Rechenzentren

Veröffentlicht:

23.03.2026

Erstellt von:

EQUINIX

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EDL HUB

Cloud & Heat

Ziel des Leitfadens ist es, sowohl einen strukturierten Überblick über den Ablauf einer Projektanbahnung eines Abwärme-Projektes zu ermöglichen, als auch tiefergehende Hilfestellung während der Projektdurchführung an die Hand zu geben. Daher gibt die Kurzzusammenfassung einen Überblick über die durchzuführenden Aufgaben im Rahmen der Projektentwicklung eines Abwärme-Projektes und verweist für weitere Informationen auf die entsprechenden Kapitel.

Gleichzeitig versteht sich dieser Leitfaden als Orientierungshilfe und Rahmenwerk für den Austausch zwischen den relevanten Stakeholdern. Ein frühzeitiges Zusammenspiel zwischen Behörden, Rechenzentrumsbetreibern und Energieversorgern/ Wärmenetzbetreibern ist dabei essenziell, um eine wirtschaftliche und nachhaltige Nutzung der Abwärme sicherzustellen. Der Leitfaden ersetzt keine individuellen Abstimmungen oder rechtlichen Prüfungen, sondern dient als unterstützendes Instrument für eine strukturierte Zusammenarbeit.

Kapitel 1 behandelt den Hintergrund der Abwärmenutzung im Rahmen der gesetzlichen Bestimmungen aus Energieeffizienzgesetz (EnEfG), Gebäudeenergiegesetz (GEG) sowie Wärmeplanungsgesetz (WPG) und der daraus folgenden kommunalen Wärmeplanung (KWP). Kapitel 2 schließt mit einer konkreten Anleitung an, mithilfe der für ein spezifisches Projekt eine erste Bewertung des Abwärmepotentials durchgeführt werden kann. Die Kapitel 4 – 7 vertiefen die technischen, ökonomischen, regulatorischen und ökologischen Aspekte der Abwärmenutzung aus Rechenzentren. Kapitel 3 fokussiert die technischen Möglichkeiten des Punktes, an dem die Abwärme im Rechenzentrum abgegriffen werden kann, die Schnittstellen zwischen Rechenzentrums- und Wärmenetzbetreiber sowie die mögliche Notwendigkeit der Temperaturanhebung durch Wärmepumpen. Kapitel 4 schließt mit den ökonomischen Gegebenheiten, wie die zu beachtenden Kostenpositionen (kapital-, verbrauchs- und betriebsgebundene Kosten) an und zeigt Möglichkeiten zur Berechnung des Business Cases, inkl. des im Rahmen von AwaNetz entwickelten Quick-Check Tools, sowie Fördermöglichkeiten auf. Kapitel 5 fokussiert die rechtlichen Rahmenbedingungen der Abwärmenutzung inkl. relevanter vertraglicher Bestimmungen. Kapitel 6 fasst die aktuellen ökologischen Vorteile der Nutzung der Abwärme zusammen. Zudem werden in Kapitel 7 Best-Practice-Beispiele vorgestellt sowie die Erfahrungen aus konkreten Projekten. Zuletzt wird die Möglichkeit der Gründung eines Abwärmenetzwerks – angelehnt an die IEEKN-Netzwerke – sowie mögliche Ansprechpartner vorgestellt.

Wesentliche Schritte und Abstimmungsprozesse bei Bestands- und Neubaurechenzentren:

Aus der kommunalen Perspektive treibt die Regulierung auf Bundes- und Landesebene die Prozesse voran: das WPG verpflichtet durch die Kommunale Wärmeplanung die Kommunen dazu, einen Wärmeplan zu erstellen. Kommunale Stadtwerke oder private Energiedienstleister, die auf der Gemarkung der Kommune Wärmenetze betreiben, verpflichtet das WPG, Bestandswärmenetze zeitnah zu dekarbonisieren: bis 2030 müssen 50 % und bis 2045 100 % der Wärme dekarbonisiert sein (siehe Kapitel 5) Abbildung 1 visualisiert den beispielhaften Prozess aus Sicht von Rechenzentrumsbetreibern. Die Perspektiven der Wärmenetzbetreiber sowie der Kommunen sind im Anhang zu finden.

Abbildung 1: Interaktion und Meilensteine der relevanten Akteure bei der Einbindung von Rechenzentrums-Abwärme in eine KWP (Eigene Darstellung)

Für Rechenzentren ist es wichtig, dass in Kommunen durch das WPG untersucht wird, in welchen Arealen der Kommune bereits Wärmenetze bestehen und wo darüber hinaus wirtschaftliche Voraussetzungen für die Errichtung eines Wärmenetzes gegeben sind. Das erleichtert die Kontaktaufnahme zu Ansprechpartnerinnen und –partnern und die nächsten Schritte in Richtung der Einbindung der Abwärme. Gleichzeitig sind Neubau-Rechenzentren durch das EnEfG zur Abgabe der Abwärme verpflichtet. (siehe Kapitel 5) Neubau-Rechenzentren haben gute Voraussetzungen für die Nutzung der Abwärme, da die Abwärmeabgabe direkt in die Planung integriert werden kann und die Wärme zudem bereits häufig in Form von Wasser oder Kältemittel vorliegt und damit leichter genutzt werden kann. Folgende Übersicht (Tabelle 1 ) beschreibt die wichtigsten Prozesse, die notwendig sind, um Abwärme aus Rechenzentren in Wärmenetze einzubinden. Die Prozesse zur Anbahnung der Abwärmenutzung sind bei Neubauten oder Bestandsrechenzentren ähnlich.

1 Plattform für Abwärme (PfA) 2 PfA auf AwaNetz 3 ebd. 4 KWW Kommunale Wärmeplanung (Stand 08/2025) 5 ebd. 6 ebd. 7 ebd.

Wichtig: die Nutzung von Abwärme aus Rechenzentren ist in der Regel mit hohen Verfügbarkeiten verbunden. Jedoch wird diese Abwärme bei Bestandsnetzen, bei denen bereits andere, häufig Kraft-Wärmekopplungs-Wärmeerzeuger in Betrieb sind, nicht als alleinige Wärmequelle genutzt, sondern trägt dazu bei, die Zielsetzung der Dekarbonisierung zu erreichen. Bei Neubaunetzen werden bereits niedrige bis mittlere Temperaturen vorgesehen, jedoch häufig aus Gründen der Risikominimierung immer mindestens ein zweites Standbein eingesetzt.

1. Einführung

Was ist Abwärme?

Als Abwärme wird im energiewirtschaftlichen Sinne Wärme verstanden, die als ungewolltes Nebenprodukt in Prozessen entsteht. Typische Prozesse, in denen Abwärme anfällt, sind industrielle Produktionsprozesse bspw.in Trocknungs- oder Veredelungsprozessen, die in der Chemie- oder Pharma-Industrie, in Stahl- oder Glaswerken oder u.a. auch in Molkereien stattfinden. Ebenso entsteht Abwärme durch die Kühlung von Rechenzentren oder in Abwasserkanälen oder in Kläranlagen. In diesem Kontext fällt ein besonderes Augenmerk auf die Unvermeidbarkeit von Abwärme. Diese Abwärme gilt als unvermeidbare Abwärme, wenn sie „als Nebenprodukt in einer Industrie- oder Gewerbeanlage oder im tertiären Sektor (etwa IT-Rechenzentren etc.) anfällt und[…] ungenutzt in die Umgebungsluft oder Wasser abgeleitet werden würde“.⁸ Diese Definition wird vergleichbar ebenfalls im Wärmeplanungsgesetz (§4 Abs. 3 WPG), dem Gebäudeenergiegesetz (§ 22 GEG), dem Energieeffizienzgesetz (EnEfG), der Bundesförderung für effiziente Wärmenetze (BEW) sowie der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) angewandt.

Abwärme tritt typischerweise dort auf, wo industrielle Prozesse stattfinden, in denen eine Energiezufuhr stattfindet. Da die zugeführte Energie meistens nicht vollständig innerhalb des Prozesses genutzt werden kann, wird überschüssige Energie in Form von Wärme freigesetzt. Innerhalb eines Betriebes gilt die ‚Abwärmenutzungskaskade‘. Zunächst soll Abwärme durch Effizienzsteigerung der Prozesse vermieden werden. Wenn dies nicht umsetzbar ist, soll die Abwärme effizient genutzt werden. Dies kann innerhalb des gleichen Betriebs bspw. zur (Vor-) Erwärmung eines anderen Prozesses stattfinden oder an Dritte abgegeben werden. Diese externen Nutzer von Abwärme können andere industrielle Betriebe, Gewerbe oder Wärmenetzbetreibende sein (siehe Kapitel 2.3 Rahmenbedingungen der Abwärmenutzung).

