Rechner
in der Mühle
Ohne Strom geht im digitalen Zeitalter nichts. Viel davon schlucken Rechenzentren, in denen unzählige Prozesse laufen. Warum nicht Server dahin stellen, wo der Strom herkommt, hat sich Energieunternehmer Johannes Lackmann gedacht und einen bisher weltweit einzigartigen Prototypen entwickelt.

Stehen andernorts mal eine handvoll Windräder, so sind es hier, im Paderborner Land, unzählige Windriesen, die in den Himmel ragen und das Blickfeld einnehmen. Das hat hier Tradition, schon Ende der 1990er Jahre stand in der Gemeinde Lichtenau der damals größte Binnenland-Windpark Europas. Seit zwei Jahren kommt im Landkreis Paderborn mit 112 Prozent mehr Strom aus der Luft als vor Ort verbraucht wird.
Einer, der das mit zu verantworten hat, ist Johannes Lackmann, graumelierte Igelfrisur, dunkle Jeans, hellblaues Hemd mit hochgekrempelten Ärmeln. Den heute 69-Jährigen beschäftigen erneuerbare Energien seit seiner Schulzeit, dem Teenageralter entwachsen demonstrierte er in Brokdorf und Kalkar mit Tausenden anderen gegen Atomkraft. Als wichtigen Antrieb selbst produktiv zu werden, nennt er die Auseinandersetzung mit den Atomkraft-Befürwortern. „Damals musste man sich verspotten lassen mit dem Spruch‚ Atomkraftgegner überwintern in Dunkelheit mit kalten Hintern‘“, erzählt er. Heute kann er dabei lächeln, fügt aber hinzu: „Der Stachel sitzt tief.“ Und ist Teil seiner Lebensgeschichte.
Angetrieben von diesem Stachel hat Lackmann Innovationen vorangetrieben, sich viele Gedanken über die Struktur der Energieversorgung gemacht, war Anfang der 1980er in „Solarbastelstätten“ aktiv und hat ab Mitte der 1990er den Windpark Lichtenau mitaufgebaut, den Bundesverband Erneuerbare Energien mitbegründet und als dessen Präsident während der Regierung von Rot-Grün um die Jahrtausendwende das Erneuerbare-Energien-Gesetz mitgeschrieben.
Inzwischen hat er seinem ehemaligen Verband den Rücken gekehrt, fordert eine Abkehr von der Subventionspolitik. „Die Technologieentwicklung ist abgeschlossen. Wind- und Solarenergie sind absolut marktreif“, sagt er. Der Politik wirft er vor, zu sehr „in Förderkategorien zu denken“.
Seit 2009 treibt er als Geschäftsführer der Firma Westfalenwind den Ausbau von erneuerbaren Energien vor Ort voran. Dazu gehört, Bürger:innen bei der Energiewende mitzunehmen, indem sie davon profitieren und Stromverbrauch und Stromerzeugung näher zueinander zu bringen. „Synergiedinge“ nennt er das und „den Versuch integrativ tätig zu sein“.




Stehen andernorts mal eine handvoll Windräder, so sind es hier, im Paderborner Land, unzählige Windriesen, die in den Himmel ragen und das Blickfeld einnehmen. Das hat hier Tradition, schon Ende der 1990er Jahre stand in der Gemeinde Lichtenau der damals größte Binnenland-Windpark Europas. Seit zwei Jahren kommt im Landkreis Paderborn mit 112 Prozent mehr Strom aus der Luft als vor Ort verbraucht wird.

Ein Windpark der Firma Westfalenwind. Foto: cir
Einer, der das mit zu verantworten hat, ist Johannes Lackmann, graumelierte Igelfrisur, dunkle Jeans, hellblaues Hemd mit hochgekrempelten Ärmeln. Den heute 69-Jährigen beschäftigen erneuerbare Energien seit seiner Schulzeit, dem Teenageralter entwachsen demonstrierte er in Brokdorf und Kalkar mit Tausenden anderen gegen Atomkraft. Als wichtigen Antrieb selbst produktiv zu werden, nennt er die Auseinandersetzung mit den Atomkraft-Befürwortern. „Damals musste man sich verspotten lassen mit dem Spruch ‚Atomkraftgegner überwintern in Dunkelheit mit kalten Hintern‘“, erzählt er. Heute kann er dabei lächeln, fügt aber hinzu: „Der Stachel sitzt tief.“ Und ist Teil seiner Lebensgeschichte.

