KI - Chancen oder Risiken, Fluch oder Segen?

[MSfree]

Wenn man natürlich Wasser aus Reservoiren entnimmt, aus denen sich ansonsten wichtigere Verbraucher bedienen (Landwirtschaft oder gar Trinkwasser), dann ist das höchst schlecht – keine Frage. Das ist aber kein Problem der K„I“ selbst, sondern betrifft einerseits alle größeren Energieverbraucher

Es betrifft ja nicht nur die "Verbraucher" mit hohem Kühlbedarf. Auch andere Industrien "verbrauchen" Wasser. Gerade aktuell ist ja die Diskussion um das Tesalwerk in Grünheide, das sich am Grundwasser bedient. Da geht es halt um Wasser für Reinigungszwecke und für die Lackierereien.

Außerdem geht ja genau das aus den bislang verlinkten Artikeln nicht eindeutig hervor: wird das Kühlwasser denn so entnommen, dass es anderen Verbrauchern fehlt?

Ich bin der Meinung, daß man das implizit annehmen darf.

Und: wenn ja, warum wurde das so genehmigt?

Davon kannst du ausgehen. Das Wasser nutzende Unternehmen wird einen Vertrag mit einem Wasserversorger abschließen müssen, was durch seinen Vertragsform einer Genehmigung gleichkommt. Bei besonders großen Verbrauchern, z.B. für besonders großen Kühlbedarf müssen Verträge mit Gemeinden, dam Land oder dem Bund geschlossen werden, schön zu sehen am Teslawerk. Einfach so ein Loch in die Erde bohren und Grundwasser abpumpen mag bei einem Schrebergarten gerade noch legal sein, aber in großen Stil kannst du das in Deutschland vergessen.

[niemand]

Auch andere Industrien "verbrauchen" Wasser.

Ja, aber hier ging ja nun darum, dass es als Fluch der K„I“ hingestellt wurde (um dem Threadtitel mal Genüge zu tun).

Ich bin der Meinung, daß man das implizit annehmen darf.

Ich bin anderer Meinung: Wenn es so ist, kann und sollte man das explizit angeben, am besten mit konkreten Beispielen – dann kann man auch mal gucken, was da schiefgelaufen ist. Im Fall vom Teslawerk weiß man es ja: Typ mit viel Geld verspricht Arbeitsplätze. Aber ein K„I“-RZ stellt wohl nicht soo viele Arbeitsplätze in Aussicht, als dass das als man damit Genehmigungsverfahren „vereinfachen“ könnte.

Einfach nur zu sagen: „verbraucht viel Wasser!!k“ und dann ggf. noch ein paar eindrucksvolle, aber bei genauem Hinsehen fragwürdige, Zahlen anzuführen, erscheint mir nicht sauber. Wenn konkrete Probleme bestehen, sollten sie konkret benannt werden.

Davon kannst du ausgehen.

Ich bin davon ausgegangen, dass es auch in dem Fall genehmigt worden ist. Deswegen fragte ich ja, warum. Denn wenn potentielle Probleme im Vorfeld bekannt sind und es trotzdem offiziell genehmigt wird, dann ist da was faul. Ich meine: Windparks werden nicht genehmigt, weil in dem Gebiet ein Spatz mit seltener Gefiederfarbe gesichtet worden ist (um’s mal überspitzt auszudrücken), aber Anlagen, die geeignet sind, Landstriche unbewohnbar zu machen, sind kein Problem?

[speefak]

Wenn vom Ursprungsort wegen Trockenheit kein Wasser nachströmt, fehlt es halt. Das wirkt sich dann halt auch so aus, daß Kraftwerke gedrosselt werden müssen, wenn Flüße niedirge Wasserstände haben.

Gerade Flüsse trocknen in dem Fall aber auch aus, wenn kein Wasser entnommen und einige hundert Meter weiter mit ein paar K mehr wieder zugeführt wird. Nicht einmal, wenn man einige Kubikmeter Wasser am Tag verdunsten lässt, entnimmt man da soviel Wasser, dass es sich auf den Pegel unterhalb des Rechenzentrums auswirken würde. Die Rechenzentren wird man im Fall einer Dürre genauso drosseln müssen wie Kraftwerke, weil halt die Wärme nicht mehr abgeführt werden kann.

Wenn man natürlich Wasser aus Reservoiren entnimmt, aus denen sich ansonsten wichtigere Verbraucher bedienen (Landwirtschaft oder gar Trinkwasser), dann ist das höchst schlecht – keine Frage. Das ist aber kein Problem der K„I“ selbst, sondern betrifft einerseits alle größeren Energieverbraucher mit entsprechendem Kühlungsbedarf, und lässt sich andererseits durch entsprechende Planung und Gestaltung der Anlagen berücksichtigen. Außerdem geht ja genau das aus den bislang verlinkten Artikeln nicht eindeutig hervor: wird das Kühlwasser denn so entnommen, dass es anderen Verbrauchern fehlt? Und: wenn ja, warum wurde das so genehmigt?

So sehe ich es auch. Entnimmt man z.B. Wasser aus Talsperren und führt es wieder dorthin zurück ists auch kein Verbrauch. Verbrauch in dem Sinne ich m.M.n. Entnahme aus Trinkwasser oder Wasser Reservoirs. Ein Fluss fließt sowie flussabwärts, ob da nun ein paar KM durch Leitungen fließt oder im Flussbett ist irrelevant.