Da Abwärme in unterschiedlichen Prozessen auftreten kann, bestehen deutschlandweit Abwärmepotentiale. Dieses ist regional abhängig von der Siedlungsdichte (Abwasseraufkommen und Klärwerk) sowie den lokal ansässigen Betrieben. Allein für industrielle Prozesse berechnet die Fraunhofer Zukunftsfabrik das Abwärmepotenzial auf 67 TWh/a,welches größtenteils bei Temperaturen von bis zu 200 °C anfällt.⁹Seit Januar 2025 veröffentlicht die Plattform für Abwärme (PfA) gewerbliche Abwärmepotenziale von „Unternehmen mit einem durchschnittlichen Gesamtendenergieverbrauch von mehr als 2,5 GWh/a".¹⁰Bei der erstmaligen Veröffentlichung der Daten am 29. Juli 2025 bezifferte sie eine jährliche Abwärmemenge von 240 TWh aus 25.000 Abwärmepotenzialen, die öffentlich bereitstehen. Insgesamt wurden knapp 360 TWh (inkl. Daten, die aufgrund von Betriebs- und Geschäftsgeheimnissen nicht veröffentlicht wurden)gemeldet. Das Ziel ist, die Nutzung von Abwärme für die Wärmeversorgung anzuregen.

Wieso ist Abwärmenutzung relevant

Die Nutzung unvermeidbarer Abwärme zur Dekarbonisierung des Wärmesektors ist vor dem Hintergrund der in den nationalen Klimazielen verankerten Klimaneutralität bis 2045 unbedingt notwendig. Daher wurden Pflichten, aber auch Anreize wie Förderungen für die Nutzung von Abwärme, ins Leben gerufen. Relevante Bausteine sind die kommunale Wärmeplanung bzw. das Wärmeplanungsgesetz (WPG), welches auf den kosteneffizientesten Weg zur klimafreundlichen Wärmeversorgung abzielt, das Klimaschutzgesetz (KSG), welches die Einhaltung der nationalen Klimaschutzziele gewährleisten soll, sowie das Energieeffizienzgesetz (EnEfG), welches Unternehmen verpflichtet, ihre Abwärme soweit zumutbar zu reduzieren und die unvermeidbare Abwärme wiederzuverwenden. Die nationalen Gesetze resultieren maßgeblich aus geltendem EU-Energierechtbeispielsweise aus dem EU Emissions Trading System (ETS) und der Energieeffizienzrichtlinie(Energy Efficiency Directive (EED)).¹¹ Hintergrund des Initiierens der Abwärmenutzung ist das große Potential der Endenergieeinsparung, da die in die Außenluft abgegebene Wärme reduziert werden kann, indem sie als Endenergie für weitere Prozesse verwendet wird. Durch die Nutzung der Abwärme geht eine Reduzierung der Treibhausgasemissionen (THG) einher.

Auf die Abwärmenutzung in Deutschland hat aktuell, neben dem EnEfG, die Kommunale Wärmeplanung (KWP) einen starken Einfluss. Durch die KWP sollen Kommunen langfristige Konzepte für eine klimaneutrale Wärmeversorgung entwickeln, um die Wärmeversorgung bis 2045 klimaneutral umzubauen. Die KWP und das Wärmeplanungsgesetz (WPG) gehen dabei Hand in Hand, da das WPG gesetzliche Vorgaben und Fristen (Größere Städte > 100.000 EW bis 30.06.2026 und Städte und Gemeinden mit < 100.000 EW bis 30.06.2028) für die Umsetzung der KWP festschreibt. Außerdem regelt das WPG, welche Anforderungen die kommunalen Wärmepläne erfüllen müssen und setzt bundesweit standardisierte Prozesse und Anforderungen, die den Kommunen helfen, ihre Wärmeplanungsziele zu erreichen. Das WPG und damit die KWP sollen dadurch die Erfüllung des Gebäudeenergiegesetz (GEG) unterstützen. (siehe Abbildung 2)¹²

Abbildung 2: Gesetzliche Grundlage und Zeitpunkte der Wärmeplanung (Die Projektoren/BUND)

1.2.1. Zusammenspiel von KWP und Abwärmeabgabe aus Rechenzentren

Die Schnittstelle zwischen der KWP und den Abwärmegebern ist die Potentzialanalyse. der Potentzialanalyse wird geprüft, welche Flächen zur Verfügung stehen (bspw. sind FFH- und Naturschutzgebiete ausgeschlossen) und welche welches Potenzial für erneuerbare Energien wie bspw. Geothermie, Flusswasser sowie für unvermeidbare Abwärme zur Einbindung in eine Wärmeversorgung in räumlicher Nähe zur Kommune zur Verfügung stehen. Im Anschluss werden die Flächen und die potenziellen erneuerbaren Energien inklusive ihrer Temperatur, ihrem Auftreten (Saisonalität sowie (De-) Zentralität) vereint, um je Energiequelle das Potenzial sowie aus der Summe das Gesamtpotenzial für die Kommune zu ermitteln. Dies kann entweder durch die Umsetzenden der KWP durchgeführt werden, indem Abwärmepotenziale u.a. durch die PfA, regionale Energieatlanten oder GIS-Karten identifiziert werden. Alternativ können potenielle Abwärmegeber diese direkt an die Kommunen melden, da die Durchführung der KWP verpflichtend ist und daher jede Kommune grundsätzliches Interesse an Abwärmedaten hat. Vor allem bei kleineren Rechenzentren ist das Potenzial erheblich, da sie dezentraler zur Verfügung stehen. Gleichzeitig werden sie durch das EnEfG nicht erfasst, sodass diese lediglich im Rahmen der KWP oder einer dezidierten Wärmequellenanalyse durch Wärmenetzbetreiber gefunden werden können. Weiter werden ie ggf. nicht im Rechenzentrumsregister erfasst, können ihre Daten aber dem BfEE für die PfA melden. Diese Daten würden dann ebenfalls in der Matchmaking-Übersicht von AwaNetz sichtbar¹⁵ sein und so den Kommunen direkt zur Verfügung stehen.

Rechenzentren stellen aufgrund der vergleichsweise geringen Temperaturschwankungen und der konstanten Verfügbarkeit eine attraktive Wärmequelle dar. Zur Bestimmung des konkreten Potenzials der Wärmequelle ist die durch das Rechenzentrum die auszukoppelnde Abwärmemenge und -leistung, das Temperaturniveau sowie das Abwärmeprofil relevant. Diese Potenzialcharakteristik wird den Anforderungen einer Wärmesenke, im Speziellen dem bestehenden Wärmebedarf, der Wärmelast sowie der Temperaturanforderung und dem zeitlichem Wärmeabruf von Gebäuden, Gewerben und Industrie, gegenübergestellt. Die Wärmesenke kann in Gebäudeclustern/Wärmenetzen/Quartieren abgebildet werden. Im Anschluss wird ermittelt, in welchem Gebiet die Wärmeversorgung zukünftig dezentral oder leitungsgebunden bereitgestellt wird.¹⁶ Dies ist neben anderen zur Verfügung stehenden erneuerbaren Energienpotenzials vor allem abhängig von der Wärmedichte und der Wirtschaftlichkeit. D.h. sehr dicht bebaute Gebiete weisen meist hohe Wärmedichten auf, welche ausschlaggebend für die Rentabilität einer netzgebundenen Wärmeversorgung sind. Bei hohen Wärmedichten stehen den Investitionen Erlöse aus dem Verkauf größerer Wärmemengen in den Wärmenetzen gegenüber. Dadurch bieten sich gerade dicht bebaute Gebiete als Wärmesenke für die Nutzung von Abwärme mittels Wärmenetz an. Der Investitionsaufwand von Wärmenetzen in Bestandsgebieten ist im Vergleich zu Wärmenetzen, die im Zuge von Erschließungsarbeiten erstellt werden, hoch und erfordert den Einsatz von günstigen Verlegetechniken. Zentrale Wärmenetze können Stadtteile aber auch Quartiere oder größere Einzelgebäude erfassen und sind daher geeignet, die anfallende Abwärme in großem Maße abzunehmen und die Abwärme an die Verbraucher zu transportieren. Zur Einbindung der Abwärme in ein Wärmenetz besteht in der Regel die Notwendigkeit, die Abwärme durch eine Wärmepumpe auf das benötigte Temperaturniveau anzuheben. Zwar sind die Bedingungen in dicht bebauten Gebieten besonders günstig für Wärmenetze, gleichzeitig sind die vorhandenen Stromanschlusskapazitäten meist bereits weitgehend ausgelastet, sodass der Stromanschluss für Großwärmepumpen frühzeitig geklärt werden sollte. Zudem ist die Erschließung erneuerbarer Wärmequellen meistens aufwendiger.