Die Windräder sind weithin sichtbar. Foto: cir
Angetrieben von diesem Stachel hat Lackmann Innovationen vorangetrieben, sich viele Gedanken über die Struktur der Energieversorgung gemacht, war Anfang der 1980er in „Solarbastelstätten“ aktiv und hat ab Mitte der 1990er den Windpark Lichtenau mitaufgebaut, den Bundesverband Erneuerbare Energien mitbegründet und als dessen Präsident während der Regierung von Rot-Grün um die Jahrtausendwende das Erneuerbare-Energien-Gesetz mitgeschrieben.

Johannes Lackmann. Foto: cir
Inzwischen hat er seinem ehemaligen Verband den Rücken gekehrt, fordert eine Abkehr von der Subventionspolitik. „Die Technologieentwicklung ist abgeschlossen. Wind- und Solarenergie sind absolut marktreif“, sagt er. Der Politik wirft er vor, zu sehr „in Förderkategorien zu denken“.
Seit 2009 treibt er als Geschäftsführer der Firma Westfalenwind den Ausbau von erneuerbaren Energien vor Ort voran. Dazu gehört, Bürger:innen bei der Energiewende mitzunehmen, indem sie davon profitieren und Stromverbrauch und Stromerzeugung näher zueinander zu bringen. „Synergiedinge“ nennt er das und „den Versuch integrativ tätig zu sein“.

Johannes Lackmann. Foto: cir
Johannes Lackmann. Foto: cir

Ein Windpark der Firma Westfalenwind. Foto: cir
Ein Windpark der Firma Westfalenwind. Foto: cir

Die Windräder sind weithin sichtbar. Foto: cir
Die Windräder sind weithin sichtbar. Foto: cir
Eine Innovation, die ein enormes Zukunftspotential haben könnte, hat seit 2018 inmitten des Windparks Asseln Gestalt angenommen. Als erste Firma weltweit hat Westfalenwind hier mit dem Projekt Windcores ein Rechenzentrum in einem Windrad realisiert.
Es ist ein Projekt, das wegweisend sein könnte.
Denn für die Betreiber von Rechenzentren ist Strom das Topthema schlechthin.


Die Server stehen in einem Windrad der Firma Enercon. Foto: Westfalenwind
Die Server stehen in einem Windrad der Firma Enercon. Foto: Westfalenwind
Eine Innovation, die ein enormes Zukunftspotential haben könnte, hat seit 2018 inmitten des Windparks Asseln Gestalt angenommen. Als erste Firma weltweit hat Westfalenwind hier mit dem Projekt Windcores ein Rechenzentrum in einem Windrad realisiert.
Es ist ein Projekt, das wegweisend sein könnte.
Denn für die Betreiber von Rechenzentren ist das Vorhandensein von ausreichend Strom das Topthema schlechthin.
Betritt man den Innenraum des Turms, der aus Betonringen zusammengesteckt ist, so sieht man als erstes die vier roten Sicherheitsschränke, in denen die Server-Racks stehen.
Erst dann fällt der Blick auf die Standardeinrichtung von Windkraftanlagen: Einen schlichten Aufzug, der die 149 Meter nach oben führt, einen Umrichter, der den Windstrom auf die richtige Spannung fürs öffentliche Netz bringt, die dicken Kabel, die den Strom aus der Gondel nach unten transportieren.
Unausgepackte Kisten mit der Hardware eines neuen Kunden warten darauf, ein weiteres Stück der 120 Quadratmeter des Mühlenerdgeschosses einzunehmen, um hier Daten zu lagern. Außerdem gibt es hier eine Kühlinfrastruktur, die nach draußen geht und eine Anlage, die die ununterbrochene Stromversorgung der Server sicherstellt.
So nah war noch kein Rechenzentrum der Stromquelle. Dabei geht ohne Strom im digitalen Zeitalter nichts. Denn Daten sind außerordentlich stromhungrig.

