Vom Labor ins Rechenzentrum: Wie Julia Carpenter die Vision einer nachhaltigen Datenindustrie ermöglicht

«Datenzentren haben das Potenzial, eine der nachhaltigsten Industrien überhaupt zu sein»: Das zu realisieren ist die Mission von Apheros-Gründerin Julia Carpenter. Sie ist Materialwissenschaftlerin und Mitgründerin des 2023 entstandenen ETH-Spin-offs Apheros, das Metallschäume für besonders effiziente Wärmeabfuhr entwickelt und daraus Kühlhardware baut. Das Unternehmen ging aus Carpenters ETH-Promotion und einer radikal pragmatischen Idee hervor: Was wäre, wenn sich die Abwärme grosser Rechenzentren irgendwann zu 100 % wiederverwenden liesse? Heute setzen Carpenter und ihre Mitgründerin Gaëlle Andreatta ihre Expertise dort um, wo der Energiehunger der Digitalökonomie aktuell besonders spürbar ist: in der Kühlung. 

Carpenters Weg begann an der ETH Zürich: «Ich wollte etwas studieren, das breit gefächert ist. Die Materialwissenschaften verbinden Chemie und Physik, sogar Biologie. Man muss interdisziplinär denken und das liegt mir.» Während ihrer Promotion arbeitete sie an einem Schäumverfahren für poröse Metalle, das später patentiert wurde. Genau dieses Verfahren stellt heute die technische Grundlage ihres Unternehmens dar: Mit Apheros skaliert Carpenter ihr Verfahren für offenporige, hochleitfähige Metallschäume und baut daraus Kühlmodule die Flüssigkeit durch die Poren führen und so den Wärmeübergang massiv erhöhen – auch für zweiphasige oder verdampfungsbasierte Kühlung in Rechenzentren. 

Das Potenzial dieser Technologie liegt auf der Hand: Bis 2030 wird ein spürbarer Anteil des weltweiten Stroms allein für das Kühlen von Elektronik – insbesondere Rechenzentren – benötigt werden. Der Schwenk von luft- zu flüssigkeitsbasierten Systemen gilt als absehbar und ökonomisch geboten. Genau dort positioniert Carpenter ihr Unternehmen, mit Erfolg: 2024 wird Carpenter in die globale Liste der «Innovators Under 35» des MIT Technology Review aufgenommen. Im August 2024 schliesst Apheros eine seine allererste Finanzierungsrunde im siebenstelligen Bereich (rund 1,85 Mio. US-Dollar) ab. Das Kapital fliesst in Produktion, Qualifizierung und erste Roll-outs. 2025 folgt die Ehrung als Sustainable Shaper. 

Was sie antreibt, fasst Carpenter knapp zusammen: Effizienz so gestalten, dass sie sich rechnet – für Betreiber, Städte und Netze. Dazu gehört die konsequente Nutzung der Abwärme. In der flüssigkeitsbasierten Kühlung von Rechenzentren sieht sie noch viel ungenutztes Potenzial: «Ich würde gerne dazu beitragen, dass grosse Datenzentren nur noch mit Flüssigkeit gekühlt werden und dass die Abwärme zu 100 % wiederverwendet wird. Dadurch spart man nicht nur bis zu 90% Wasser und bis zu 35% Elektrizität, man kann auch die gesamte Energie zweimal verwenden – einmal für Compute (Rechenleistung, Anm. d. Red.)  und einmal z. B. für Fernwärme.» 

Nahe beieinander liegende Standorte mit Abwärme wie Rechenzentren, Spitäler oder Schwimmbäder würden so planbare, ganzjährig verfügbare Wärmequellen darstellen. Mit kluger Standortwahl und Systemkopplung liesse sich aus einem Kühlproblem ein Infrastrukturvorteil schaffen, der Strom spart, Wasser schont und die Dekarbonisierung von Wärme beschleunigt. Für Carpenter liegt der Anreiz auch im ökonomischen Potenzial neuer Abwärmelösungen: «Nachhaltigkeit allein ist selten ein Anreiz zu Veränderung. Es ist unsere Aufgabe, Nachhaltigkeit zur einzigen ökonomischen Option zu machen.»