Auf Grundlage der KWP kann die darauf aufbauende weiterführende Detailplanung durchgeführt werden. Die Umsetzung der geplanten/ vorgesehenen Maßnahmen gemäß der KWP wird regelmäßig durch Monitoring überprüft. Allerdings sind die Ergebnisse aus einer KWP unverbindlich. 

1.2.2. Wo ist die KWP bereits wie weit vorangeschritten? 

Auf der Seite der KWW ist eine Übersicht der erstellten kommunalen Wärmepläne zu finden. Bis zum Juli 2025 haben bereits 530 Kommunen einen Wärmeplan abgeschlossen und weitere 4.775 sind aktuell in der Erstellung. Downloadlink WPG¹⁷

1.3. Rahmenbedingungen der Abwärmenutzung

Inwiefern die Abwärme aus Rechenzentren genutzt werden kann, hängt von der Passgenauigkeit der Interessen der verschiedenen Stakeholder ab. Daher soll dieses Kapitel zunächst aufzeigen, welche Kriterien für die Standortsuche für Rechenzentrumsbetreiber am relevantesten sind und im Anschluss auf die Motivation und Ziele der Stakeholder eingehen.

1.2.4. Standortsuche von Rechenzentren im Vergleich zu Wärmenetzgebieten

Ob Abwärme genutzt werden kann, hängt neben den technischen Faktoren ebenfalls davon ab, ob die Abwärme in räumlicher Nähe zu Wärmesenken zur Verfügung steht. Bei Bestandswärmenetzen ist die Distanz bereits festgelegt. Im Rahmen des Kapitels 2.1 Potenzialanalyse sollte überprüft werden, ob eine Auskopplung wirtschaftlich realisierbar ist.

Bei Neubau-Rechenzentren ist die Wahl des Standortes daher entscheidend. Dabei sind die folgenden Kriterien für Rechenzentren die wichtigsten:

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Abbildung 3: Entscheidungskriterien Standortwahl Rechenzentren (Quelle: Bitkom-Studie “Rechenzentren in Deutschland Aktuelle Marktentwicklungen – Stand 2024”15)

Für die Rechenzentrumsbranche ist die Nähe zu Wärmeabnehmern aus Nachhaltigkeits- und Wirtschaftlichkeitsaspekten wünschenswert, jedoch keine zwingende Voraussetzung für den Betrieb. Für Wärmeabnehmer, wie beispielsweise Wärmenetzbetreiber, ist die Nähe des Rechenzentrums zum Wärmenetz bzw. zu potenziellen Wärmeabnehmern jedoch eine sehr zentrale Voraussetzung, um die Wärme wirtschaftlich nutzen zu können. Eine sinnvolle Nutzung der Abwärme von Rechenzentren ist allerdings ein wichtiger Beitrag zur nachhaltigen Entwicklung und für viele Unternehmen längst Bestandteil ihrer Nachhaltigkeitsstrategie. Bereits vor regulatorischen Vorgaben entwickelten Unternehmen in der Rechenzentrumsbranche Lösungen und Partnerschaften, um Abwärme dort abzugeben, wo eine Nachfrage besteht. Standortfaktoren wie eine zuverlässige und ausreichende Stromversorgung, die Anbindung an Internetknoten, die Verfügbarkeit von Fachkräften und Sicherheitsaspekte (geologische Stabilität, kein Hochwassergebiet, keine Gefährdung durch problematische Unternehmen…) sind jedoch in der Regel bedeutender.

Gleichzeitig erhöht sich die Kapazität von Rechenzentren und damit auch die zur Verfügung stehende Abwärmeleistung von 1.140 MW im Jahr 2010 auf 2.730 MW im Jahr 2024 und für 2030 werden 4.850 MW prognostiziert.¹⁶Da Rechenzentren meistens in räumlicher Nähe zueinander realisiert werden (siehe Internet-Knoten) und diese entsprechend Abbildung 4 größtenteils nahe dicht besiedelter Gebiete wie dem Rhein-Main und Ruhr-Gebiet sowie Städten wie Berlin, Hamburg und München liegen, ist eine grundsätzliche Nähe von dicht besiedelten Gebieten, die sich für Wärmenetze eignen, und Rechenzentren gegeben.

Abbildung 4: Korrelation zwischen Internet-Knoten und größeren Rechenzentren (Stand 2023 – Quelle: Eigene Darstellung Cloud&Heat)

Für Wärmeabnehmer ist bei der Nutzung von Abwärme aus Rechenzentren die Nähe zu bestehenden oder geplanten Wärmenetzen besonders wichtig, da kurze Transport- und Anschlusswege die Investitionskosten senken und eine wirtschaftliche Einbindung ermöglichen. Ein weiterer zentraler Faktor ist die Sicherstellungausreichender Netzanschlusskapazitäten für Wärmepumpen, die notwendig sind, um die in Rechenzentren anfallende Abwärme auf das für Wärmenetze nutzbare Temperaturniveau anzuheben. Diese Kapazitäten müssen frühzeitig in die Netzplanung integriert werden, um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten (siehe Kapitel 3.2.2).

Relevante Stakeholder für die Nutzung von Rechenzentrumsabwärme

Ein frühzeitiges Zusammenspiel zwischen Behörden, Rechenzentrumsbetreibern und Energieversorgern ist essenziell, um eine wirtschaftliche und nachhaltige Nutzung der Abwärme sicherzustellen. Alle relevanten Akteure müssen rechtzeitig in die Planungsprozesse eingebunden werden. Dazu zählen insbesondere Kommunalvertreter (z. B. aus der Stadtplanung), Rechenzentrumsbetreiber, Energieversorger, Fachplaner der Rechenzentren oder Wärmenetzbetreiber sowie Netzbetreiber:

‍2. Bewertung des Abwärmepotentials

2.1. Potenzialbewertung

Die Potenzialbewertung umfasst die Bewertung der Abwärmequelle und der Wärmesenke. Die Bewertung der Abwärmequelle erfolgt hinsichtlich der Energiemenge, zeitlichen Verfügbarkeit, des Temperaturniveaus und der Möglichkeiten der Auskopplung der Abwärme. Die Wärmesenke wird anhand des benötigten Wärmebedarfs, der notwendigen Vorlauftemperatur, sowie der Wärmedichte eingeschätzt. Die Prüfung sowohl möglicher Abwärmedaten als auch der Wärmedichte ermöglicht die Hotmap²⁰ sowie zukünftig das Matchmaking Tool von AwaNetz.²¹ Aus dem Abgleich beider Potenziale ergibt sich das nutzbare Gesamtpotenzial. Um Größenordnung und Machbarkeit abzuschätzen, reicht es aus, die Potenziale auf Basis von qualifizierten Schätzungen z.B. anhand der nicht redundanten elektrischen Anschlussleistung, der Kühlleistung, oder anhand von Vergleichswerten ähnlicher Rechenzentren zu ermitteln.

2.1.1. Potenzialabschätzung durch Rechenzentrumsbetreiber

Pinch-Analyse

Für Standorte mit Wärme- und Kältebedarfen auf unterschiedlichen Temperaturniveaus ist es sinnvoll, eine Pinch-Analyse durchzuführen. Dabei werden die Wärme- und Kälteströme detailliert und als Leistungen zu sogenannten Verbundkurven aggregiert. Der Zusammenhang der Verbundkurven für Wärme- und Kälteströme wird genutzt, um den Pinch-Punkt (den Punkt der minimalen Temperaturdifferenz beider Verbundkurven) zu identifizieren. Durch diese Methode lässt sich die theoretisch direkt nutzbare Abwärme (unterhalb des Pinch besteht Kühlbedarf) und die indirekt mittels Wärmepumpe nutzbare Abwärme (oberhalb des Pinch besteht Heizbedarf) als Wärmeleistung ermitteln (siehe Abbildung 5). Zugleich ergibt die Pinch-Methode den verbleibenden Heiz- und Kühlbedarf bzw. die nicht intern nutzbare Abwärmeleistung, welche für eine außerbetriebliche Nutzung in Frage kommt. Die theoretisch nutzbare Abwärme muss anschließend auf technische und wirtschaftliche Umsetzbarkeit überprüft werden. Stellt sich heraus, dass die intern nutzbare Abwärmeleistung geringer ausfällt als das theoretische Potenzial dies verspricht, so steht mehr Abwärmeleistung für die außerbetriebliche Nutzung zur Verfügung.