Grad gefunden : https://www.heise.de/news/1-Megawatt-Ku ... 30334.html

[Huo]

So sehe ich es auch. Entnimmt man z.B. Wasser aus Talsperren und führt es wieder dorthin zurück ists auch kein Verbrauch. Verbrauch in dem Sinne ich m.M.n. Entnahme aus Trinkwasser oder Wasser Reservoirs. Ein Fluss fließt sowie flussabwärts, ob da nun ein paar KM durch Leitungen fließt oder im Flussbett ist irrelevant.

Ich glaube, auf dieses Verständnis von Wasserverbrauch könnten sich die meisten von uns einigen. Trotzdem bleiben für mich Fragen offen. Sollen Kühlverfahren, die große Mengen Wassers verdunsten lassen, als Wasserverbrauch zählen? Ich meine ja, während andere hier anscheinend optimistisch sind, dass das verdunstete Wasser irgendwie schon wieder dort abregnen wird, wo es benötigt wird.

Zum anderen ist mir bislang völlig unklar, wie hoch in Wirklichkeit der Anteil wertvollen Trinkwassers ist, das für die Kühlung von Rechenzentren (insbesondere im Zusammenhang mit dem KI-Boom) verwendet wird. Ich finde z. B. die Information, dass im Jahr 2022 Google 20 Milliarden Liter Wasser für die Kühlung seiner Rechenzentren benötigte, wovon "der größte Teil" Trinkwasser gewesen sei. [1]

Im selben wissenschaftlichen Artikel und in diversen anderen Quellen wird darauf verwiesen, dass Trinkwasser oft bevorzugt verwendet wird, um Verstopfung, Korrosion und Bakterienbefall der Rohre und Kühlsysteme zu vermeiden. [2] [3]

EDIT: Mir fällt gerade noch was ein. Kann nicht auch "nicht-verbrauchtes" Wasser, das nach seiner Nutzung wieder in einen Fluss zurückgeleitet wird, bedenklich sein, weil es um einige Grade erwärmt ist und deshalb eine thermische Belastung für das Ökosystem darstellt?

[1] Making AI Less "Thirsty": Uncovering and Addressing the Secret Water Footprint of AI Models. 2023, S. 2 https://arxiv.org/pdf/2304.03271 (PDF)
[2] a.a.O., S. 4
[3] z.B. https://www.wuv.de/Themen/Tech/Wegen-KI ... ehr-Wasser

Edit: Falsche Literangabe beim Google-Wasserverbrauch sowie Seitenzahl in Quellenangabe korrigiert.

[atarixle]

... das für die Kühlung von Rechenzentren (insbesondere im Zusammenhang mit dem KI-Boom) verwendet wird. Ich finde z. B. die Information, dass im Jahr 2022 Google 25 Billionen Liter Wasser für die Kühlung seiner Rechenzentren benötigte, wovon "der größte Teil" Trinkwasser gewesen sei. [1] ...

Hier sehe ich die Zukunft in Technologien, die die Abwärme (vielleicht in Form von Fernwärmeheizungen) nutzbar macht, Technolgien, die weniger Wärme erzeugen (ARM Architektur?), immer bessere Compiler, die optimierten Maschinencode erzeugen, der direkt in Assembler entwickelten Projekten immer ähnlicher wird - auch hier kann die K.I. wieder mithelfen (quasi genau wie man heutzutage neuere Prozessoren auf aktuellen Prozessoren konstuiert).
Man könnte ja auch zwei Rechnenzentren betreiben, eines auf der nördlichen Halbkugel, eines auf der südlichen. Auf der Halbkugel, auf der Winter ist, wird das Zentrum auf maximale Leistung geschaltet, um gleichzeitig als Heizkraftwerk zu arbeiten (also sehr sehr abstrakt beschrieben).

[niemand]

Sollen Kühlverfahren, die große Mengen Wassers verdunsten lassen, als Wasserverbrauch zählen? Ich meine ja, während andere hier anscheinend optimistisch sind, dass das verdunstete Wasser irgendwie schon wieder dort abregnen wird, wo es benötigt wird.

Falls du dich auf meine Darstellung beziehst: es wird abregnen. Vielleicht dort, wo’s gebraucht wird, vielleicht auch über dem Meer – wo es im Falle eines Flusses sowieso gelandet wäre. Letztlich ist’s im Einzelfall zu bewerten, und dazu fehlen die dafür notwendigen Daten

Zum anderen ist mir bislang völlig unklar, wie hoch in Wirklichkeit der Anteil wertvollen Trinkwassers ist, das für die Kühlung von Rechenzentren (insbesondere im Zusammenhang mit dem KI-Boom) verwendet wird. Ich finde z. B. die Information, dass im Jahr 2022 Google 25 Billionen Liter Wasser für die Kühlung seiner Rechenzentren benötigte, wovon "der größte Teil" Trinkwasser gewesen sei. [1]

Im selben wissenschaftlichen Artikel und in diversen anderen Quellen wird darauf verwiesen, dass Trinkwasser oft bevorzugt verwendet wird, um Verstopfung, Korrosion und Bakterienbefall der Rohre und Kühlsysteme zu vermeiden.

