Stuttgart (ots) –
Rekordtemperaturen setzen auch die digitale Infrastruktur unter Druck. Rechenzentren, das Rückgrat von Cloud-Diensten, Zahlungsverkehr und Kommunikation, benötigen bei großer Hitze deutlich mehr Kühlleistung. „Hitze war lange ein Randthema für Rechenzentren. Heute geraten viele Betreiber in eine Hitzefalle: Von außen steigen die Temperaturen, von innen die Wärmelast durch KI-Anwendungen und immer leistungsstärkere Chips. Werden Kühlkapazitäten nicht rechtzeitig angepasst, drohen Störungen bis hin zu kostspieligen Ausfällen“, sagt Mathias Franke, Leiter Data Center Consulting beim Beratungsunternehmen Drees & Sommer SE.
Die Herausforderung wächst mit dem Boom der Branche: Seit 2010 hat sich die installierte Rechenzentrumskapazität hierzulande bereits mehr als verdoppelt und
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lag 2024 bei über 2.730 Megawatt. Bis 2030 erwartet das Bundeswirtschaftsministerium einen weiteren Anstieg auf mehr als 4.800 Megawatt, ein Plus von rund 75 Prozent innerhalb von nur sechs Jahren.[i] Mit der im März 2026 verabschiedeten nationalen Rechenzentrumsstrategie[ii] will die Bundesregierung die Kapazitäten bis 2030 sogar verdoppeln.
Getrieben wird das Wachstum vor allem durch Cloud- und KI-Anwendungen. Gleichzeitig wächst damit die Verwundbarkeit der digitalen Infrastruktur gegenüber Extremwetter. Eine im Juni 2026 veröffentlichte Analyse des auf physische Klimarisiken spezialisierten Unternehmens First Street kommt zu dem Ergebnis, dass 54 Prozent der weltweiten Rechenzentrumskapazität in Märkten liegen, die chronischem Hitze- oder Dürrestress ausgesetzt sind. [iii]
Wärmeinsel-Effekt: Wenn Rechenzentren ihre Umgebung aufheizen
„KI verändert die Anforderungen an Rechenzentren grundlegend. Die Anlagen verbrauchen nicht nur mehr Energie, sondern geben auch deutlich mehr Wärme an ihre Umgebung ab. Das müssen Betreiber bei Planung und Betrieb künftig stärker berücksichtigen“, sagt Franke. Eine im März 2026 veröffentlichte Studie unter Beteiligung der University of Cambridge beziffert den Wärmeinsel-Effekt von KI-Rechenzentren im Durchschnitt auf rund zwei Grad Celsius. In Extremfällen wurden Temperaturanstiege von bis zu 9,1 Grad Celsius gemessen. Weltweit könnten mehr als 340 Millionen Menschen von diesem sogenannten „Data Heat Island Effect“ betroffen sein.[iv]
Hitzebedingte Ausfälle sind kein unvermeidbares Schicksal. Wer Kühlung, Energieversorgung und Betriebsabläufe frühzeitig auf Extremwetter ausrichtet, kann Risiken deutlich reduzieren. Nach Einschätzung von Drees & Sommer müssen Betreiber sowohl Standort und Technik vorausschauend planen als auch klare Maßnahmen für den Betrieb während einer Hitzewelle festlegen.
Kühlgrenzen und Reserven kennen, bevor die Hitze kommt
Kühlsysteme stoßen bei Extremhitze schneller an ihre Grenzen als bisher angenommen. Forschende von Google und der University of Pennsylvania zeigen in der Studie „Prometheus“, dass Rechenzentren ihre Kühlkapazität bis 2044 im Schnitt um elf Prozent erhöhen müssen, um das heutige Ausfallrisiko zu halten. An besonders gefährdeten Standorten kann der zusätzliche Bedarf bis zu 48 Prozent betragen. Für die Studie wertete das Forschungsteam historische Klimadaten aus und verknüpfte sie mit Klimasimulationen für die untersuchten Standorte. „Betreiber müssen prüfen, welche Außentemperaturen ihre Kühlung verkraftet und wie sich mehrtägige Hitze auf ihre Reserven auswirkt“, so Franke.[v]
Bei der Auslegung der Kühlung zählt vor allem der Blick nach vorn. Betreiber sollten deshalb Prognosesimulationen wie die „Extreme Annual Design Conditions“ von ASHRAE Meteo nutzen[vi]. Auf Grundlage der Daten von 2025 empfiehlt Franke, die erwarteten Extremtemperaturen der kommenden 20 Jahre einzuplanen und vier Kelvin als Sicherheit hinzuzurechnen. „Hitzewellen werden intensiver, dauern länger und treten häufiger auf. Künftige Prognosen dürften deshalb noch höhere Temperaturen ansetzen“, sagt Franke.