Besonders relevant für die Potenzialanalyse sind die thermische Leistung der Abwärme sowie die tatsächlich verfügbare bzw. nutzbare Wärmemenge. Die thermische Leistung ist vor allem für die Dimensionierung des Wärmeübertragers, der Pumpen sowie der Rohrleitungen auf der Seite der Rechenzentren relevant. Die Wärmemenge wiederum resultiert aus der Leistung und den Benutzungsstunden. Grundsätzlich steht die Abwärme aus Rechenzentren dauerhaft zur Verfügung und unterliegt kaum Schwankungen. Diese können jedoch bei bestimmten Anwendungen (Webshops zum Black Friday, Gaming-Server etc.) auftreten und zu Hochzeiten von Nutzeraktivität führen, bei denen mehr Wärme entsteht. Je kleiner oder gleichmäßiger die Server belastet sind, desto relevanter wird dies. Während daher die Abwärmeerzeugung im Betrieb von Rechenzentren nahezu konstant ist, unterliegt die Wärmeabnahme saisonalen Schwankungen, sodass in der Regel der Wärmebedarf in der Heizperiode im Winter am höchsten ist. Weiter ist im Rahmen der Potenzialanalyse zu klären, inwiefern Wärmepumpen für die Aufbereitung der Abwärme auf das erforderliche Temperaturniveau für die Wärmeabnahme eingesetzt werden müssen.

Für eine Investitionsentscheidung ist im zweiten Schritt eine Vor- bzw. Machbarkeitsstudie inkl. einer quantitativen Bewertung auf Basis von Messungen zu empfehlen.

Folgende Fragen sollten zunächst auf Seite der Rechenzentrumsbetreiber beantwortet werden, um das Potenzial abzuschätzen

1. Welche Abwärmeleistung ist verfügbar?

Die Abwärmeleistung ist relevant zur Ermittlung der zu deckenden Wärmeleistung. Bspw. könnten bereits bei kleinen RZ mit IT-Leistungen von 140 kW theoretisch ca. 125 Wohnungen (mittlere Dämmung, ca. 80 m²) mit Wärme versorgen, stünde diese dauerhaft zur Verfügung.
Bestehen Messungen auf Minuten oder Stunden Basis (je nach Abwärmequelle)?
Bei Rechenzentren ist eine thermische Leistung von 50 % der IT-Leistung des Rechenzentrums realistisch (Energy Reuse Factor (ERF - Verhältnis zwischen der Menge der wiederverwendeten Energie und der insgesamt im Rechenzentrum verbrauchten Energie)).

2. Welche Temperatur hat die auskoppelbare Abwärme?

Abhängig vom Kühlsystem des Rechenzentrums liegen die Temperaturen der Abwärme zwischen 20 – 60 °C.
Bestehen Effekte wie Fremdluftbeimischung bevor die Abwärme abgeben wird o.ä.?
Die Temperatur der Abwärmequelle ist relevant, da sie bestimmt, ob eine nachgelagerte Temperaturanhebung erforderlich ist, um die Wärme bspw. zur Beheizung von Gebäuden oder Warmwasser nutzen zu können

3. Welche Abwärmemenge steht zur Verfügung?

Für das Abwärmenutzungspotential ist vorrangig die Abwärmemenge, welche zeitlich mit der Wärmeabnahme übereinstimmt, und weniger die maximale Leistung der Abwärme relevant.

D.h. ein Prozess mit sehr schwankender Abwärmeleistung eignet sich weniger zur Wärmeauskopplung.

Besonders attraktiv sind Prozesse, welche mit gleichmäßiger Leistung Abwärme (ideal im Winter höhere als im Sommer) abgeben können.

4. In welchem Trägermedium steht die Abwärme zur Verfügung

Das Trägermedium bestimmt die Wärmeübergabe. Abwärme, die in flüssiger Form (Wasser/ Kältemittel) zur Verfügung steht, kann direkt oder über einen Wärmeübertrager abgegeben werden. Bei der Abwärmenutzung durch Dritte empfiehlt sich eine hydraulische Trennung der Systeme mittels Wärmeübertrager.

Bei Abwärme aus Abgasheißluft, Dampf oder (Ab-)Gasen muss die Abwärme zwingend über einen Wärmeübertrager auf das auszukoppelnde flüssige Wärmeträgermedium übertragen werden.

5. Welches Abwärmepotential ist langfristig in der definierten Qualität vorhanden und verfügbar?

Stehen Prozessumstellungen auf der Abwärmegeberseite an?

Wird sich das Lastprofil oder das Temperaturniveau verändern aufgrund sich ändernde Produktionsprozesse (u.a. Elektrifizierung im Rahmen der Dekarbonisierung, interne Abwärmenutzung, weitere Effizienzmaßnahmen)?

Werden die aktuellen zeitlichen Abwärmeprofile auch zukünftig bestehen bleiben?

In welchen Zeiträumen sind Änderungen zu erwarten?

6. Ist ein redundantes Kühlsystem aufzubauen?

Wenn die Abwärme zur Sicherstellung des Prozesses sonst aktiv gekühlt wird, besteht häufig die Notwendigkeit eines redundanten Kühlsystems für den Fall, dass temporär keine Wärme abgenommen werden kann.

Es muss sichergestellt sein, dass die Rücklauftemperatur bei der Wärmeauskopplung eingehalten wird, damit der Prozess auf der Abwärmegeberseite weder negativ beeinflusst wird noch zu technischen oder wirtschaftlichen Schäden führt.

7. Gibt es Besonderheiten?

Ist ein hoher Druckunterschied zwischen Primärseite (Abwärmequelle) und Sekundärseite (Wärmenetz) zu erwarten, wodurch besondere Anforderungen an den Wärmetauscher bestehen?

Sind die Medien auf der Primärseite korrosive oder haben eine verschmutzende Eigenschaft, sodass der Wärmeübertrager spezielle Voraussetzungen erfüllen muss?

2.1.2. Potenzialabschätzung der Wärmesenke

Durch die oben genannten sieben Fragen kann eine schnelle Erst-Einschätzung zu dem grundsätzlichen Potenzial der Abwärmeauskopplung eines Rechenzentrums getroffen werden. Parallel dazu sollte von Wärmenetzbetreiber- bzw. kommunaler Seite die mögliche Wärmesenke hinsichtlich etwaigen Wärmebedarf, Leistungsanforderung und Temperaturniveau quantifiziert werden. In der Mehrzahl der Wärmenetze sind Abnehmer aus Wohngebäuden und Nicht-Wohngebäuden (GHD, Büro etc.) angeschlossen. Diese Wärmenetze stellen in der Regel Wärme zur Beheizung und zur Erwärmung von Warmwasser bereit. Die Wärmenachfrage für die Beheizung unterliegt maßgeblich der Außentemperaturschwankung, die Erwärmung von Warmwasser ist weitgehend konstant. Die nutzbare Wärmemenge für das Wärmenetz lässt sich aus dem Übereinanderlegen der Bedarfs-Jahresdauerlinie des Wärmenetzes und der Erzeugungs-Jahresdauerlinie des Wärmeangebots des Rechenzentrums ermitteln. Dies kann Aufschluss darüber geben, welcher Anteil der bereitgestellten Wärmemenge des Rechenzentrums abgenommen und inwiefern dieser Anteil durch den Einsatz von Wärmespeicher erhöht werden kann.