Der Fuß des Windcores-Prototyp im Windpark Asseln. Foto: cir
Der Fuß des Windcores-Prototyp im Windpark Asseln. Foto: cir
Betritt man den Innenraum des Turms, der aus Betonringen zusammengesteckt ist, so sieht man als erstes die vier roten Sicherheitsschränke, in denen die Server-Racks stehen.
Erst dann fällt der Blick auf die Standardeinrichtung von Windkraftanlagen: Einen schlichten Aufzug, der die 149 Meter nach oben führt, einen Umrichter, der den Windstrom auf die richtige Spannung fürs öffentliche Netz bringt, die dicken Kabel, die den Strom aus der Gondel nach unten transportieren.
Unausgepackte Kisten mit der Hardware eines neuen Kunden warten darauf, ein weiteres Stück der 120 Quadratmeter des Mühlenerdgeschosses einzunehmen, um hier Daten zu lagern. Außerdem gibt es hier eine Kühlinfrastruktur, die nach draußen geht und eine Anlage, die die ununterbrochene Stromversorgung der Server sicherstellt.
So nah war noch kein Rechenzentrum der Stromquelle. Dabei geht ohne Strom im digitalen Zeitalter nichts.

In diesem Windrad (re), einer Enercon 115, hat die Firma Westfalenwind den Prototyp des Rechenzentrums Windcores verbaut. Foto: cir
In diesem Windrad (re), einer Enercon 115, hat die Firma Westfalenwind den Prototyp des Rechenzentrums Windcores verbaut. Foto: cir

Die schwarzen Kabel bringen Strom aus der Luft zu den Servern in den roten Schränken. Foto: cir
Die schwarzen Kabel bringen Strom aus der Luft zu den Servern in den roten Schränken. Foto: cir
Der Stromhunger der Server hat zwei Gründe: Zum einen funktionieren Streaming und andere online Dienste sowie komplexe Online-Operationen nur, wenn es Strom gibt. Zum anderen entsteht durch die ständige Bewegung der Daten auf den Servern Wärme - wie beim heimischen PC, nur eben in ganz großem Stil. In Frankfurt, der Rechenzentrumshauptstadt Deutschlands und Europas, hat der lokale Energieversorger sogar schon eigens Umspannwerke auf dem Gelände von großen Data-Centern errichtet.

Server-Schrank im Innovation-Lab des Rechenzentrums E-Shelter in Frankfurt. Foto: Peter Jülich
Die Kühlung macht etwa die Hälfte des Strombedarfs der großen Rechenzentren aus. Deren Dächer sind daher voll mit Kühlanlagen. Und für den Ernstfall haben große Datenzentren eigene Dieselgeneratoren und gesicherte Versorgung mit Treibstoff für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung. Laut einer Studie des Borderstep Instituts für Innovation und Nachhaltigkeit haben Rechenzentren in Deutschland 2018 doppelt so viel Strom verbraucht wie ganz München. Und der Bedarf wächst.

Der Strom für die Rechner bei Interxion wird im Umspannwerk über dicke Kabel verteilt. Foto: Peter Jülich
Obwohl die Branche einen großen Aufwand betreibt, um die Energieeffizienz in Rechenzentren zu steigern, werden sie nach Berechnungen des Borderstep-Instituts im Jahr 2030 doppelt so viel Energie verbrauchen wie 2019 und drei Mal so viel wie noch 2010. Aktuell macht der Stromverbrauch von Rechenzentren ungefähr 3,6 Prozent des Nettostromverbrauchs in Deutschland aus.

Kühlanlagen auf dem Dach eines Frankfurter Rechenzentrums. Peter Jülich

Server-Schrank im Innovation-Lab des Rechenzentrums E-Shelter in Frankfurt. Foto: Peter Jülich
Server-Schrank im Innovation-Lab des Rechenzentrums E-Shelter in Frankfurt. Foto: Peter Jülich

Der Strom für die Rechner bei Interxion wird im Umspannwerk über dicke Kabel verteilt. Foto: Peter Jülich
Der Strom für die Rechner bei Interxion wird im Umspannwerk über dicke Kabel verteilt. Foto: Peter Jülich

