Geschlossener Wasserkreislauf, verdunstungsfreie Kühlung direkt am Rack, 50 Grad Abwärme ins Fernwärmenetz: In uptownBasel Arlesheim zeigt ein AI-Supercomputer, wie Rechenzentren zu Wärmequellen werden.

Text: Eugen Albisser

Im Februar 2023 wurde nachts eine Rohrleitungsbrücke über die Autobahn A18 montiert, von Arlesheim Richtung Reinach. Damals stand auf dem Areal von uptownBasel noch kein AI-Supercomputer. Aber Hans-Jörg Fankhauser, der Architekt und Arealentwickler, wusste schon, dass irgendwann viel Wärme anfallen würde, die irgendwohin müsste.

Seit dem 17. Juni dieses Jahres weiss man, woher die Wärme kommt. Phoeniqs, ein Schweizer Cloud- und AI-Infrastrukturanbieter aus Pfäffikon SZ, hat an diesem Tag den laut eigenen Angaben ersten kommerziell nutzbaren AI-Supercomputer der Schweiz in Betrieb genommen. 192 Nvidia-H100-GPUs, drei Megawatt dedizierte Leistung, konstanter Betrieb.

Kühlwasser statt Kaltluft

Moderne AI-Racks erzeugen Energiedichten, die mit Luftkühlung längst nicht mehr beherrschbar sind. Der Phoeniqs-Rechner arbeitet mit 100 Kilowatt pro Rack. Die nächste Generation, die bereits in Planung ist, wird laut Phoeniqs-Chef Thomas Taroni 600 Kilowatt bis ein Megawatt pro Rack erreichen. Luftkühlung ist bei solchen Leistungsdichten keine Option.

In Arlesheim setzt man auf ein geschlossenes, wassergekühltes System. Die Kühltechnik von Vertiv und Stulz arbeitet mit hochverdichteten Kaltwassersystemen direkt an den Kühlwänden der Racks. Die Wärme wird auf Rack-Ebene abgeführt, bevor sie sich im Raum ausbreiten kann. Das System arbeitet vollständig verdunstungsfrei in einem geschlossenen Kreislauf. Kein Wasserverlust, keine offenen Kühltürme.

Die Racks erzeugen im Betrieb eine konstante Abwärme von rund 50 Grad Celsius. Das ist zu wenig für industrielle Hochtemperaturprozesse, aber genau das richtige Temperaturniveau für Warmwasseraufbereitung und Gebäudeheizung.

Eine Brücke für die Wärme

Die Abwärme aus den Racks wird in Warmwasser umgewandelt und dient zwei Zwecken: Sie heizt das gesamte Campus-Areal von uptownBasel, und sie fliesst in den regionalen Wärmeverbund Birstal von Primeo Wärme.

Das physische Bindeglied zwischen Areal und Wärmenetz ist jene Rohrleitungsbrücke über die A18, die im Februar 2023 in einer Nachtaktion montiert wurde. Sie verbindet die künftige Heizzentrale auf dem uptownBasel-Areal mit den Wärmenetzen in Reinach und Münchenstein.

Der Wärmeverbund Birstal, betrieben von Primeo Wärme, umfasst heute vier Teilverbünde: den Wärmeverbund Birstal selbst, die Gehrenmatt in Arlesheim, die Rudolf Steiner Schule und das Wohnprojekt Reinacherhof.

Cédric Christmann, CEO von Primeo Energie, beziffert die Entwicklung: Zwischen 2024 und 2025 stieg die abgesetzte Wärmemenge um 71 Prozent, von 7300 auf 12'500 MWh. Gleichzeitig sanken die spezifischen CO2-Emissionen um 44 Prozent, von 277 auf 155 Gramm CO2-Äquivalent pro Kilowattstunde. Erreicht wurde das durch den Zusammenschluss der einzelnen Verbünde zum Grossverbund und den Ersatz fossiler durch erneuerbare Anlagen.

Die Abwärme des AI-Supercomputers kommt als zusätzliche Quelle hinzu. Wie viel Wärme der Rechner jährlich ins Netz einspeisen wird, hängt von der Auslastung ab. Taroni beschreibt das System als voll ausgelastet, mit steigender Tendenz.

Die Entscheidung, die Abwärme zu nutzen, fiel in Arlesheim früh, Jahre vor der Inbetriebnahme des Rechners. Fankhauser begründet das pragmatisch: «Datacenter bekommen kein Geld mehr von Banken, wenn sie die Abwärme nicht nutzen können.»

Die Wärmerückgewinnung sei nicht nur eine Nachhaltigkeitsentscheidung gewesen, sondern auch eine Finanzierungsvoraussetzung. Wer ein Rechenzentrum plant, müsse die Wärme von Anfang an als Produkt denken.

Das hat Konsequenzen für die Gebäudetechnik: Die Heizzentrale auf dem Areal ist mit 20 MW Leistung dimensioniert und an den Wärmeverbund angeschlossen. Die Stromversorgung läuft über ein eigenes Unterwerk am 145-kV-Netz von Primeo Netz, mit zwei Transformatoren à 40 MVA.

Die Infrastruktur wurde auf Wachstum ausgelegt: Bis 2027 kommen ein NorthC-Rechenzentrum und weitere Mieter hinzu, bis 2030 rechnet uptownBasel mit 50 bis 100 Unternehmen auf 75'000 Quadratmetern. Jeder zusätzliche Rechner erhöht die verfügbare Abwärme.

Auf dem uptownBasel-Areal steht neben dem AI-Supercomputer auch ein Quantencomputer von IonQ, betrieben von QuantumBasel. Aus Sicht der Gebäudetechnik liegen hier zwei Extreme nebeneinander: Der AI-Rechner braucht drei Megawatt und erzeugt permanent 50 Grad Abwärme. Der Quantenchip braucht laut Angaben der Betreiber fast keinen Strom und erzeugt kaum Wärme.

Während die nächste Generation von AI-Racks auf 600 Kilowatt bis ein Megawatt pro Rack steigen wird, bleibt der Quantencomputer thermisch unauffällig.

Für die Kühlplanung bedeutet das: Die Wärmelast auf dem Areal wird in den kommenden Jahren steigen, aber nicht linear mit der Rechenleistung. Der Energiebedarf sinkt, wo Quantentechnologie klassische Aufgaben übernimmt, und steigt, wo die AI-Modelle weiter wachsen. Die Gebäudetechnik muss beides abbilden können, und in Arlesheim hat man offenbar früh genug damit angefangen.