Aus Gründen der Seriosität sollte man die Größenordnung mitübersetzten: es sind „nur“ 25 Milliarden Liter, entsprechend 25×10⁶ m³ – das ist trotzdem erstmal viel, aber auch hier lässt sich ohne die Daten, wo es denn nun konkret herkommt, auch nichts konkret bewerten. Trinkwasser kann auch aus Flüssen stammen, und dann wär’s beispielsweise weit weniger problematisch, als wenn das Kühlwasser in ariden Gegenden dem Grundwasser entnommen und komplett verdampft würde (wozu im Übrigen rund 17 TWh notwendig wären, was mir schon auch ziemlich viel vorkäme (zum Vergleich: der Gesamtstrombedarf von D liegt bei etwas über 500 TWh im Jahr – incl. Transportwesen, Heizung, Industrie (sofern noch vorhanden), etc.).

Kann nicht auch "nicht-verbrauchtes" Wasser, das nach seiner Nutzung wieder in einen Fluss zurückgeleitet wird, bedenklich sein, weil es um einige Grade erwärmt ist und deshalb eine thermische Belastung für das Ökosystem darstellt?

Bestimmt. Es könnte aber auch das Ökosystem unterstützen – kommt letztlich auf die konkreten Umstände und Zahlen an, die uns auch hier wieder nicht vorliegen.

Letztlich sollte das ja ein Kritikpunkt von mir sein, wie ich auch mehrfach geschrieben habe: solange man sich Sachverhalte und Daten, die zur Einschätzung unabdingbar sind, ausdenken und vorstellen muss, wird eine solche Diskussion nirgendwohin führen – denn da stellt sich jeder das vor, was seiner Position grad dienlich ist. Ist menschlich.

Außerdem ist der Wasserverbrauch nunmal nicht zwingend. Er ist nur derzeit die auf kurze Sicht billigste Methode, womit das Ganze den meisten Profit generiert – deswegen wird’s gemacht. Nicht, weil es anders nicht ginge. Sondern weil im Kapitalismus nunmal andere Werte wichtig sind, als die Erhaltung eines habitablen Planeten.

[Huo]

Hier sehe ich die Zukunft in Technologien, die die Abwärme (vielleicht in Form von Fernwärmeheizungen) nutzbar macht, Technolgien, die weniger Wärme erzeugen (ARM Architektur?), immer bessere Compiler, die optimierten Maschinencode erzeugen, der direkt in Assembler entwickelten Projekten immer ähnlicher wird - auch hier kann die K.I. wieder mithelfen (quasi genau wie man heutzutage neuere Prozessoren auf aktuellen Prozessoren konstuiert)

Klar kann KI auch zur Optimierung von Klima- und Umweltschutz eingesetzt werden. Nur fürchte ich, dass solche an sich sinnvollen Anwendungen durch ihren enormen Ressourcen- und Energieverbrauch mehr als zunichte gemacht werden – insbesondere weil Effizienzsteigerungen bekanntlich in der Gesamtsumme selten zu Einsparungen im Einsatz von Energie und Rohstoffen führen (Rebound-Effekt).

Aus Gründen der Seriosität sollte man die Größenordnung mitübersetzten: es sind „nur“ 25 Milliarden Liter, entsprechend 25×10⁶ m³ – das ist trotzdem erstmal viel, aber auch hier lässt sich ohne die Daten, wo es denn nun konkret herkommt, auch nichts konkret bewerten.

Ich habe "liters" mit "Liter" übersetzt. Das Originalzitat (https://arxiv.org/pdf/2304.03271, S. 2):

[...] Google’s self-owned data centers alone directly withdrew 25 billion liters and consumed nearly 20 billion liters of scope-1 water for on-site cooling in 2022, the majority of which was potable water.

Zwei Fehler, die ich – wie ich jetzt sehe – allerdings gemacht habe, waren erstens eine falsche Seitenangabe und zweitens, dass ich korrekt von 20 statt von 25 Billionen Liter Wasser hätte schreiben müssen. (Die restlichen 5 Billionen gehen wohl auf das Konto von Raumpflege, Klospülung, Kaffeekochen etc.)

Kann nicht auch "nicht-verbrauchtes" Wasser, das nach seiner Nutzung wieder in einen Fluss zurückgeleitet wird, bedenklich sein, weil es um einige Grade erwärmt ist und deshalb eine thermische Belastung für das Ökosystem darstellt?

Bestimmt. Es könnte aber auch das Ökosystem unterstützen – kommt letztlich auf die konkreten Umstände und Zahlen an, die uns auch hier wieder nicht vorliegen.

Dass im Einzelfall die Umwelt von dem erwärmten Wasser profitieren kann, möchte ich nicht ausschließen, halte dies aber für eher unwahrscheinlich, wenn ein über lange Zeit etabliertes ökologisches Gleichgewicht gestört wird mit unabsehbaren Folgen für Flora und Fauna.

Letztlich sollte das ja ein Kritikpunkt von mir sein, wie ich auch mehrfach geschrieben habe: solange man sich Sachverhalte und Daten, die zur Einschätzung unabdingbar sind, ausdenken und vorstellen muss, wird eine solche Diskussion nirgendwohin führen – denn da stellt sich jeder das vor, was seiner Position grad dienlich ist.

Für mich war die bisherige Diskussion durchaus anregend, indem sie Informationen und Denkanstöße lieferte, die ich bislang nicht auf dem Schirm hatte. Da das Thema für mich viel mehr Fragen aufwirft, als ich Antworten haben kann, geht es mir nicht darum, recht zu behalten.

[niemand]

Ich habe "liters" mit "Liter" übersetzt.

