In einer Zeit, in der Energieeffizienz, Nachhaltigkeit und extreme Skalierbarkeit die IT-Infrastruktur weltweit prägen, gewinnen innovative Konzepte wie Unterwasser-Rechenzentren zunehmend an Bedeutung. Doch wie realistisch ist der Einsatz dieser Technologie – und welche Potenziale und Risiken bringt sie mit sich?
Rechenzentren unter Wasser: Idee und Technologie
Die Idee, Serverfarmen unter Wasser zu betreiben, klingt auf den ersten Blick wie Science-Fiction, ist jedoch längst Realität: Microsoft hat mit „Project Natick“ bereits 2015 den Grundstein gelegt. Die Projektphase 2 umfasste 2018 die erfolgreiche Inbetriebnahme eines Unterwasserdata Centers vor den Orkney-Inseln in Schottland. Ziel war es, die Energiebilanz, die physische Belastung und die Effizienz neuer Rechenzentrumsinfrastrukturen unter Extrembedingungen zu evaluieren.
Das Prinzip: Ein hermetisch versiegelter Container mit Dutzenden Racks wird auf dem Meeresboden installiert – verbunden per Glasfaser und Stromleitung. Die permanente Kühlung durch Meerwasser senkt den Energieverbrauch erheblich. Zudem ermöglicht die Nähe zu Ballungsräumen an der Küste eine verbesserte Latenz, insbesondere für Edge-Computing-Architekturen.
Technische Anforderungen und Herausforderungen
Der Betrieb unterseeischer Rechenzentren bringt eine Vielzahl komplexer technischer Anforderungen mit sich, darunter:
- Druckbeständigkeit: Die Container müssen extrem hohen Drücken standhalten – bei 35 Meter Tiefe entspricht das über 3,5 bar.
- Korrosionsschutz: Salzwasser gilt als aggressiv – alle Komponenten müssen entsprechend geschützt bzw. aus seewasserresistentem Material gefertigt sein.
- Fehlertoleranz und Wartung: Wartung ist unter Wasser problematisch bis unmöglich. Daher setzen Betreiber auf ein ausgeprägt redundantes, autonomes Design mit hoher Fehlertoleranz.
- Netzwerkanbindung: Die Anbindung an bestehende Glasfasernetze muss stabil, redundant und latenzoptimiert sein, um Edge-Computing-Szenarien zu ermöglichen.
Besonders Letzteres ist entscheidend: Studien von IDC und Gartner prognostizieren, dass bis 2025 rund 75 % aller Daten außerhalb zentraler Rechenzentren verarbeitet werden – insbesondere durch IoT- und KI-Anwendungen, die auf niedrige Latenzen angewiesen sind. Unterwasser-Rechenzentren an Küstenregionen bieten hier einen strategischen Vorteil.
Energie- und Nachhaltigkeitsaspekte
Ein massiver Vorteil von Unterwasser-Rechenzentren ist die natürliche Kühlung durch kaltes Meereswasser: Kühlprozesse zählen heute zu den größten Energieverbrauchern in der Serverinfrastruktur. Laut einer aktuellen Analyse der International Energy Agency (IEA) liegt der weltweite Energiebedarf von Rechenzentren bei über 460 TWh – ein signifikanter CO₂-Faktor.
Microsoft berichtete nach Abschluss von „Project Natick“ Phase 2, dass das Unterwasserzentrum achtmal zuverlässiger lief als vergleichbare an Land betriebene Rechenzentren. Die niedrigere Fehlerquote wurde u. a. der konstanten Temperatur, dem Fehlen von Menschen (und damit versehentlichen Eingriffen) und der hermetisch abgeschlossenen Umgebung zugeschrieben. Die Abwärme konnte direkt ans Meer abgegeben werden, ohne aufwändige Kühlsysteme.
In Kombination mit erneuerbaren Energien – etwa Offshore-Windkraft – könnten solche RZs nahezu klimaneutral betrieben werden. Besonders in Regionen mit schwacher Netzinfrastruktur oder Wachstumsmärkten wie Südostasien oder Subsahara-Afrika ergibt sich ein enormes Potenzial.
Marktentwicklung und wirtschaftliche Perspektive
Der Markt für spezielle Rechenzentrumsinfrastrukturen wächst dynamisch. Laut Statista wird der globale Rechenzentrumsdienstleistungsmarkt von 203,5 Mrd. US-Dollar (2022) auf über 460 Mrd. US-Dollar im Jahr 2027 geschätzt.
Unternehmen wie Subsea Cloud, Nautilus Data Technologies oder China Telecom experimentieren bereits mit eigenen Unterwasserkomponenten oder Floating-Data-Center-Plattformen. Nautilus beispielsweise setzt auf barge-basierte Rechenzentren in Häfen, mit direkter Wasserkühlung und Netzanschluss.
