test-Rechenzentrum Shanghai Lingang wurde von HiCloud Technology und China Communications Construction - einem Staatsunternehmen - entwickelt. Das Zentrum liegt mehr als 10 Meilen vor der Küste von Shanghai und ist in einer Tiefe von 10 Metern unter der Meeresoberfläche versenkt und wird hauptsächlich von einem Offshore-Windpark mit Strom versorgt.

Das Shanghai Unterwasser-Rechenzentrum: Ein bahnbrechendes grünes Modell

Das Rechenzentrum wurde im Sondergebiet Lin-gang, im Freihandelsgebiet Shanghai, entwickelt. Langer Regierungsdaten verbraucht das Rechenzentrum weniger als ein Fünftel des Strombedarifs vergleichbarer Zentren an Land, da es mit Grünstrom versorgt wird.

Zudem wird das Zentrum durch natürliche Kühlung durch das umgebende Wasser gekühlt, was den Frischwasserverbrauch erheblich reduziert. In traditionellen Rechenzentren an Land entfallen 25 bis 40% des Strombedarfs der Anlage auf die Notwendigkeit, Kühlwasser um die Server zu leiten, um Überhitzung zu verhindern - eine Praxis, die oft bei Umweltschützern und lokalen Anwohnern auf Widerstand stößt.

Laut Regierungsbericht: "Im Vergleich zu traditionellen Rechenzentren an Land ist das Projekt so konzipiert, dass es über 95% Grünstrom nutzt, den Energieverbrauch um 22,8% reduziert und den Wasserverbrauch sowie die Landnutzung um jeweils 100% bzw. über 90% senkt".

Globaler Kontext und Umweltprobleme

Das Wasser-, Umwelt- und Gesundheitsinstitut der Vereinten Nationen prognostiziert, dass die Rechenzentren weltweit bis 2030 bis zu 9,3 Billionen Liter Wasser verbrauchen könnten - genug, um den Trinkwasserbedarf von etwa 1,3 Milliarden Menschen zu decken. Daher ist es für Entwickler dringend notwendig, innovative Alternativen für die Entwicklung und den Betrieb von Rechenzentren zu suchen.

Die chinesische Regierung hat die Entwicklung von Rechenzentren stark unterstützt, sowohl in politischer als auch in finanzieller Hinsicht. Laut UN-Bericht liegen von 32 Ländern mit KI-Rechenzentren etwa 90% dieser Anlagen in China und den USA. Sowohl China als auch die USA haben das Ziel, Marktführer im Bereich KI und andere komplexe Rechenoperationen zu werden.

Während viele US-Rechenzentren mit fossilen Brennstoffen wie Erdgas betrieben werden, richtet China zunehmend auf die Umstellung auf Grünstrom aus, um den Energiebedarf zu decken, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu reduzieren und die Energiesicherheit in den kommenden Jahrzehnten zu erhöhen.

Wettbewerber und innovative Modelle

Microsoft und das Unterwasserprojekt in Schottland

HiCloud hatte zuvor das weltweit erste kommerzielle unterseeische Rechenzentrum auf der tropischen Insel Hainan im Jahr 2023 eröffnet. Das Shanghai Lingang ist jedoch das erste unterseeische Rechenzentrum, das mit Offshore-Windkraft betrieben wird und als Vorbild für die grüne Entwicklung dienen kann.

Microsoft begann ebenfalls 2018 mit der Entwicklung seines ersten Unterwasser-Rechenzentrums bei Orkney in Schottland mit vielversprechenden ersten Ergebnissen. In den letzten Jahren wurden jedoch nur wenige Fortschritte gemeldet.

Dr. Hanjiang Dong von der Universität Hong Kong erklärt: "Microsoft ging bei der Konzepterprobung voran, während China bei der kommerziellen Umsetzung weiter vorankam, da sie schnell die Marktnachfrage, die industrielle Kapazität, die maritime Technik und die politische Unterstützung in ein kommerzielles Projekt integrieren konnten".

Samsung und schwimmende Rechenzentren

In Asien, in Südkorea, entwickelt Samsung Heavy Industries ebenfalls neue Rechenzentrums-Technologie, indem sie versuchen, Schwimmanlagen auf Schiffen zu implementieren. Samsung Heavy Industries, ein südkoreanisches Schiffbauunternehmen des berühmten Samsung-Konzerns, kürzlich eine Vereinbarung mit dem griechischen Schiffahrtsunternehmen Capital Clean Energy Carriers unterzeichnet, um bestehende Schiffe in datentaugliche Einrichtungen umzuwandeln.

Samsung hat ein 50-MW-Schwimm-Rechenzentrummodell entwickelt, das vom American Bureau of Shipping und Lloyd's Register genehmigt wurde und auf einem autarken Stromerzeugungssystem oder Strom vom Festland laufen kann. Das Unternehmen muss nun praktische Prototypen entwickeln, um zu sehen, ob das Projekt kommerzialisiert werden kann.

Hitachi und Mitsui O.S.K. Lines kooperieren

Kürzlich unterzeichneten Hitachi und Mitsui O.S.K. Lines auch eine Absichtserklärung, um schwimmende Systeme zur Speicherung selbsttragender KI-Rechenzentren zu entwickeln. Ihr Modell unterscheidet sich von Samsungs dadurch, dass es auf der Umrüstung bestehender Schiffe in verbesserte Dateneinrichtungen basiert. Wiederum wird die Nähe zu einem großen Wasser erwartet, die Belastung für Süßwasserressourcen zu reduzieren.

Zukunft der Unterwasser- und Schwimm-Rechenzentren

Unternehmen werden kreativer bei der Entwicklung von Rechenzentren, mit dem Ziel, die lokale Umweltbelastung zu reduzieren. Da Verbraucher und Regierungen die Entwicklung von Rechenzentren ablehnen, sind Unternehmen gezwungen, Rechenzentren umweltfreundlicher zu gestalten, indem sie auf erneuerbare Energien umsteigen und den Süßwasserverbrauch und die Landnutzung reduzieren.

Während die Risiken im Zusammenhang mit der Entwicklung von Unterwasser-Rechenzentren teilweise noch nicht bekannt sind, könnten sie das marine Ökosystem beeinträchtigen, wie Sedimentstörungen oder das Erwärmen des Meerwassers. Fachleute der Branche sind jedoch der Meinung, dass die Temperaturerhöhung lokal begrenzt und kontrollierbar sein könnte.

Die Entwicklung von Unterwasser- und Schwimm-Rechenzentren stellt einen wichtigen Schritt in Richtung nachhaltiger Technologieinfrastruktur dar, die den wachsenden Bedarf an Rechenleistung deckt, während die Umweltbelastung minimiert wird. Während Unternehmen weiter in diesem Bereich investieren und innovieren, können wir in naher Zukunft mehr erfolgreiche kommerzielle Modelle erwarten.