Aus Transparenzgründen: dort stand in meinem Beitrag tatsächlich zunächst, dass die Einheit mitübersetzt werden müsse – von „Einheit“ zu „Größenordnung“ habe ich es erst später korrigiert. Gemeint ist: billion ≠ Billion, sondern Milliarde; eine Billion würde zu trillion.

[Huo]

Aus Transparenzgründen: dort stand in meinem Beitrag tatsächlich zunächst, dass die Einheit mitübersetzt werden müsse – von „Einheit“ zu „Größenordnung“ habe ich es erst später korrigiert. Gemeint ist: billion ≠ Billion, sondern Milliarde.

Danke für die Klarstellung . Ich habe die Angabe in meinem vorletzten Beitrag entsprechend korrigiert.

[speefak]

... das für die Kühlung von Rechenzentren (insbesondere im Zusammenhang mit dem KI-Boom) verwendet wird. Ich finde z. B. die Information, dass im Jahr 2022 Google 25 Billionen Liter Wasser für die Kühlung seiner Rechenzentren benötigte, wovon "der größte Teil" Trinkwasser gewesen sei. [1] ...

Hier sehe ich die Zukunft in Technologien, die die Abwärme (vielleicht in Form von Fernwärmeheizungen) nutzbar macht, Technolgien, die weniger Wärme erzeugen (ARM Architektur?), immer bessere Compiler, die optimierten Maschinencode erzeugen, der direkt in Assembler entwickelten Projekten immer ähnlicher wird - auch hier kann die K.I. wieder mithelfen (quasi genau wie man heutzutage neuere Prozessoren auf aktuellen Prozessoren konstuiert).
Man könnte ja auch zwei Rechnenzentren betreiben, eines auf der nördlichen Halbkugel, eines auf der südlichen. Auf der Halbkugel, auf der Winter ist, wird das Zentrum auf maximale Leistung geschaltet, um gleichzeitig als Heizkraftwerk zu arbeiten (also sehr sehr abstrakt beschrieben).

Interessanter Ansatz mit den "Jahreszeitenabhängigen" Rechenzentren. Mir geht da grad noch eine Stufe mehr durch den Kopf : Rechenzentren im All, solarbetrieben mit Laseruplink zur Erde.

[niemand]

Mir geht da grad noch eine Stufe mehr durch den Kopf : Rechenzentren im All, solarbetrieben mit Laseruplink zur Erde.

Naja – schon die Idee mit den jahreszeitabhängig betriebenen redundanten RZ scheitert am Geld: mehr als doppelte Kosten, dadurch weniger als halber Profit. Auch ist auf der Südhalbkugel nicht soo viel bewohntes Land, das wirklich Winter hätte und in dem die Bewohner von der Abwärme profitieren könnten.

Und bei deiner Idee geht’s dann wirklich um Billionen an Investitionen (Obacht: nicht billions aka Milliarden [scnr, Huo]) und Millionen bis Milliarden pro Jahr an Betriebskosten – von der Atmosphärenzerstörung durch das Hochschicken gar nicht erst geredet …

Und dann ist da noch die Frage: wie willst du die Dinger, die auf der Erde z.T. schon über den Phasenwechsel des Kühlmediums die Abwärme wegschaffen müssen, im All kühlen, wo die einzige Option Radiation ist – was nicht im Ansatz ausreichend Energie wegbringt, dafür aber leider zu allem Überfluss auch noch umgekehrt abläuft: Sonneneinstrahlung heizt den Kram auf. Und dann war da noch was mit erhöhter Strahlung, die nicht sehr gut für nicht besonders geschützte Elektronik ist. Und Energie brauchen die Dinger dann ja auch noch irgendwie.

Nein, die Idee mit’m RZ im All macht sich gut in einem SciFi-Fantasy-Roman, scheitert in der Realität aber am Geld, und wenn das nicht so wäre, an der Physik. Und die lässt sich leider nicht umgehen.

[speefak]

Grad gefunden : https://www.youtube.com/watch?v=t59iQSEqHgg

Das wäre so eine Art "Borg Szenario"

[speefak]

Mir geht da grad noch eine Stufe mehr durch den Kopf : Rechenzentren im All, solarbetrieben mit Laseruplink zur Erde.

Naja – schon die Idee mit den jahreszeitabhängig betriebenen redundanten RZ scheitert am Geld: mehr als doppelte Kosten, dadurch weniger als halber Profit. Auch ist auf der Südhalbkugel nicht soo viel bewohntes Land, das wirklich Winter hätte und in dem die Bewohner von der Abwärme profitieren könnten.

Und bei deiner Idee geht’s dann wirklich um Billionen an Investitionen (Obacht: nicht billions aka Milliarden [scnr, Huo]) und Millionen bis Milliarden pro Jahr an Betriebskosten – von der Atmosphärenzerstörung durch das Hochschicken gar nicht erst geredet …

Und dann ist da noch die Frage: wie willst du die Dinger, die auf der Erde z.T. schon über den Phasenwechsel des Kühlmediums die Abwärme wegschaffen müssen, im All kühlen, wo die einzige Option Radiation ist – was nicht im Ansatz ausreichend Energie wegbringt, dafür aber leider zu allem Überfluss auch noch umgekehrt abläuft: Sonneneinstrahlung heizt den Kram auf. Und dann war da noch was mit erhöhter Strahlung, die nicht sehr gut für nicht besonders geschützte Elektronik ist. Und Energie brauchen die Dinger dann ja auch noch irgendwie.