Kühlanlagen auf dem Dach eines Frankfurter Rechenzentrums. Peter Jülich
Kühlanlagen auf dem Dach eines Frankfurter Rechenzentrums. Peter Jülich
Der Stromhunger der Server hat zwei Gründe: Zum einen funktionieren Streaming und andere Onlinedienste sowie komplexe Datenoperationen nur, wenn es Strom gibt. Zum anderen entsteht durch die ständige Bewegung der Daten auf den Servern Wärme - wie beim heimischen PC, nur eben in ganz großem Stil. In Frankfurt, der Rechenzentrumshauptstadt Deutschlands und Europas, hat der lokale Energieversorger sogar schon eigens Umspannwerke auf dem Gelände von großen Data-Centern errichtet.
Die Kühlung macht etwa die Hälfte der Strombedarfs der großen Rechenzentren aus. Die Dächer der großen Datenzentren sind daher voll mit Kühlanlagen. Und für den Ernstfall haben große Datenzentren eigene Dieselgeneratoren und gesicherte Versorgung mit Treibstoff für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung. Laut einer Studie des Borderstep Instituts für Innovation und Nachhaltigkeit haben Rechenzentren in Deutschland 2018 doppelt so viel Strom verbraucht ganz wie München. Und der Bedarf wächst.
Das Borderstep-Institut geht davon aus, dass sich der Energiebedarf von Rechenzentren von 2019 bis 2030 verdoppeln wird. Und das trotz enormer Anstrengungen, die Energieeffizienz zu verbessern. Aktuell macht der Stromverbrauch von Rechenzentren ungefähr 3,6 Prozent des Nettostromverbrauchs in Deutschland aus.


So war es auch der Betreiber eines Rechenzentrums, der Lackmann auf die Idee brachte, Server im Kern eines Windrades zu platzieren. Zunächst sei das nur eine Spinnerei gewesen, erzählt er heute. Doch dann erfuhr er, dass Gunnar Schomaker vom Software Innovation Campus der Uni Paderborn sich wissenschaftlich genau mit dieser Frage beschäftigte. Und blieb dran.
Gunnar Schomaker (49) ist stellvertretender Geschäftsführer am Software Innovation Campus Paderborn der Universität Paderborn, der 2013 von der Uni Paderborn, zehn Technologie-Unternehmen der Region und weiteren Partnern initiiert wurde. Schomaker forscht seit einigen Jahren zur Nutzung von Windenergie für die Datenverarbeitung. Mit der Firma Westfalenwind zusammen hat er den Prototyp von Windcores entwickelt, seit Beginn der Umsetzung 2016 betreut er das Projekt beratend.
Die unkonventionelle Lösung vom Rechenzentrum im Windrad erscheint naheliegend und voller Potential. Auch ohne Rechenzentrum im Kern sind die Gebäude extrem sicher gebaut und an die notwendige Strom- und Glasfaser-Infrastruktur angeschlossen. Und der Platz ist da, ohne Server im Innenraum stehen die Gebäude mit einer Grundfläche von 120 Quadratmetern einfach leer. Wird der Strom noch in der Windkraftanlage abgenommen, kann Westfalenwind ihn außerdem günstiger anbieten, weil verschiedene Abgaben dann nicht anfallen. Auch ist der Aufwand, die Komponenten zu kühlen, auf dem Land geringer als an innerstädtischen Standorten wie beispielsweise in Frankfurt.
Hinzu kommt: "Wenn das Stromnetz überlastet ist, geht inzwischen viel Windenergie verloren“, sagt Lackmann. Im Jahr 2019 seien das fast fünf Terawattstunden gewesen. Eine Strommenge, mit der sich laut Lackmann „schon heute ein Drittel aller Data Center in Deutschland ein Jahr lang klimafreundlich betreiben ließe.“ Oder alternativ 1,7 Millionen Haushalte ein Jahr lang versorgt werden könnten.

