Zwei neue, bedeutende Zukunftsinvestitionen stärken den Wirtschaftsstandort Sachsen. Mit der Erneuerung des Hochleistungsrechners CARA in Dresden begegnet das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) den steigenden Anforderungen an Rechenleistung für Forschung und Entwicklung in zentralen Innovationsfeldern. Außerdem hat die Kahnt & Tietze GmbH mit der »C-Factory« ein Leuchtturmprojekt für klimafreundliches Bauen gestartet: das weltweit erste Carbonbetonwerk für CO₂-speichernde Bauteile im Hochbau entsteht in Leipzig. Der #ZUKUNFTblog stellt beide Vorhaben vor.
Mehr Power für die Forschung: DLR bringt Supercomputer CARA auf neues Niveau
Was ist CARA?
Als Großforschungsanlage ist CARA (Computing for Advanced Research in Aerospace) darauf ausgelegt, hochkomplexe numerische Simulationen zu bewältigen. Insbesondere wenn technische Fragestellungen – etwa in der Konstruktion oder Optimierung – in umfangreiche mathematische Gleichungssysteme übersetzt werden, ist eine außergewöhnlich hohe Rechenleistung gefragt. Neben klassischen numerischen Simulationen kommt der Hochleistungsrechner (Foto oben, Bildrechte: DLR) in vielen weiteren Bereichen zum Einsatz. Dazu zählen unter anderem Analysen von Strömungsabrissen und Wirbelschleppen bei Flugzeugen, die Reduktion von Luftwiderständen bei Autos und Zügen, die optimale Platzierung von Windenergieanlagen sowie die Verringerung von Schadstoffen und die Effizienzsteigerung von Verbrennungsprozessen. Darüber hinaus ermöglicht das System KI-gestützte Anwendungen, Atmosphärensimulationen, Quantensimulationen sowie umfangreiche Datenanalysen.
»Moderne Luft- und Raumfahrt entsteht nicht erst in der Werkhalle. Sie entsteht viel früher: in Modellen, in Simulationen, in digitalen Zwillingen, in datengetriebenen Entwicklungsprozessen.«
Wirtschaftsminister Dirk Panter
Was wurde an CARA erneuert und warum?
Im Jahr 2025 beauftragte das DLR den japanischen Technologiekonzern NEC Deutschland GmbH mit der Erneuerung von CARA. Sie ist entscheidend, um den steigenden Anforderungen moderner Forschung gerecht zu werden. Immer komplexere Fragestellungen und wachsende Datenmengen erfordern kontinuierlich höhere Rechenleistungen, während neue Technologien zugleich mehr Effizienz und Leistungsfähigkeit bieten. Durch die Modernisierung bleibt CARA ein zuverlässiges und zukunftsfähiges Werkzeug und ermöglicht weiterhin den Einsatz innovativer Anwendungen – von Künstlicher Intelligenz bis hin zu hochkomplexen Simulationen. Die Speicherkapazität wird im Zuge des Upgrades auf rund 30 Petabyte erhöht – nahezu eine Verdopplung. Auch die Rechenleistung wird die bisherigen 3,2 Billiarden Operationen pro Sekunde deutlich übertreffen. Für das Gesamtprojekt stellt das DLR rund 14 Millionen Euro bereit. Am 1. April 2026 wurde der modernisierte Supercomputer CARA in Dresden feierlich übergeben.
Wie fügt sich CARA in die technische Infrastruktur des DLR ein?
CARA ist, neben dem Schwester-System CARO in Göttingen, ein zentraler Baustein der HPC-Infrastruktur (HPC steht für High Performance Computing) des DLR. Beide Anlagen stehen sämtlichen DLR-Instituten zur Verfügung und kommen immer dann zum Einsatz, wenn konventionelle PCs oder Server aufgrund begrenzter Rechenleistung oder Speicherkapazität nicht ausreichen. Die Bündelung der Ressourcen in wenigen, leistungsstarken HPC-Clustern ermöglicht dabei einen besonders effizienten und effektiven Einsatz.