Nein, die Idee mit’m RZ im All macht sich gut in einem SciFi-Fantasy-Roman, scheitert in der Realität aber am Geld, und wenn das nicht so wäre, an der Physik. Und die lässt sich leider nicht umgehen.

Teuer wird es, wenn einmal alles läuft und das bei sehr geringen Energiekosten könnte das Thema Geld weniger relevant werden. An der Physik wird nicht scheitern. Laser müssen keine Energie sondern nur Information übertragen. Solarpanels sind auf der Rückseite kalt und könnten daher gleichzeitig zur Kühlung genutzt werden. Quantencomputer sind ggf weniger empfindlich EM Strahlung gegenüber ?!

Ganz Abschreiben würde ich den Ansatz nicht, zumal Wärme im All, wenn dort auch Menschen leben, benötigt wird.

[TRex]

Und wieviel Energie benötigt es, ein Rack ins All zu schießen, geschweige ein ganzes RZ? Und wer wartet das? Tauscht Komponenten aus?

[niemand]

wenn einmal alles läuft und das bei sehr geringen Energiekosten könnte das Thema Geld weniger relevant werden

Die Dinger brauchen im All nicht weniger Energie, als auf der Erde – und da reden wir von mehreren zehn bis hundert Megawatt für ein RZ. Solarpanels wären die einzige Möglichkeit, aber deren Effizienz ist beschränkt – durch Physik. Ihre Haltbarkeit ebenso. Umso mehr, als dass sie unter dem gleichen Problem leiden, wie alles Andere auch: sie werden die Wärme nicht los, die bei direkter Sonneneinstrahlung eingetragen wird, wodurch ihre Effizienz noch weiter sinkt und sie noch schneller degradieren – auch Physik. Dazu gibt’s noch Probleme mit Weltraumschrott und diesen kleinen Meteoriten, die relativ gesehen ziemlich schnell unterwegs sind und allerhand Schaden anrichten können – die Wahrscheinlichkeit steigt linear zur Fläche, und davon braucht man für die benötigte Leistung enorme Mengen – das ist Mathematik. Und bei ’nem größeren Brocken mal eben ausweichen, wie’s die ISS oder Satelliten machen können, fällt auch raus: die durch die bei den Größen durch die Trägheit auftretenden Hebelkräfte dürften das Ganze ziemlich schnell zerlegen – das ist wieder Physik.

Von „sehr geringen Energiekosten“ kann angesichts der benötigten Masse an Panels, der Konstruktion, der Wartungsintensivität, der Wahrscheinlichkeit für Ausfälle und den exorbitanten Transportkosten für Material und Arbeitskräften also absolut keine Rede sein – im Gegenteil.

Solarpanels sind auf der Rückseite kalt und könnten daher gleichzeitig zur Kühlung genutzt werden.

Du meinst, das RZ mit den Panels abschatten? Dann trägst du zwar keine zusätzliche Wärme in das eigentliche RZ, aber du wirst die oben erwähnten, mehreren Megawatt immer noch nicht los. Klar, irgendwann ist’s so warm, dass sich das Gleichgewicht zwischen abgestrahlter und erzeugter Wärme einstellt – aber das ist weit jenseits der Temperaturen, die Halbleiter abkönnen. Das hat wieder mit Physik zu tun.

Quantencomputer sind ggf weniger empfindlich EM Strahlung gegenüber ?!

Die Dinger sind nicht mal auf der Erde ausreichend robust, um ohne erheblichen Aufwand überhaupt zu funktionieren – und selbst dann sind sie derzeit einem C64 unterlegen. Auch eine schöne Idee für einen SciFi-Fantasy-Roman (wenngleich ich da „Positronik“ eingängiger finde).

Ganz Abschreiben würde ich den Ansatz nicht, zumal Wärme im All, wenn dort auch Menschen leben, benötigt wird.

Das Problem mit Menschen im All ist nicht, dass es zu kalt wäre. Unter https://en.wikipedia.org/wiki/External_ ... rol_System findest du einen Einruck, welcher Aufwand bei der ISS getrieben wird, um die Wärme loszuwerden. Und da geht’s nur um maximal 70kW, nicht um mehrere zehn- bis hunderttausend davon.

[Huo]

Ganz so blauäugig ist die Idee von Rechenzentren im All vielleicht doch nicht. Zumindest steht @speefak nicht alleine damit da. Die EU erwägt mit ihrem Projekt Advanced Space Cloud for European Net Zero Emission and Data Sovereignty (kurz Ascend) ein Rechenzentrum in eine Umlaufbahn um die Erde zu schicken:
https://www.golem.de/news/ascend-eu-wil ... 69826.html

Auf der Website des mit der Prüfung des Vorhabens beauftragten Unternehmens ThalesAlenia werden Nachhaltigkeit und Klimaschutz ausdrücklich als Motive betont. Zu den Themen Wasser und Kühlung heißt es lapidar:

[...] water consumption would be greatly reduced — a crucial aspect given that several tens of millions of liters are currently required every year to cool Earth-based datacenters. With periods of drought becoming increasingly frequent, finding an alternative is therefore of prime importance. Space is naturally cold, which would keep spacecraft structures and systems cool without additional energy or resources.

Ähnliche Pläne gibt es übrigens auch in Japan:
https://asia.nikkei.com/Business/Techno ... r-in-space

[niemand]

Die EU erwägt mit ihrem Projekt Advanced Space Cloud for European Net Zero Emission and Data Sovereignty (kurz Ascend) ein Rechenzentrum in eine Umlaufbahn um die Erde zu schicken

Na, da bin ich ja mal gespannt, wie sie die Physik denn so überlisten wollen – ein „tolles“ Akronym reicht dafür jedenfalls nicht.