Außerdem sind Wärmenetzbetreiber nach §11 Abs. 3 Satz 3 EnEfG verpflichtet, gegenüber Rechenzentrumsbetreibern Auskunft über das eigene Netz zu erteilen, wenn das Rechenzentrum nach dem 1. Juli 2026 in Betrieb geht. (siehe Kapitel 3.5)

Das Gesamtpotenzial ist zu ermitteln durch den Abgleich der verfügbaren Abwärmemenge und des Wärmebedarfs auf Basis der jeweiligen Profile. Durch den Abgleich ergibt sich das Abwärmepotenzial. Dieses kann als Nutzungsgrad der Abwärmequelle und als Deckungsgrad der Wärmesenke angegeben werden. Steht zu gewissen Zeiten mehr Abwärme zur Verfügung als benötigt und zu anderen Zeiten ein höherer Wärmebedarf als verfügbare Abwärme, können diese Spitzen durch den Einsatz von Speichern sowie weiteren Wärmeerzeugern auf der Seite des Wärmenetzes abgepuffert werden. Der Einsatz von Speichern kann ebenfalls erwogen werden, um zu vermeiden, dass die im EnEfG angestrebten PUE-Zielwerte verfehlt werden. Best-Practice-Beispiele zeigen zudem, dass durch die Versorgung von konstanten Wärmeabnehmern wie z.B. Fischzuchten der Anteil von Abwärme aus Rechenzentren erhöht werden kann. Durch den Abgleich der bereitgestellten Abwärmetemperaturen und den benötigten Wärmenetztemperaturen kann ermittelt werden, ob eine Wärmepumpe benötigt wird und ob diese effizient und wirtschaftlich betrieben werden kann.

Schnelle Einschätzung von Seiten der Wärmesenke

Die KWP ermöglicht es den Kommunen, systematisch Wärmesenken zu ermitteln und deren Potenziale für die Wärmeversorgung zu bewerten. Ein wichtiges Verfahren, das in der KWP zur schnellen Identifikation von Wärmesenken eingesetzt wird, ist die Bestimmung der Wärmeliniendichte. Die Wärmeliniendichte hilft dabei, Gebiete mit besonders hoher Nachfrage nach Wärme zu identifizieren. Diese Gebiete, in denen viele Wärmesenken existieren, eignen sich für die Integration von Abwärme oder den Ausbau von Fernwärmenetzen.  

Zur Identifikation möglicher Abwärmequellen eignen sich die seit Januar 2025 durch die Plattform für Abwärme (PfA) veröffentlichten Abwärmedaten großer Industriebetriebe. Im Rahmen der KWP, einer Machbarkeitsstudie für den Bau eines neuen Wärmenetzes oder eines Transformationsplans zur Dekarbonisierung bestehender Wärmenetze können diese Daten abgerufen werden, um lokale Abwärmepotenziale zu identifizieren. Einzelne Unternehmen, bspw. aus dem Bereich der kritischen Infrastruktur, können jedoch eine Veröffentlichungssperre ihrer Daten erwirken. Dadurch wird eine bundesweite Übersicht über die gewerblichen Abwärmepotenziale geschaffen. Ziel ist ein Matchmaking zwischen Abwärmegebern und Abwärmenehmern wie beispielsweise Wärmenetzbetreibern, was zusätzlich durch das künftige Wissensportal Abwärme (AwaNetz ²³ ²⁴) ergänzt wird.

2.2. Key-Performance-Indicators

Für die konkrete Bewertung, ob die Nutzung von Abwärme aus einem Rechenzentrum durch eine Wärmesenke technisch sinnvoll und wirtschaftlich umsetzbar ist, können einige wichtige KPIs für eine Erst-Einschätzung relevant sein

Vollbenutzungsstunden

Das Verhältnis der nutzbaren Abwärmemenge (z.B. in kWh) zur Nenn-Abwärmeleistung (die Leistung, für die das System zur Abwärmeauskopplung ausgelegt wird – z.B. in kW), ergibt die Vollbenutzungsstunden des Systems zur Abwärmeauskopplung. Je größer die nutzbare Abwärmemenge und je höher die Vollbenutzungsstunden, umso wirtschaftlicher ist die Maßnahme. Typische Werte für eine wirtschaftliche Abwärmenutzung liegen bei mindestens 200 MWh/a und mindestens 4.500 h/a.²⁵ Rechenzentren sind in der Regel ganzjährig im Betrieb, jedoch gibt es oftmals in den ersten 2-5 Jahren eines neuen Rechenzentrums einen graduellen Ausbau von Servertechnik, mit dem die Abwärmemenge langsam ansteigt. Dies führt dazu, dass Investitionen in die Infrastruktur zeitgleich mit dem Bau des Rechenzentrums erfolgen müssen, diese jedoch erst sukzessiv voll ausgelastet werden. Das belastet die Wirtschaftlichkeit. Zudem kann es durch schwankende IT-Auslastung zu Zeiten von Mehr- und Minderauskopplung kommen.

‍Abwärmenutzungsgrad & Deckungsanteil

Das Verhältnis der nutzbaren Abwärme aus der Abwärmequelle zum Gesamtpotential an Abwärme ergibt den Abwärmenutzungsgrad. Er entspricht somit dem Anteil der Abwärme, die in der Wärmesenke genutzt wird. Um die Wirtschaftlichkeit der Abwärmenutzung zu maximieren sowie die gesetzlichen Anforderungen (u.a. §11 EnEfG Verpflichtung zur Abwärmeauskopplung für Rechenzentren) zu erfüllen, sollte ein möglichst hoher Abwärmenutzungsgrad angestrebt werden. Abbildung 6 verdeutlicht, dass eine vollständige Versorgung durch Rechenzentrumsabwärme allerdings nur bei einer deutlich höheren Rechenzentrumsleistung als die Wärmeleistung möglich ist. Dadurch sinkt jedoch der Abwärmenutzungsgrad. Die Kurve zeigt die Jahresdauerlinie des Wärmebedarfs. Um eine 99 %ige Abdeckung des Wärmebedarfs zu erreichen, muss die Rechenzentrumsleistung deutlich größer sein als die maximale Wärmeleistung (siehe Abbildung 7). Ggf. kann mit Hilfe von Speichern eine höhere Abdeckung des Wärmebedarfs bei niedrigerer Rechenzentrumsleistung ermöglicht werden.

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Ein Bild, das Text, Screenshot, Schrift, Webseite enthält.KI-generierte Inhalte können fehlerhaft sein. — ‍*Abbildung 7: Abdeckung des Wärmebedarfes in Abhängigkeit der Rechenzentrumsanschlussleistung (Quelle: Eigene Darstellung Cloud&Heat 17.06.2025 Praxisblick: Abwärme aus Rechenzentren)*

Der Deckungsanteil der Abwärme – der Anteil am Gesamtwärmebedarf, der durch die Abwärme gedeckt werden kann – ist für die Wirtschaftlichkeit von Seiten der Wärmenetzbetreiber relevant. Ein geringer Deckungsanteil bedeutet, dass weitere Wärmeerzeuger installiert werden müssten und so die Kosten steigen.

‍Zusammenhang zwischen Abwärmetemperatur und Temperaturniveau der Wärmesenke

Abbildung 8: COP einer Wärmepumpe in Abhängigkeit der Temperaturdifferenz zwischen Wärmesenke (Zieltemperatur) und Wärmequelle (bei einem Gütegrad [Qualitätsmerkmal bzgl. Wirkungsgrad] der Wärmepumpe von 45%) (Eigene Darstellung)

Im günstigsten Fall kann die Abwärme von der Abwärmequelle direkt genutzt werden, um die Wärmesenke auf erforderlichem Temperaturniveau zu versorgen. Liegt das Temperaturniveau der Wärmesenke über der Temperatur der Abwärme, so kann die Abwärme indirekt mittels Wärmepumpe genutzt werden. Das Temperaturniveau der Abwärme wird dabei auf die Zieltemperatur angehoben. Dies erfordert die Installation einer Wärmepumpe (Investitionskosten) und deren Betrieb. Unter die Kosten, die während des Betriebs auftreten, fallen sowohl die betriebsgebundenen Kosten (u.a. Wartung und Instandsetzung) als auch die verbrauchsgebundenen Kosten. (u.a. Stromkosten) (siehe Kapitel 4.3)

Abbildung 8 zeigt den COP (Coefficient of Performance) einer Wärmepumpe in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz zwischen Wärmesenke und Wärmequelle. Der COP gibt das Verhältnis von Wärmeleistung der Wärmepumpe zur erforderlichen Stromaufnahme (el. Leistung) an. Je größer der COP, umso geringer sind die Stromkosten. Ein hoher COP verbessert somit die Wirtschaftlichkeit. Empfohlen wird ein COP von mindestens 4, was im Durchschnitt einer Temperaturdifferenz von etwa 39 Kelvin entspricht (siehe Abbildung 8). Neben dem COP, welcher den Betriebspunkt bei einem spezifischem Temperaturdeltas ist, ist die Jahresarbeitszahl (JAZ) relevant. Diese berücksichtigt die Temperaturdifferenzen und somit den schwankenden COP über das Jahr hinweg. Schwankende Temperaturdelta können durch schwankende Abwärmetemperaturen sowie durch dynamische Vorlauftemperaturanpassung des Wärmenetzes in Abhängigkeitvon den Außenlufttemperaturen und dem damit resultierenden Wärmebedarf hervorgerufen werden.