Mit seiner HPC-Strategie verfolgt das DLR den eigenständigen Betrieb von Hochleistungsrechnersystemen als Schlüsseltechnologie zur Unterstützung von Forschung und Entwicklung. CARO, das an der Gesellschaft für wissenschaftliche Datenverarbeitung mbH Göttingen (GWDG) betrieben wird, ergänzt CARA als zweiten Standort innerhalb dieser Infrastruktur.
Durch den Betrieb an zwei Standorten wird nicht nur eine hohe Auslastung sichergestellt, sondern auch die Ausfallsicherheit deutlich erhöht. Gleichzeitig ermöglicht diese Struktur, Systeme wechselseitig zu ersetzen oder zu modernisieren, während die jeweils andere Anlage weiterhin uneingeschränkt zur Verfügung steht.
Welche Rolle hat der DLR-Standort Dresden?
Der Betrieb von CARA erfolgt in enger Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Dresden, insbesondere mit dem Zentrum für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen (ZIH). Die notwendige Infrastruktur – darunter Stromversorgung, Kühlung und Gebäudetechnik – wird durch den Freistaat Sachsen bereitgestellt, vertreten durch den Staatsbetrieb Sächsisches Immobilien- und Baumanagement.
Das Rechenzentrum erfüllt höchste Anforderungen an Energieeffizienz. Durch innovative Wasserkühlung bei erhöhtem Temperaturniveau wird ein besonders niedriger Power Usage Effectiveness (PUE) erreicht. Ein weiterer Meilenstein ist die Nutzung der Abwärme: Sie wird als Nahwärme zur Beheizung des Bürogebäudes des DLR-Instituts für Softwaremethoden zur Produkt-Virtualisierung genutzt, sowie als Fernwärme in das Fernwärmenetz der Stadt Dresden eingespeist.
Wie schätzt der Freistaat Sachsen die Investitionen des DLR ein?
Sachsens Wirtschaftsminister Dirk Panter, der zur feierlichen Übergabe von Wirtschaftsstaatssekretär Sebastian Scheel vertreten worden ist, würdigt die gewachsene Partnerschaft zwischen dem DLR, der TU Dresden mit ihrem Zentrum für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen (ZIH), starken Industriepartnern und einem innovationsorientierten Freistaat. Genau dieses Zusammenspiel von Wissenschaft, Unternehmen, Infrastruktur und öffentlicher Hand mache den Standort wettbewerbsfähig und zukunftssicher:
»Moderne Luft- und Raumfahrt entsteht nicht erst in der Werkhalle. Sie entsteht viel früher: in Modellen, in Simulationen, in digitalen Zwillingen, in datengetriebenen Entwicklungsprozessen. Wer Strömungen präziser berechnet, Materialien besser versteht, Systeme schneller optimiert und KI wirksam integriert, der gewinnt Zeit und erhöht seine Produktivität. Er gewinnt aber auch Innovationskraft und nicht zuletzt ein Stück technologischer und politischer Souveränität. Deshalb sind Infrastrukturen wie CARA bedeutende Zukunftsinvestitionen. Sie helfen dabei, Know-how im Land zu halten, neue Kooperationen zu ermöglichen und neue Wertschöpfungsketten zu erschließen. Für das damit verbundene finanzielle Engagement des Bundes und des DLR möchte ich Danke sagen!«
Startschuss für die »C-Factory«: Weltweit erstes Carbonbetonwerk für CO₂-speichernde Bauteile im Hochbau entsteht in Leipzig
Wer steht hinter dem Projekt C-Factory?
Initiiert und koordiniert wird das Projekt von der Kahnt & Tietze GmbH aus Leipzig. Gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft entsteht ein interdisziplinäres Konsortium, dem unter anderem die Betonwerk Oschatz GmbH, die SCHWENK Zement GmbH & Co. KG, die Prilhofer Consulting GmbH & Co. KG, die ABS Storkow GmbH, das Forschungs- und Transferzentrum Leipzig e. V. der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig sowie die Technische Universität Dresden angehören.