Um mal alleine auf den Punkt der Stromversorgung einzugehen:

Solarpaneele, die dort einen höheren Wirkungsgrad haben als auf der Erde, sollen sie mit Energie versorgen. Die Module sollen eine Leistung im Bereich von mehreren hundert Megawatt liefern.

Ich wüsste nicht, warum der Wirkungsgrad im All höher sein sollte. Es kommt mehr nutzbares Licht an, weil keine Atmosphäre da ist, aber der Wirkungsgrad eines gegebenen Moduls ließe sich ausschließlich über die Temperatur um ein paar Prozent steigern – und dazu müssten die Dinger aktiv gekühlt werden. Gerade im All.

Um das zu illustrieren: auf der Erde sagt man, dass pro Quadratmeter bei direkter, senkrechter Sonneneinstrahlung am Äquator ca. 1kW reinkommen. Typische Siliziumsolarzellen haben einen Wirkungsgrad von um die 20%, wenn’s besonders gute (teure) sind, kommt’s knapp an die 30% ran. Viel mehr geht nicht, jedenfalls nicht mit Si-Zellen – das hat mit Physik zu tun. Sind dann im günstigsten Fall 700W, die abgeführt werden müssten – pro Quadratmeter. Fairerweise muss man sagen, dass ein Teil der nicht nutzbaren Energie direkt reflektiert wird, aber es bleibt trotzdem mehr als genug Wärme übrig. Ich weiß nicht, wieviel mehr Energie im All zur Verfügung steht, aber die Abwärme steigt im gleichen Maß, und Konvektion, über die der größte Teil der Wärme auf der Erde abgeleitet wird, steht im All nicht zur Verfügung. Klar … man könnte fette Heatpipes und Radiatoren mit der doppelten Fläche der eigentlichen Panels hinbauen – aber die Schwelle zur Utopie ist IMHO schon bei der Fläche der Solarzellen selbst längst überschritten worden: Es kann ja mal jemand ausrechnen, wieviele Quadratmeter Panels man für „mehrere hundert MW“ so bräuchte, und dann kann er’s gegen den Preis halten, der alleine schon beim Transport anfällt. Und die Dinger müssten regelmäßig ausgetauscht werden. Und dann kann er versuchen, einen Grund zu finden, warum Firmen, die heute aus Profitgründen Wasser verdampfen statt einen geschlossenen Kreislauf zu verwenden, auf die Idee kommen sollten, diese exorbitanten Kosten zu tragen.

Die EU will immer viel – und gerade Thales wird die „Prüfung“ der Machbarkeit sicher nicht umsonst machen. Ehrlich gesagt: wenn es sich tatsächlich so verhält, wie in dem verlinkten Artikel steht, finde ich das schon wieder ganz schön dreist, wie da Gelder abgezockt werden.

Edit, Nachtrag:

Space is naturally cold, which would keep spacecraft structures and systems cool without additional energy or resources.

Winter ist auch „naturally cold“. In einer Thermoskanne besteht die Isolierung aus einem eher weniger hohen Vakuum, und doch bleibt ein heißer Kaffee erstaunlich lange heiß – die Energiemenge, die über die vergleichsweise große Oberfläche der Kanne abgegeben wird, ist quasi winzig.
Oder flüssiger Stickstoff – bei Atmosphärendruck mit -196°C auch „naturally cold“, und doch hält er sich in einem Dewar-Gefäß erstaunlich lange – dessen Isolierung basiert auch fast völlig auf einem eher schlechten Vakuum, verglichen mit dem fast absoluten Vakuum im All. Wenn man da mal kurz drüber meditiert, kommt man vielleicht auf das Problem mit dem zitierten Statement …

Edit: Absatz eingefügt, Wörter umgestellt, Nachtrag angehängt, […]

[Huo]

Solarpaneele, die dort einen höheren Wirkungsgrad haben als auf der Erde, sollen sie mit Energie versorgen. Die Module sollen eine Leistung im Bereich von mehreren hundert Megawatt liefern.

Ich wüsste nicht, warum der Wirkungsgrad im All höher sein sollte. Es kommt mehr nutzbares Licht an, weil keine Atmosphäre da ist, aber der Wirkungsgrad eines gegebenen Moduls ließe sich ausschließlich über die Temperatur um ein paar Prozent steigern – und dazu müssten die Dinger aktiv gekühlt werden.

Als weiterer möglicher Vorteil von Solarpaneelen im Orbit fällt mir ein, dass sie – bei laufend angepasster Ausrichtung nach dem Sonnenstand – praktisch rund um die Uhr von der Sonne beschienen wären.

[Livingston]

Solarpanele im All... Hauptmotivation ist natürlich der Unterschied den die Atmosphäre an Wirkung herauszieht, also der Unterschied zwischen nutzbarer Leistung, die man am Boden oder im All abfangen kann.
Diese Differenz muss dann einer weiteren Berechnung standhalten. Die Übertragung von Energie aus dem Orbit zum Boden. Zwei Modelle sind also querzurechnen: Wandelt man erst die eingefangene Energie in Laser-Strahlung um, die auf den Boden geschickt wird, um dort ein RZ zu betreiben, oder betreibe ich im Orbit ein RZ und schicke dann die Daten nach unten, wo die massenhaft heruntergeschickten Daten von entsprechender Technik energieeffizient aufgefangen werden.
Keine einfache Rechnung, nehme ich mal an.