‍Distanz Abwärmequelle zu Wärmesenke

Die Distanz zwischen dem Rechenzentrum und der Wärmeabnahme beeinflusst die Höhe der Investitionskosten aufgrund der Wärmenetzkosten und damit die Wirtschaftlichkeit des Projektes. Welche Entfernung maximal noch wirtschaftlich abbildbar ist, ist projektspezifisch. Eine Annäherung des Einflusses wurde durch das Fraunhofer ISI durchgeführt.

Ein Bild, das Text, Reihe, Diagramm, Screenshot enthält.KI-generierte Inhalte können fehlerhaft sein. — *Abbildung 9: Einbindungskosten (ohne Förderung) von Abwärme aus Rechenzentren in €/ MWh in Abhängigkeit der Entfernung (m)* 26

In einer Umfrage vom Bytes2Heat-Projekt lag die Entfernung bei ca. 1/3 der befragten Referenzprojekte im Gebäude, bei etwas mehr als ¼ in bis zu 500m Entfernung und bei einem weiteren 1/5 der Referenzprojekte bei 500m - 1,5 km. D.h. insgesamt lag bei ¾ der Projekte die Wärmesenke weniger als 1,5 km entfernt. Gerade für mittlere bis große Rechenzentren ist der Anschluss an große Wärmenetze, Neubau oder bestehende, relevant, um die nach EnEfG geforderten Abwärmemengen auszukoppeln.

‍Anzahl an Wohnungen die mit 1 MW Abwärmeleistung versorgt werden können

Spricht man von einem “1-MW-Rechenzentrum”, wird meist entweder von der Gesamtanschlussleistung oder der maximal installierten IT-Leistung gesprochen. Daher sollte zunächst geklärt werden, welcher Anteil der Anschlussleistung als Abwärmeleistung anfällt. Das hängt sowohl von der Ausbaustufe als auch der Auslastung ab. Wie viele Wohnungen durch 1 MW Abwärmeleistung versorgt werden können, hängt von der Temperatur der Abwärme, der energetischen Qualität der Wohnung – d.h. der benötigten Vorlauftemperatur – und der angenommenen mittleren Fläche der Wohnungen ab. Bei bspw. Abwärmetemperaturen von 30 °C muss die Abwärme durch Wärmepumpen angehoben werden.

*Abbildung 11: Abschätzung der Anzahl zu versorgende Wohnungen in Abhängigkeit der Abwärme-leistung, der energetischen Qualität der Wohnung (eigene Darstellung)*

Für die Berechnung wurde zwischen Bestandswohnungen mit 110 kWh/m² Wärmebedarf (Raumwärme RW+ Trinkwarmwasser TWW) und 50 kWh/m² in Neubauten unterschieden. Die Wohnungsfläche wurde einheitlich mit 80 m² angenommen. (siehe Abbildung 10)

‍‍‍Kosten der Abwärmeauskopplung auf Seiten des Rechenzentrumsbetreibers

In Abhängigkeit der auskoppelbaren Abwärmeleistung und der Temperaturspreizung zwischen Vor- und Rücklauf der Abwärme fallen unterschiedliche Kosten auf Seiten der Rechenzentrumbetreiber an. Da die konkrete Auskopplung stark von den Kühlungsprozessen sowie dem Aufbau innerhalb des Rechenzentrums abhängig ist, wird diese hier nicht beachtet. Die hier vorgenommene Berechnung trifft eine Abschätzung über die zu erwartenden Kosten für die zusätzliche Rohrleitung von dem Abgriffspunkt der Abwärme bis zu dem am Gelände des Rechenzentrums befindenden Wärmeübertragern, welcher gleichzeitig meistens die Schnittstelle zu den Wärmenetzbetreibern darstellt. Aufgrund der Skaleneffekte sind die spezifischen Kosten bei höheren Abwärmeleistungen geringer.

Für die Berechnung wurden die Kosten für Rohrleitungen inkl. Tiefbau, jeweils in Abhängigkeit der benötigten Nenndurchmesser, abgesetzt sowie die Kosten für die Wärmeübertrager an der Grundstücksgrenze als Schnittstelle zum Wärmenetzbetreiber. Bei sehr großen Wärmeübertrager steigen die spezifischen Kosten wieder.

Insgesamt ergeben sich somit Kosten auf Seiten der Rechenzentrumsbetreibers von 124.000€ bei 1 MW Abwärmeleistung und bei 5 MW von ca. 287.000 € (jeweils bei unbefestigtem Untergrund). Im Rahmen von AwaNetz wurde ein Quick-Check-Tool entwickelt, abrufbar auf der Seite AwaNetz Webseite, welches eine schnelle Prüfung des wirtschaftlichen Potentials der Abwärmenutzung ermöglicht. (siehe Kapitel 4.4.3)

Abbildung 12: Gesamtkosten der Abwärmeauskopplung auf Seite der Rechenzentrumsbetreiber (50 m Leitungslänge, 10 K Spreizung VL/RL, DN150 bis DN 300 je nach Abwärmeleistung) in Abhängigkeit der Wärmeleistung für den Wärmeübertrager und Trassenführung inkl. Tiefbau (unbefestigt, befestigt (unter Straße) (Eigene Darstellung)

3. Technische Nutzungsaspekte der Abwärme aus Rechenzentren

3.1. Abwärmeauskopplung

Für die Auskopplung von Abwärme ist das Medium essenziell, in dem die Abwärme zur Verfügung steht. Zunächst muss die Abwärme für die Auskopplung geführt und nicht diffus zur Verfügung stehen – d.h. sie wird technisch kanalisiert und in einem Medium „abgegrenzt transportiert“.²⁷ In Rechenzentren steht die Abwärme normalerweise geführt zur Verfügung. Hintergrund ist, dass die Kühlung von Rechenzentren typischerweise, je nach Anwendungsfall, über eine der folgenden Varianten (Luftkühlung, indirekte Flüssigkeitskühlung sowie direkte Flüssigkeitskühlung) realisiert wird. Die Luftkühlung ist aktuell noch das am weitesten verbreitete Kühlsystem, auch wenn Flüssigkeitskühlung im Neubau stark an Bedeutung gewinnt.²⁸ Die unterschiedlichen Kühlmethoden werden je nach Leistungsdichte der Server eingesetzt, welche je nach Anwendung variiert. Die Verwendung von mehreren Kühlmethoden in einem Rechenzentrum ist ebenfalls möglich, wenn Bereiche gezielt nach ihrer Anforderung gruppiert werden. Entsprechend wird bei Systemen mit höherer Leistungsdichte mehr Wärme pro Rack abgeführt. Die abgeführte Wärme wird in Rechenzentren konventionell über Trocken- oder Verdunstungskühler und zusätzlichen Kältemaschinen ungenutzt an die Umgebungsluft abgeführt. Kältemaschinen sind vor allem bei Außenlufttemperaturen, welche deutlich oberhalb der Kühltemperatur liegen, im Einsatz, wie beispielsweise an heißen Sommertagen.

Das Kühlmedium hat die Aufgabe, die Wärme am Entstehungsort, in diesem Fall den Serverkomponenten, abzuführen. Beim Überströmen der Servertechnik erwärmt es sich. Wird Luft als Kühlmedium eingesetzt, ist eine strikte Trennung von Kalt- und Warmluft sinnvoll, um Leckageströme zu vermeiden, die die Effizienz des Kühlsystems verringern. Dazu wird oft eine Warmgang-/Kaltgangtrennung eingesetzt. Der Kaltgang bezeichnet dabei den Bereich zwischen den Vorderseiten der Serverracks, in dem die kalte Luft eintritt, welche in den Serverraum / den Bereich zwischen den Servern geblasen wird. Die Server-Racks durchströmende Luft wird im Anschluss in den Warmgang transportiert.