Betreiber müssen nicht nur die IT-Systeme auf künftige Hitzeextreme vorbereiten. Auch die Notstromanlage muss bei hohen Temperaturen zuverlässig funktionieren. Fällt ihre Kühlung aus, kann sie das Rechenzentrum nicht mehr sicher mit Strom versorgen. Damit ist der gesamte Betrieb gefährdet.
Den Betrieb auf Hitzewellen vorbereiten
Nicht jede rechenintensive Aufgabe muss bei Höchsttemperaturen laufen. Backups, Datenanalysen oder große Datenmigrationen lassen sich in kühlere Nachtstunden verschieben. Das entlastet die Kühlung, wenn ihre Reserven besonders knapp sind. Fällt ein Kühlsystem aus, muss ein zweites ohne Zeitverlust übernehmen. Auch die Notstromversorgung muss neben den Servern die Kühlung absichern. Sonst verschiebt sie den Ausfall oft nur um wenige Minuten. Bei Störungen im öffentlichen Netz können zudem lokale Stromnetze mit eigenen Energiequellen und Speichern, sogenannte Microgrids, kritische Anlagen weiter versorgen.
Mit Wasser statt Luft kühlen
Erreichen einzelne Serverschränke Leistungen von rund 50 Kilowatt und mehr, reicht reine Luftkühlung oft nicht mehr aus. Viele Rechenzentren wurden ursprünglich für deutlich geringere Leistungsdichten ausgelegt. Während ein Serverschrank lange Zeit meist mit fünf bis zehn Kilowatt Leistung betrieben wurde, treiben KI-Anwendungen die Anforderungen heute deutlich nach oben. „Wasser kann wesentlich mehr Wärme aufnehmen und transportieren als Luft. Seine Kühlkapazität ist deutlich höher. Deshalb setzen viele unserer Kunden bei hohen Leistungsdichten zunehmend auf wasserbasierte Kühlsysteme“, erklärt Data Center-Experte Franke. Das gilt vor allem für KI-Anwendungen und andere Hochleistungsrechner.
Bei moderaten Leistungsdichten bleibt Luftkühlung häufig die einfachere und wirtschaftlichere Lösung. Hybride Systeme erlauben es, zunächst nur besonders leistungsstarke Bereiche auf Flüssigkeitskühlung umzustellen. So lassen sich diese Bereiche auch bei höheren Außentemperaturen zuverlässig kühlen.
Mehr Effizienz ist Pflicht
Für Rechenzentren, die seit Juli 2026 neu in Betrieb gehen, verschärft das Energieeffizienzgesetz die Anforderungen. Maßstab ist die Power Usage Effectiveness, kurz PUE. Sie setzt den gesamten Energieverbrauch eines Rechenzentrums ins Verhältnis zum Strombedarf von Servern und Speichern. Ein PUE-Wert von 1,2 bedeutet vereinfacht: Auf 100 Kilowattstunden für die IT kommen höchstens 20 Kilowattstunden für Kühlung, Stromversorgung und andere technische Infrastruktur. Neue Rechenzentren dürfen den Wert 1,2 nicht überschreiten. Anlagen, die vor Juli 2026 in Betrieb gingen, müssen bis Juli 2030 einen Wert von höchstens 1,3 erreichen. [vii]
„Effiziente Kühlkonzepte sind nicht mehr nur eine Frage der Betriebssicherheit, sondern zunehmend auch gesetzliche Pflicht. Wer heute noch ausschließlich auf Luft setzt, baut sich sein Kühlproblem für die nächsten zehn Jahre gleich mit ein“, betont Franke. „Wasserbasierte Systeme sind planbarer, gerade wenn die Temperaturen weiter steigen und die gesetzlichen Effizienzvorgaben strenger werden.“ Zugleich wird derzeit intensiv über eine Novellierung des Energieeffizienzgesetzes (EnEfG) diskutiert. Tritt sie in den nächsten Monaten in Kraft, könnten sich Schwellen- und Grenzwerte verschieben. [viii]
Wenn Kühlwasser knapp wird
Wer heute ein Rechenzentrum plant, muss bei der Wahl des Standorts ebenso wie beim Kühlkonzept künftige Hitzeperioden von Anfang an einkalkulieren. Das gilt besonders für wasserbasierte Kühlsysteme: In Regionen mit knapper werdenden Wasserressourcen kann ausgerechnet die Kühlung selbst zum Risiko werden. Geschlossene Kreisläufe senken den Wasserverbrauch und entschärfen so das Problem. In ihnen zirkuliert das Kühlmittel dauerhaft zwischen Servern und Kühlanlage, statt durch Verdunstung (Adiabatik) verloren zu gehen. Nach der ersten Befüllung benötigen sie im laufenden Kühlbetrieb kaum zusätzliches Wasser. Besonders gefährdet bei Hitze sind weniger die großen, professionell betriebenen Anlagen mit redundanter Kühlung und Notstrom, sondern die vielen dezentralen Serverräume in Unternehmen, oft in umgewidmeten Keller- oder Technikräumen ohne entsprechend ausgelegte Klimatechnik.