[katzenfan]

Und wieviel Energie benötigt es, ein Rack ins All zu schießen, geschweige ein ganzes RZ? Und wer wartet das? Tauscht Komponenten aus?

Das funzt nur mit der potentiell vorhandenen Möglichkeit, das Menschen, jedenfalls zeitweise, darin leben können, um die entsprechenden Reparaturen vornehmen zu können.

Hier könnte es auch einfach besser sein, wenn die EU eine eigene bemannte Raumstation begründet, die einen derartigen Part übernimmt; nur, nicht ohne Grund haben bislang nur Russland oder die USA eigene Raumstationen, denn die Kosten für derartiges könnten für die EU genausowenig zu stemmen sein, wie für viele andere Länder.

"Solarpanele im All" ist aber nun wirklich nichts Neues, denn auch die bestehenden Raumstationen sind damit ausgerüstet, oder?

[ralli]

Aktueller Stand ISS guckst Du hier:

https://t3n.de/news/iss-so-will-die-nas ... n-1511721/

Gruß ralli

[Huo]

Jetzt, wo die Ressourcen der Erde langsam an ihre Grenzen gelangen, ist es wenig erstaunlich, dass der gierige Expansionsdrang des Kapitalismus sich zunehmend auf den Weltraum ausdehnt. Wirklich nachhaltig kann jedoch nur unsere Lebensweise sein; futuristische Technoträume erscheinen als Vorwand, sich vor dieser Herausforderung zu drücken.

Siehe auch: Rainer Maria Rilke, Wir sind die Treibenden

[niemand]

"Solarpanele im All" ist aber nun wirklich nichts Neues, denn auch die bestehenden Raumstationen sind damit ausgerüstet, oder?

Ja. Es geht nur um die ein- bis zehntausendfache Leistung, und damit Fläche und Masse, der Panels der ISS – für ein RZ. Das ist die Stelle, an der’s nicht mehr funktioniert. Die verfügbaren Transportmöglichkeiten sind enorm teuer, umweltschädlich und lassen sich nicht entsprechend skalieren, ein Bautrupp zum Aufstellen lässt sich auch nicht so einfach hochschicken, ebenso eine Wartungsmannschaft, denn die Degradation durch UV- und andere Strahlung, die auf der Erde von der Atmosphäre geschluckt wird, ist selbst bei speziell dafür ausgelegten, sauteuren, Panels enorm, und Schäden durch umherfliegenden Kram sind angesichts der Fläche auch unvermeidlich.

Wirklich viele Ideen erscheinen richtig gut und man fragt sich, warum sowas nicht gemacht wird – bis man sich die Zahlen und die Details anschaut. Dann sieht man das.

Als weiterer möglicher Vorteil von Solarpaneelen im Orbit fällt mir ein, dass sie – bei laufend angepasster Ausrichtung nach dem Sonnenstand – praktisch rund um die Uhr von der Sonne beschienen wären.

Fast. Aber wenn ich mal vom Zehnfachen der auf der Erde bei gleicher Fläche möglichen Jahresleistung ausgehe (genaue Zahlen sind schwer zu finden; wenn ich die zu findenden Zahlen (Sonnenscheindauer, Verluste durch die Atmosphäre) verrechne, komme ich auf etwa das Fünffache, +100% lege ich als Unsicherheitsfaktor zugunsten der Weltraumlösung drauf), und schau dann, was bei gleicher Jahresleistung weniger aufwendig und daher realistischer wäre, dann wär’s der riesige Solarpark auf der Erdoberfläche samt Speicher für die Nacht. In mehrfacher Ausführung. Und doch wurde selbst das nicht einmal in Erwägung gezogen.

Ich mag die Idee mit den Solarzellen im All ja auch, aber zumindest mit heute bekannter Physik und dem Status quo auf der Erde (wo sich Menschen im Großen wie im Kleinen bekämpfen, statt zusammenzuarbeiten um zumindest die dringendsten Probleme zu lösen) ist es einfach nicht mehr, als eine Möglichkeit für SciFi-Romane.

Aktueller Stand ISS guckst Du hier:

Naja … der aktuelle Stand ist wohl eher, dass der Betrieb des Dings noch bis 2028 gesichert ist, und die Pläne für ein Deorbiting (sprich: man lässt das Ding in handlichen Teilen abstürzen, die dann idealerweise zum größten Teil in der Atmosphäre verglühen) langsam Gestalt annehmen.
Die NASA würde es zwar noch gerne länger betreiben, aber nachdem der andere wesentlich Beitragende aussteigt und die USA größere Probleme als eine Raumstation haben, die ihren Auslegungszeitraum sowieso überschritten hat, würde ich da nun nicht zuviel drauf wetten.

OT: einige der Schwierigkeiten bei der Raumfahrt allgemein und dem Abbau von Ressourcen im All im Besonderen thematisiert Daniel Suarez in seinem Roman „Delta-v“ in enger Anlehnung an die reale Physik. Im Kontext des Threadthemas in den letzten Beiträgen ist’s auch insofern interessant, als dass die Sache mit den RZ und den riesigen Solaranlagen im All deutlich weniger unmöglich erscheint, wenn man große Teile der Komponenten quasi vor Ort mit Material fertigen könnte, das nicht aus der Schwerkraftsenke heraufgeschafft werden müsste. Allerdings sind Menschen auch dazu nicht im Ansatz in der Lage, sodass es hier ebenfalls nur für ein hübsches Szenario in einem Roman reicht.