Allerdings bewegen sich derartige Konzepte noch in der Pionierphase: Skalierbarkeit, Standardisierung, Genehmigungsprozesse und Umweltverträglichkeit sind vielerorts ungeklärt. Die Investitionskosten sowie die benötigte Spezialtechnik übersteigen häufig klassische RZ-Projekte deutlich.
Nachhaltigkeit vs. Ökologie: Umweltrisiken im Fokus
Ein zentraler Kritikpunkt bleibt die mögliche Umweltbelastung: Wie viel Abwärme verträgt ein marines Ökosystem? Welche Risiken entstehen durch elektromagnetische Felder, Schallabstrahlung oder den Einsatz chemischer Dichtmittel?
Die bisherigen Feldversuche – etwa bei Microsofts Projekt auf den Orkney-Inseln – bestätigen eine weitgehend neutrale Umweltbilanz; dennoch fehlen langfristige Studien. Forschende der University of Southampton fordern etwa die Überwachung klimatischer Effekte und möglicher Änderungen in lokalen Biodiversitätsmustern.
Auch der Eingriff bei Installation und Rückbau muss ökologisch verantwortbar erfolgen. Die Einbindung internationaler Umweltstandards (z. B. ISO 14001) wird zunehmend gefordert. Nur durch transparente Monitoring-Konzepte lassen sich Akzeptanz und regulatorische Freigaben aufrechterhalten.
Datensicherheit und physischer Zugriff
Ein praktischer Aspekt, der in der Diskussion selten Beachtung findet: Unterwasser-Rechenzentren bieten durch ihre Abgeschiedenheit und physische Inaccessibilität eine erhöhte Schutzwirkung gegen physische Angriffe und Einbruchsversuche.
Allerdings müssen gerade in geopolitisch sensiblen Regionen potenzielle Risiken durch Sabotageakte, Unterwasser-Zugriffe oder technische Katastrophen (Seebeben, Vulkane) berücksichtigt werden. Deep-Sea-Patrols oder Drohnenüberwachung könnten künftig Teil des Sicherheitskonzepts sein.
Auf softwareseitiger Ebene gelten dieselben Anforderungen wie bei typischen Colo- oder Hyperscale-RZs: Authentifizierung, Verschlüsselung, Mandantenfähigkeit und revisionssichere Audit-Standards müssen umgesetzt sein.
Praxis: Wann lohnt sich der Einsatz?
Unterwasser-Rechenzentren sind keine Technologie für Generalisten. Der Einsatz lohnt sich insbesondere in spezifischen Anwendungsszenarien mit folgenden Anforderungen:
- Edge & Low-Latency: Regionen mit Bedarf an ultraniedriger Latenz nahe Endanwendern.
- Infrastrukturengpässe: Gebiete mit limitierten Grundstücken, eingeschränkten Netzen oder hoher Bebauungsdichte.
- Green IT-Fokus: Unternehmen mit ambitionierten Nachhaltigkeitszielen und CO₂-Reduktionsstrategien.
Ein Beispiel: In Küstenstädten wie Singapur oder San Francisco könnten Unterwasser-Rechenzentren als dezentrale Knotenpunkte für KI-basierte Verkehrsanalyse, IoT-Datenverarbeitung und G5/6-Ausbau fungieren – direkt angebunden an das urbane Glasfasernetz.
Drei Handlungsempfehlungen für Betreiber
- Frühzeitige Einbindung regulatorischer Stellen: Genehmigungsverfahren im Offshore-Bereich können mehrere Jahre dauern – frühzeitige Kommunikation mit Behörden sichert Planung und Finanzierung.
- Integrale Risikoabschätzung & Versicherung: Umfassende Risikoanalysen (inkl. Umwelt- & Betriebsrisiken) bilden die Grundlage für Finanzierung, Versicherung und Betrieb.
- Langfristige Monitoring-Konzepte etablieren: Zur Wahrung von Compliance, Umweltverantwortung und langfristiger Systemsicherheit sind permanente Überwachung und externe Audits erforderlich.
Fazit: Vision mit Tiefgang
Unterwasser-Rechenzentren repräsentieren eine zukunftsweisende Erweiterung der globalen IT-Infrastruktur – energieeffizient, sicher und innovativ. Allerdings sind sie kein Allheilmittel, sondern müssen technologische, ökologische und regulatorische Balanceakte meistern.
Die Pionierzeit ist angebrochen, aber Standards, Benchmarks und Best Practices fehlen oft noch. Umso wichtiger ist der Austausch zwischen Anbietern, Forschenden und Regulierungsstellen. Welche Erfahrungen, Ideen oder Bedenken haben Sie schon mit alternativen Rechenzentrumsarchitekturen gemacht? Diskutieren Sie mit unserer Community und gestalten Sie die Zukunft der Infrastruktur mit!