Ausfälle sind längst kein Zukunftsszenario mehr
Wie schnell hohe Temperaturen Rechenzentren lahmlegen können, zeigte die Hitzewelle in Großbritannien im Sommer 2022. Als die Temperaturen in London erstmals die 40-Grad-Marke überschritten, fielen im Rechenzentrum von Google Cloud mehrere Kühlsysteme gleichzeitig aus. Techniker mussten Teile der Server herunterfahren, um technische Schäden zu verhindern. Auch ein Oracle-Rechenzentrum im Süden Londons war betroffen: Die Kühlaggregate arbeiteten an ihrer Belastungsgrenze und fielen schließlich aus. Der Ausfall dauerte rund 19 Stunden und beeinträchtigte Cloud-Dienste weltweit. In Deutschland kam es während der Rekordhitze im Juni 2026 nach Angaben der German Datacenter Association bislang nicht zu flächendeckenden Ausfällen. Der Branchenverband schließt Abschaltungen als letztes Mittel jedoch nicht aus, sollten technische Störungen und Engpässe in der Energieversorgung zusammenkommen[ix].
[i] BMWE Newsletter Energiewende | Wie Rechenzentren unseren Energiebedarf antreiben (https://energiewende.bundeswirtschaftsministerium.de/EWD/Redaktion/Newsletter/2025/07/Meldung/direkt-erfasst.html)
[ii] Nationale Rechenzentrumsstrategie (https://bmds.bund.de/service/publikationen/nationale-rechenzentrumsstrategie)
[iii] Climate Risk in Global Data Center Markets: Implications for Investment and Performance | First Street (https://firststreet.org/research-library/climate-risk-in-global-data-center-markets-implications-for-investment-and-performance-report)
[iv] Andrea Marinoni et al.: The Data Heat Island Effect: Quantifying the Impact of AI Data Centers in a Warming World, arXiv:2603.20897, 21. März 2026, zuletzt überarbeitet am 21. April 2026, https://arxiv.org/abs/2603.20897 (Abruf: 30. Juli 2026).
[v] Sourav Patel et al.: „Prometheus: Toward Resilient Data Centers through Optimized Cooling Infrastructure“, Google/University of Pennsylvania, 2026, https://www.engineering.upenn.edu/~leebcc/documents/patel26-prometheus.pdf (Abruf: 30. Juli 2026).
[vi] https://ashrae-meteo.info/v3.0/
[vii] Gesetz zur Steigerung der Energieeffizienz in Deutschland (Energieeffizienzgesetz – EnEfG) vom 13. November 2023 (BGBl. 2023 I Nr. 309), § 11 Abs. 1 und 2 „Klimaneutrale Rechenzentren“, https://www.gesetze-im-internet.de/enefg/__11.html (Abruf: 30. Juli 2026).
[viii]https://ots.de/lnV2AU
[ix] Hitzewelle: Abschaltung von Rechenzentren nicht ausgeschlossen – Golem.de (https://www.golem.de/news/hitzewelle-abschaltung-von-rechenzentren-nicht-ausgeschlossen-2606-210199.html)
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Quelle: Rekordhitze setzt Rechenzentren unter Druck
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laufen, wo Unternehmen weiter leistungsstarke Cloud- oder Serverlösungen brauchen und wie sich dadurch der Büroalltag verändern wird. 
ausbreiten und durch den Einsatz von KI auf Seiten der Malware-Akteure an Geschwindigkeit und Komplexität gewinnen. Gleichzeitig wird Cybersicherheit zum Thema für die Vorstandsebene durch europäische Regularien, wie NIS2, DORA und den AI Act. Organisationen müssen Anforderungen an Souveränität und Regulatorik nachkommen und die Performance im Auge behalten. 