[speefak]

Das Argument von Leitung/Abwärme zu benötigter Fläche ist, wenn man es einfach betrachtet, nicht wirklich relevant, denn im Space gibs ja genug Space. Verschattung zur kühlung wäre auch nicht das Thema, wenn man eine Konstruktion wie im Film Sunshien wählt ( https://static.wikia.nocookie.net/space ... 0226082804 ):

sun =>> | coolling coolling coolling coolling coolling coolling
sun =>> |----------------------------------------------------------------------------
sun =>> | coolling coolling coolling coolling coolling coolling

Voraussetzung für ein Space RZ ist allerdings, dass wir langsam endlich mal zu Space Spezies werden und nicht nur ein paar Individuen hoch schicken. Es wird sich langfristig wie mit den Seefahrern verhalten : Vor 500 Jahren war man auf dem Ozean de facto allein, passierte was mit dem Schiff war es meist das Todesurteil. Heute sieht das schon besser aus

Ein Aspekt erschwert das SpaceRZ aber sehr wenn es den Ansatz nicht gar unmöglich macht : Weltraumschrott. Der Erdnahe Orbit ist de facto komplett zugemüllt, ergo müsste man das RZ an L1, L4 oder L5 positionieren ( https://youtu.be/HJ990uaOPu8?si=mQlFN91UCVKBIkl9 ). Selbst wenn das RZ dann "sicher" wäre und in einer Stabilen Lage 24/7 Sonneneinstrahlung bekäme bleibt das Problem des Laser-Erduplinks. Der Müll würde den Laser ständig unterbrechen und demzufolge extremen Packetloss verursachen, außer ( und da sind wir aktuell dann komplett im SciFi ) man nutzt die Teilchenverschränkung ( https://www.mpq.mpg.de/6520992/05-revea ... troying-it ) zur Informationsübertragung.

RZ Energie per Laser aus dem All zu beziehen halte ich für zu gefährlich. Erstens weil der Mensch ist wie er ist und es unweigerlich Kandidaten geben wird die das als Waffe wie im JamesBond Film nutzen wollen/werden und zweitens weil kein technisches System unfehlbar ist, ist die Gefahr, dass der Laser durch einen Defekt / Unfall etc den "Auffangpunkt" auf der Erde verlassen könnte und über eine Großstand oder sonstige bewohnte Gebiete wandern könnte.

"Na, da bin ich ja mal gespannt, wie sie die Physik denn so überlisten wollen – ein „tolles“ Akronym reicht dafür jedenfalls nicht."
=> Ich gehe stark davon aus, dass die Leute da ein wenig mehr Ahnung von der Materie haben als wir hier alle zusammen. Solange in der Wissenscahft nicht auch der - ja wie soll ich das jetzt nennen ... Wokeismus ? - herrscht, und die Logik dominiert würde es doch nicht mal in Erwägung gezogen ein Space RZ konkret zu berechnen, umzusetzen etc. - Am Warpantreib wird ja auch (noch) nicht geforscht

[speefak]

[...]
Naja … der aktuelle Stand ist wohl eher, dass der Betrieb des Dings noch bis 2028 gesichert ist, und die Pläne für ein Deorbiting (sprich: man lässt das Ding in handlichen Teilen abstürzen, die dann idealerweise zum größten Teil in der Atmosphäre verglühen) langsam Gestalt annehmen.
Die NASA würde es zwar noch gerne länger betreiben, aber nachdem der andere wesentlich Beitragende aussteigt und die USA größere Probleme als eine Raumstation haben, die ihren Auslegungszeitraum sowieso überschritten hat, würde ich da nun nicht zuviel drauf wetten.

OT: einige der Schwierigkeiten bei der Raumfahrt allgemein und dem Abbau von Ressourcen im All im Besonderen thematisiert Daniel Suarez in seinem Roman „Delta-v“ in enger Anlehnung an die reale Physik. Im Kontext des Threadthemas in den letzten Beiträgen ist’s auch insofern interessant, als dass die Sache mit den RZ und den riesigen Solaranlagen im All deutlich weniger unmöglich erscheint, wenn man große Teile der Komponenten quasi vor Ort mit Material fertigen könnte, das nicht aus der Schwerkraftsenke heraufgeschafft werden müsste. Allerdings sind Menschen auch dazu nicht im Ansatz in der Lage, sodass es hier ebenfalls nur für ein hübsches Szenario in einem Roman reicht.

Ja das sind leider konkrete "Totschlag" Argumente, die aber zum Glück nicht auf Physik basieren. Das Problem ist wie eigentlich immer : Der Mensch !

Was wäre wenn alle Kraft, Hirnschmalz, Ressourcen und Energie, die bisher zur Vernichtung aufgebracht wurden in die Spaceexpansion gesteckt worden wäre ? Vllt. hätten wir ja wirklich schon den Warpantrieb und würden uns über unsere heutigen Probleme kaputtlachen. Das Ressourcenproblen könnte mit Psyche ( https://www.ingenieur.de/technik/fachbe ... 16-psyche/ ) um ein vielfaches geringer werden. Oder man baut ein RZ direkt auf oder in Psyche. Man hätte ein Schutzschild, permanent und 100%tige Sonneneinstrahlung und ein "Kühlkörper" dessen Kühlleistung alles übertreffen würde ( Metallklumpen eben ).