Gunnar Schomaker (49) ist stellvertretender Geschäftsführer am Software Innovation Campus Paderborn der Universität Paderborn, der 2013 von der Uni Paderborn, zehn Technologie-Unternehmen der Region und weiteren Partnern initiiert wurde. Schomaker forscht seit einigen Jahren zur Nutzung von Windenergie für die Datenverarbeitung. Mit der Firma Westfalenwind zusammen hat er den Prototyp von Windcores entwickelt, seit Beginn der Umsetzung 2016 betreut er das Projekt beratend.
Die unkonventionelle Lösung vom Rechenzentrum im Windrad erscheint naheliegend und voller Potential. Auch ohne Rechenzentrum im Kern sind die Gebäude extrem sicher gebaut und an die notwendige Strom- und Glasfaser-Infrastruktur angeschlossen. Und der Platz ist einfach da. Ohne Server stehen die Gebäude mit einer Grundfläche von 120 Quadratmetern einfach leer. Wird der Strom noch in der Windkraftanlage abgenommen, kann Lackmann ihn außerdem günstiger anbieten, weil verschiedene Abgaben dann nicht anfallen. Auch ist der Aufwand, die Komponenten zu kühlen, auf dem Land geringer als an innerstädtischen Standorten wie beispielsweise in Frankfurt.
Hinzu kommt: "Wenn das Stromnetz überlastet ist, geht inzwischen viel Windenergie verloren“, sagt Lackmann. Im Jahr 2019 seien das fast fünf Terawattstunden gewesen. Eine Strommenge, mit der sich laut Lackmann „schon heute ein Drittel aller Data Center in Deutschland ein Jahr lang klimafreundlich betreiben ließe.“ Oder alternativ 1,7 Millionen Haushalte ein Jahr lang versorgt werden könnten.

Gunnar Schomaker. Foto: privat
Gunnar Schomaker. Foto: privat
Staffan Reveman, der international tätige Unternehmen aus energieintensiven Branchen berät, nennt die Idee sogar „hervorragend“. Es brauche noch viele weitere solcher Initiativen, meint der Experte für technologische und strategische Fragen bei den Themen Nachhaltigkeit, Klimabilanz und Versorgungssicherheit. Denn auch wenn der Ausstieg aus Kohle- und Atom-Energie beschlossen sei, mangele es bislang an Ideen für den vollständigen Umstieg auf erneuerbare Energien. Positiv sei auch, dass durch die Nutzung vor Ort kein Strom verloren gehe, wie das beim Übertragen über weite Strecken der Fall ist.

Staffan Reveman. Foto: privat
Reveman hat aber auch Einwände: So bekommen Server in einem Windrad bei Flaute den Strom aus dem Stromnetz. "Denn rein physikalisch kommt der Strom immer aus dem nächstgelegenen Kraftwerk", sagt er. Zudem sei der Platz in Windrädern für große Rechenzentren wie sie etwa Google, Amazon, Facebook, Microsoft und Apple betrieben schlicht viel zu klein.
Einen Markt aber könnte es geben, meint Reveman. Denn er weiß: Mehr und mehr Unternehmen wollen – von ihren Aktionären getrieben – eine nachhaltige und fossilfreie Stromversorgung. "Bis 2030 werden wir unsere digitalen Infrastrukturen fossilfrei betreiben müssen", mahnt er. In Deutschland aber könne grüner Strom derzeit vielfach nicht garantiert werden. Zudem sind in kaum einem anderen EU-Land die Stromkosten so hoch wie hier.

Staffan Reveman. Foto: privat
Staffan Reveman. Foto: privat
Dem Stadium des Prototyps ist das Projekt entwachsen, ein Patent ist erfolgreich angemeldet, 2019 gewann Windcores den Deutschen Rechenzentrumspreis in der Kategorie „Ideen und Forschung rund um das RZ“. Nach den ersten kleineren Mietern hat im Herbst 2020 der Streaming-Anbieter Zattoo seine Hardware dort aufgestellt. Und auch das soll nur ein Anfang sein. „Ein Modell, das man einmal etabliert, kann man dann im ganz großen Stil ausrollen“, sagt Lackmann. Bald schon soll eine zweite Windkraftanlage zum Rechenzentrum werden.
Dabei soll dann auch ein Teil der Höhe des Turms ausgenutzt werden, erläutert Windcores-Geschäftsführer Fiete Dubberke. Er kümmert sich um das operative Geschäft von Windcores und tüftelt an Details der Zukunftsplanung.
In dem zweiten Windrad soll dann eine Gerüst-Infrastruktur eingebaut werden, in der bis zu 50 Server-Schränke mit einem Strombedarf von insgesamt bis zu 300 Kilowatt Platz haben. Strom für die Kühlung will Lackmann zukünftig möglichst einsparen. Statt in die riesige Klimaanlage soll die Wärme über große Schläuche im Turm nach oben geleitet werden, wo sie von der 30 Zentimeter dicken Betonwand gekühlt wird.
Bislang ist Windcores ein Zuschussgeschäft. Lackmann und sein Team spekulieren darauf, dass neue technologische Entwicklungen wie das geplante 5G-Mobilfunknetz, Industrie 4.0 und autonomes Fahren die Nachfrage nach einer dezentralen Speicherung von Daten die Nachfrage nach Windcores steigern werden. Schomaker hofft zudem, dass das von Windcores praktizierte Modell, IT-Dienstleistung dezentral beim Stromerzeuger anzubieten, in der Gesellschaft zukünftig als normal akzeptiert wird.