Tabelle 2: Charakteristika möglicher Rechenzentrums-Kühlung (29, 30) [RDHC - Rear Door Heat Exchanger (Wärmeübertrager, die an der Rückwand der Server installiert sind); CDU - Coolant Distribution Unit (Kühlmittelverteiler bei Flüssigkühlung)]

Mögliche Auskopplungspunkte der Abwärme bestehen dort, wo die Wärme geführt zur Verfügung steht. Statt die Wärme über das Kühlsystem abzuführen, wird parallel oder in Reihe ein Auskopplungspunkt für Abwärme, in Form eines Wärmeübertragers, implementiert, der als alternative Wärmesenke fungiert. Die technisch möglichen Auskopplungspunkte sind in Abbildung 13 visualisiert. Nicht alle Auskopplungspunkte sind mit allen zuvor beschriebenen Kühlsystemen kompatibel. Zugleich implizieren die verschiedenen Auskopplungspunkte unterschiedliche technische Komplexitäten, Abwärmetemperaturen sowie Kosten der Auskopplung. Zum einen sind die zu erreichenden Abwärmetemperaturen höher je näher an den wärmeabgebenden Serverkomponenten die Abwärme abgegriffen wird. Gleichzeitig sind der technische Aufwand und damit die Kosten höher. Bei Bestandsrechenzentren ist in der Regel kein Platz vorhanden, um einen großen Luft-Wasser-Wärmeübertrager zu installieren. In Flüssigkeitskühlsystemen kann die Abwärme bspw. über die Heißwasserdirektkühlung abgegriffen werden (Punkt 1) und so mit hohen Temperaturen und geringem Aufwand genutzt werden. In luftgekühlten Systemen ist es meistens wirtschaftlicher, die Abwärme an Auskopplungspunkten, die weit von der Wärmequelle entfernt sind, auszukoppeln (bspw. Punkt 3 und 4). Auskopplungspunkt 4 ist oft nicht das ganze Jahr über verfügbar. Aus Gründen der Energieeffizienz wird die Kompressionskältemaschine nur bei hohen Außentemperaturen betrieben. In den übrigen Monaten erfolgt die Kühlung meist direkt gegen die Außenluft. Daher ist Auskopplungspunkt 3 in der Regel die bessere Wahl.

Abbildung 13: Abgriffspunkte der Abwärme in Rechenzentren (Quelle [4]) [ULK = Umluftkühlgerät warme Luft wird über installierte Wärmeübertrager abgeleitet] (Quelle: Eigene Darstellung Cloud&Heat)

Zusätzlich besteht vor allem bei älteren Rechenzentren mit heterogenen Kühlkonzepten mit vielen dezentralen Kühlkreisläufen (besonders häufig bei Umluftkühlgeräten (CRAC)) die Notwendigkeit für erhebliche strukturelle Anpassungen. Die nachträgliche Wärmeentnahme aus Bestandsrechenzentren ist grundsätzlich leichter durch extern aufstellbare Containerlösungen zu realisieren, als die komplette Infrastruktur nachträglich in das bestehende Rechenzentrumsgebäude zu integrieren.

Zur Auskopplung der Abwärme wird sowohl auf Rechenzentrums- als auch auf Wärmenetzbetreiberseite Platz für die Abwärmeauskopplung benötigt. Auf Seiten der Rechenzentren wird Platz für die Wärmeübertrager, Rohrleitungen und die notwendige Peripherie benötigt. Zur Abgabe von 1 MW Abwärmeleistung werden ca. 56 m² Fläche benötigt. Bei großen Abwärmeleistungen reduziert sich dies auf 37 m²/MW aufgrund von Skaleneffekten.³¹Dieser Raum sollte ebenfalls über den notwendigen Stromanschluss verfügen. Die entsprechend notwendigen Anschlusskapazitäten sollten frühzeitig bei dem jeweiligen Netzbetreiber geprüft werden bzw. eine frühzeitige Anfrage bei den Netzbetreibern ist zu empfehlen.

3.2. Arten des Abwärmetransfers

Grundsätzlich übertragen WÜT thermische Energie von einem Stoffstrom auf einen anderen, ohne dass die Stoffströme miteinander in Kontakt kommen. Diese Trennung ist vor allem in Bezug auf Haftungsfragen zwischen Rechenzentrums- und Wärmenetzbetreiber sinnvoll (siehe nachfolgender Abschnitt Schnittstellen). Die Nutzung eines doppelwandigen WÜT erhöht zwar den Platzbedarf, verringert aber weiter das Risiko einer gegenseitigen Verschmutzung. Grundsätzlich werden WÜT zwisc hen Platten- und Rohrbündelwärmetauschern unterschieden. Plattenwärmeübertrager bestehen aus dünnen, gewellten Metallplatten, durch welche in abwechselnden Kammern die kalte und heiße Flüssigkeit fließt. Rohrbündelwärmeübertrager bestehen aus einer Mantel- und einer Rohrseite, wobei der eine Stoffstrom durch die Mantelseite und der andere Stoffstrom durch die Rohrseite fließt. Durch das gegenläufige Aneinandervorbeileiten der Stoffströme wird die thermische Energie von dem Stoffstrom mit der höheren thermischen Energie auf den mit der niedrigeren thermischen Energie übertragen, sodass der eine Stoffstrom erwärmt und der andere abgekühlt wird. Aufgrund der hohen Effizienz und des geringen Platzbedarfs werden für die Abwärmenutzung aus Rechenzentren vor allem Plattenwärmeübertrager eingesetzt.

WÜT können nicht 100 % der thermischen Energie von einem Stoffstrom auf den anderen Stoffstrom übertragen, sodass meistens eine Grädigkeit (= Temperaturdifferenz zwischen Primärseite (=Abwärme) und Sekundärseite (=Wärmesenke)) von 2-5 Kelvin besteht. Die gewählte Grädigkeit ergibt sich aus einer Optimierungsaufgabe aus Investitionskosten und Platzbedarf vs. Energieeffizienz.

Weiter kann zur Erhöhung der Ausfallsicherheit die auszukoppelnde Abwärmeleistung auf mehrere WÜT aufgeteilt werden, um Wartungsarbeiten oder Reparaturen leichter durchführen zu können. Ein beispielhaftes Schema der Anbindung eines WÜT in die Rechenzentrumskühlung ist in Abbildung 14 visualisiert.

Ein Bild, das Spielzeug enthält.KI-generierte Inhalte können fehlerhaft sein. — *Abbildung 14: Beispielhafte Einbindung eines WÜT in die Rechenzentrumskühlung* 33

‍3.2.1. Schnittstellen

Parallel zur Wärmeübertragung von einem Medium auf ein anderes Medium (bspw. Luftkühlung auf das Wärmeträgermedium Wasser im Wärmenetz) realisieren Wärmeübertrager eine Systemtrennung zwischen dem System des Rechenzentrums und des Wärmenetzes, sodass gegenseitige Verunreinigungen ausgeschlossen werden können. Dies vereinfacht Haftungsfragen und ermöglicht die Vereinbarung einer konkreten Schnittstelle in Bezug auf Temperatur und zu liefernde Leistung. Meistens wird die Schnittstelle auf der Sekundärseite des WÜT verortet.

‍*Abbildung 15: beispielhafte Darstellung der Schnittstelle zwischen Rechenzentrums- und Wärmenetzbetreibenden auf der Sekundärseite der WÜT*

Die in Abbildung 15 dargestellte Schnittstelle kann grundsätzlich durch folgende physische Verortung der Aggregate umgesetzt werden:

Entweder innerhalb des RZ-Gebäudes: hier wird dies meistens in einem anderen Sicherheitsbereich (bzw. Schutzklasse nach EN 50600) als die redundante Kühlung selbst realisiert.

Außerhalb des Gebäudes aber auf dem Gelände des RZ: wahrscheinlich bevorzugt, da sicherheitstechnische Trennung gut realisierbar ist und Umsetzung bspw. innerhalb eines Containers möglich ist; Übergabe der Abwärme direkt an Grundstücksgrenze, d.h. Abwärmeabnehmer agiert nicht auf Gelände des RZ.³⁴

Neben der in Abbildung 15 dargestellten Schnittstelle muss im Rahmen des Abwärmeprojektes geklärt werden, durch welchen Stakeholder die weiteren Aggregate wie ggf. notwendige Wärmepumpen zur Temperaturanhebung umgesetzt werden. Werden diese durch die Rechenzentrumsbetreibenden umgesetzt, können höhere Einnahmen durch die Abwärme abgerechnet werden, da diese höherwertig ist. Dem gegenüber steht der höhere Aufwand, sodass meistens Rechenzentrumsbetreiber von dem Betrieb der Wärmepumpen absehen und sich auf ihr Kerngeschäft fokussieren. Vonseiten der Wärmenetzbetreibenden sind diese mit dem Betrieb von Wärmepumpen vertraut und können, wenn sie die Wärmepumpen selber errichten, den Betrieb verantworten. Dies ist die häufiger umgesetzte Schnittstellenaufteilung.