Das Verbundvorhaben wird im Rahmen der Bundesförderung Industrie und Klimaschutz (BIK) durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) mit rund 14 Millionen Euro gefördert und läuft bis Ende 2029. Im Rahmen eines Pressetermins im CUBE in Dresden wurde am 30. März im Beisein des sächsischen Wirtschaftsministers Dirk Panter der offizielle Startschuss für das Vorhaben gegeben.
Welche Bedeutung hat das Baumaterial Carbonbeton?
Die Herstellung, Errichtung, Modernisierung und der Betrieb von Wohn- und Nichtwohngebäuden ist in Deutschland für 40 Prozent der Treibhausgasemissionen verantwortlich. Carbonbeton ermöglicht deutlich schlankere, leichtere und dauerhaftere Bauteile als der klassische Stahlbetonbau. Da Carbon nicht korrodiert und damit die Betondeckung deutlich reduziert werden kann, sinken die benötigten Mengen an Zement, Kies und Sand erheblich. In Summe lassen sich damit heute bereits bis zu 80 Prozent an Ressourcen einsparen. In Kombination mit CO₂-mineralisierten Zuschlägen und zusätzlichen CO₂-speichernden Materialien werden Bauteile in der C-Factory künftig sogar zum Kohlenstoffspeicher.
Die Carbonbetonbauweise wurde in den vergangenen zwei Jahrzehnten intensiv erforscht und in ersten Bauprojekten erfolgreich erprobt – unter anderem im Carbon Concrete CUBE in Dresden, dem weltweit ersten Gebäude aus Carbonbeton. Die dort eingesetzten automatisierten Fertigungsprozesse wurden im Carbonbetontechnikum Deutschland am FTZ der HTWK Leipzig entwickelt und erprobt.
»Sachsen beweist: Klimaschutz und Wettbewerbsfähigkeit gelingen zusammen.«
Wirtschaftsminister Dirk Panter
Wie geht es nun weiter?
Mit der C-Factory folgt nun der entscheidende Schritt: die Überführung dieser Technologie in eine industrielle, skalierbare Produktion. Mit dem Aufbau der C-Factory wird die Entwicklung der ersten prototypischen, vollautomatisierten Fertigungsstrecke für Carbonbetonbauteile im Großformat sowie erstmals die Integration von CO₂-speichernden Baustoffen realisiert. In den kommenden vier Jahren wird die Pilotanlage in Leipzig aufgebaut, in Betrieb genommen und verschiedene Demonstrationsbauteile gefertigt. Sie dient als Referenz für zukünftige Carbonbetonwerke und als Grundlage für die industrielle Skalierung einer klimafreundlichen Bauweise. Die in der C-Factory entwickelten Bauteile und Produktionsverfahren sind dabei auf unterschiedliche Standorte übertragbar.
Welchen Stellenwert hat die C-Factory aus der Sicht des SMWA?
Wirtschaftsminister Dirk Panter würdigt das Vorhaben als wichtigen Beitrag zur industriellen Transformation: »Sachsen beweist: Klimaschutz und Wettbewerbsfähigkeit gelingen zusammen. Dass sich Gebäude künftig als CO₂-Senke nutzen lassen, ist mit Blick auf die industrielle Transformation und den Klimaschutz revolutionär. Die C-Factory ist ein vorbildliches Beispiel für gelebten Forschungstransfer, sächsischen Innovationsgeist und Effizienzsteigerung.«
Das Verbundprojekt »C-Factory« ist das größte sächsische Vorhaben aus der ersten BIK-Förderrunde. Auch aus Programmen der sächsischen Technologieförderung erhielt das Unternehmen seit 2014 finanzielle Zuwendungen, die die Grundlage für die im Aufbau befindliche C-Factory bilden.
Panter betont: »Es macht mich stolz, dass unsere Technologieförderung auch in diesem Fall erfolgreich eine innovative sächsische Entwicklung beflügelt hat und in Leipzig zur Anwendung kommt. Die Technologieförderung ist mehr als ein Instrument zur Wirtschaftsförderung. Sie hilft darüber hinaus, kluge Köpfe hier am Standort zu halten und neue zu gewinnen.«