Dem Stadium des Prototyps ist das Projekt entwachsen, ein Patent ist erfolgreich angemeldet, 2019 gewann Windcores den Deutschen Rechenzentrumspreis in der Kategorie „Ideen und Forschung rund um das RZ“. Nach den ersten kleineren Mietern hat im Herbst 2020 der Streaming-Anbieter Zattoo seine Hardware dort aufgestellt. Und auch das soll nur ein Anfang sein. „Ein Modell, das man einmal etabliert, kann man dann im ganz großen Stil ausrollen“, sagt Lackmann. Bald schon soll eine zweite Windkraftanlage zum Rechenzentrum werden.

Die Windkraftanlage ist 149 Meter hoch. Foto: cir
In dem zweiten Windrad soll dann eine Gerüst-Infrastruktur eingebaut werden, in der bis zu 50 Server-Schränke mit einem Strombedarf von insgesamt bis zu 300 Kilowatt Platz haben.
Strom für die Kühlung will Lackmann zukünftig möglichst einsparen. Statt in die riesige Klimaanlage wird die Wärme über große Schläuche im Turm nach oben geleitet, wo sie von der 30 Zentimeter dicken Betonwand gekühlt wird.
Bislang ist Windcores ein Zuschussgeschäft. Lackmann und sein Team spekulieren darauf, dass neue technologische Entwicklungen wie das geplante 5G-Mobilfunknetz, Industrie 4.0 und autonomes Fahren die Nachfrage nach einer dezentralen Speicherung von Daten steigern werden. Auch geht er davon aus, dass es zukünftig relevanter sein wird, an welchem physischen Ort Daten gespeichert sind und dass Deutschland dabei einen Standortvorteil hat. Schomaker hofft zudem, dass das von Windcores praktizierte Modell, IT-Dienstleistung dezentral beim Stromerzeuger anzubieten, in der Gesellschaft zukünftig als normal akzeptiert wird.

Die Windkraftanlage ist 149 Meter hoch. Foto: cir
Die Windkraftanlage ist 149 Meter hoch. Foto: cir
Auch für den Fall, dass Windcores keinen Gewinn abwirft und sich nur selbst trägt, sieht Lackmann viel Potential darin: „Wenn wir eine IT-Welt haben, die sich angebunden fühlt an die Welt der erneuerbaren Energien, dann haben wir sehr viel erreicht“, sagt er.
Zur Ruhe setzen könnte er sich schon jetzt. Aber daran hat er kein Interesse. Einfach zu leben ohne sich Neues auszudenken – das ginge wahrscheinlich schon, meint er. „Aber es wäre nicht dasselbe.“

Impressum
Idee, Recherche, Storyboard, Fotos (teilweise), Videos, Audios, Schnitt und Text: Claudia Isabel Rittel
Fotos von Interxion und E-Shelter in Frankfurt: Peter Jülich
Luftaufnahmen (Fotos und Videos): Westfalenwind
Bilder von Gunnar Schomaker: privat
Sämtliche Bestandteile dieser Publikation sind urheberrechtlich geschützt.
Entstehung
Dieser Beitrag entstand als Projektarbeit im Rahmen des Studiengangs "New Media Journalism" an der Leipzig School of Media. Die Recherche fand im September 2020 statt, ein Artikel zum Thema wurde im Oktober 2020 in der Frankfurter Rundschau als Teil der Serie
"Zukunft hat eine Stimme" veröffentlicht.
Interessante Ressourcen:
Brandes, Wolfgang (Hrsg.): Digitale Heimat. Verortung und Perspektiven. Marix-Verlag, Wiesbaden, 2020.