‍3.2.2. Netzanschlusskapazitäten für Rechenzentren und Wärmepumpen

Im Rahmen der Festsetzung der Schnittstelle zwischen Rechenzentrums- und Wärmenetzbetreibenden spielt das Vorhandensein ausreichender elektrischer Anschlusskapazitäten eine entscheidende Rolle. Wie bereits in vorherigen Kapiteln sowie vertieft in Kapitel 4.3 erläutert, muss die vonseiten der Rechenzentren ausgekoppelte Abwärme in den meisten Fällen durch Wärmepumpen auf das für die Wärmeabnehmer benötigte Temperaturniveau angehoben werden. Wärmepumpen benötigen für die Temperaturanhebung ebenfalls entsprechende Stromnetzkapazitäten. Daher sollten Rechenzentrumsbetreiber bereits bei ihrer Netzanschluss-Voranfrage beim Netzbetreiber diese zusätzlich benötigte Anschlussleistung berücksichtigen. Ohne diese können die im EnEfG vorgeschriebenen Abwärmemengen keiner Verwendung zugeführt werden. Gleichzeitig sollten Wärmenetzbetreibende – sobald sie in das Projekt integriert werden – bei den Rechenzentrumsbetreibenden erfragen, inwiefern Netzanschlusskapazitäten für die Wärmepumpen bereits mit angefragt wurden und diese alternativ möglichst frühzeitig beim jeweiligen Netzbetreiber anfragen.

Wenn keine weiteren Netzanschlusskapazitäten zur Verfügung stehen, kann eine Möglichkeit ebenfalls darin bestehen, die Energiezentrale des Wärmenetzbetreibenden auf dem Grundstück des Rechenzentrums zu errichten und somit hinter dem Rechenzentrums-Trafo unter Errichtung eines eigenen Abnahmepunktes für die Wärmepumpen errichten. Die Errichtung der Wärmepumpen auf dem Gelände des Rechenzentrums könnte entweder

durch die Realisierung eines Technikraums, in entsprechenden Bereichen mit geringeren Sicherheitsbedingungen des Rechenzentrums, umgesetzt werden. Durch die Vereinbarung von Dienstbarkeiten zwischen Rechenzentrums- und Wärmenetzbetreibenden können in dem dafür vorgesehenen Technikraum die notwendigen Wärmepumpen, Verteiler, Druckhaltungsgefäße sowie Pumpen errichtet werden.

oder durch die Errichtung einer Leichtbauhalle als Energiezentrale für die notwendigen Aggregate auf dem Gelände des Rechenzentrumsbetreibers umgesetzt werden. Für die Errichtung der Leichtbauhalle müssten Rechenzentrums- und Wärmenetzbetreibende ebenfalls Dienstbarkeiten oder einen (Erbbau-) Pachtvertrag vereinbaren.

Die gleichzeitige Nutzung des Rechenzentrums-Netzanschlusses sowohl für die Anschlussleistung des Rechenzentrums als auch für die Anschlussleistung der Wärmepumpe birgt zusätzliche Vorteile. Wenn die Wärmepumpen Strom beziehen, ist der zusätzlich benötigte Kühlungsaufwand der Rechenzentren gleichzeitig geringer und somit sind die elektrischen Leistungen der Kältemaschinen minimal bis Null, da die Abwärme nicht durch Kältemaschinen abgekühlt werden muss, sondern in den Wärmepumpen genutzt wird. Dadurch würde sich die maximal abgenommene Anschlussleistung und damit der zur Verfügung zu stellender Netzanschluss nicht erhöhen. Dies hätte zusätzlich den Vorteil, dass entsprechende örtliche Stromnetz zu entlasten und den Stromnetzausbau nicht unnötig zu erhöhen.

3.3. Nutzung der Abwärme mit Temperaturhub (Wärmepumpen)

Wärmepumpen können eine Schlüsseltechnologie für die Nutzung von Abwärme darstellen. Besonders Hochtemperaturwärmepumpen sind hierbei von großer Bedeutung, da sie die relativ niedrigen Temperaturen aus Rechenzentren auf ein Niveau anheben können, das für Fernwärmenetze oder andere Wärmeabnehmende geeignet ist.

3.3.1. Einsatzbereiche von Wärmepumpen

Hochtemperaturwärmepumpen kommen überall dort zum Einsatz, wo Wärme bis zu 200 °C benötigt wird und konstante Abwärmequellen – wie sie in Rechenzentren anfallen – zur Verfügung stehen. Sie können sowohl Heißwasser als auch Dampf erzeugen und sind damit für industrielle Anwendungen wie Dampferzeugung, Speisewasservorwärmung oder die Einspeisung in Heizkreisläufe geeignet. Moderne Systeme nutzen effiziente Plattenwärmeübertrager und sind für hohe Drücke und Temperaturen ausgelegt, sodass sie flexibel auf verschiedene Anforderungen reagieren können.³⁵ Eine entsprechende Seite zur Auswahl und Information von Großwärmepumpen wurde kürzlich veröffentlicht.³⁶

Ein Beispiel für die Nutzung der Abwärme aus Rechenzentren ist das Projekt in Odense, Dänemark, wo das Rechenzentrum von Meta (ehemals Facebook) seine Abwärme an das städtische Fernwärmenetz liefert. Mithilfe von Ammoniak-Wärmepumpen wird die Abwärme auf 70–75 °C angehoben und versorgt über 12.000 Haushalte mit Wärme.³⁷ Je nach Wärmenetz liegen diese in Deutschland zwischen 45 °C (Neubau-Nahwärmenetz) und 80 – 130 °C Bestands-Fernwärmenetz mit langen Leitungen.

3.3.2. Einflussgrößen auf die Leistungszahl

Der COP (Leistungszahl) entspricht der Energieeffizienz einer Wärmepumpe. Er ergibt sich aus dem Verhältnis der erzeugten Wärmeleistung zur benötigten elektrischen Leistung in einem bestimmten Betriebspunkt. Letztere ist durch die Quelltemperatur (Wärmequelle) und Erzeugungstemperatur (Wärmesenke) definiert. Der COP wird primär durch drei Faktoren bestimmt:

Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle und -senke: Je größer der Temperaturunterschied zwischen der Wärmequelle und der Wärmesenke, desto niedriger ist der COP der Wärmepumpe, da mehr Energie für die Überbrückung des Temperaturgefälles aufgebracht werden muss.³⁸ Das Temperaturniveau der Abwärme in Rechenzentren liegt typischerweise zwischen 25°C und 60 °C.³⁹Daraus ergibt sich der jeweils erforderliche Temperaturhub für die Abwärmenutzung. Wenn Wärmenetze Neubauten mit Fußbodenheizung beliefern, wird das Wärmenetz häufig bei Temperaturen zwischen 35 – 45 °C gefahren. In Wärmenetzen, die Gebäude mit Radiatoren (häufig in Bestandsgebäuden) mit ggf. älterer Dämmung beliefern oder ebenfalls das Trinkwarmwasser direkt erwärmen, werden Vorlauftemperaturen von 70 - 80 °C, je nach Netzlänge, gefahren. Besonders ältere Wärmenetze oder sehr große werden auch weiterhin teilweise mit Vorlauftemperaturen von > 90 °C gefahren (siehe Abbildung 16). Dies bedeutet für die Nutzung der Rechenzentrumsabwärme, dass in Neubaugebieten mit geringen Netztemperaturen Abwärme ggf. direkt ohne Wärmepumpe genutzt werden kann. Wenn Trinkwarmwasser sowie ältere Gebäude oder größere Wärmenetze versorgt werden sollen, wird eine Wärmepumpe benötigt. Diese muss die Temperatur um 10-35 K (je nach Kühlsystem für eine Netztemperatur von 70 °C) anheben bzw. um 30 – 60 K (je nach Kühlsystem für Netztemperaturen von 90 °C). Im Vergleich zum Kapitel 3.2 Key-Performance Indicators - 3 KPI - wird deutlich, dass bei Luftkühlung die Effizienz und Wirtschaftlichkeit geprüft werden muss, wenn die Rechenzentrumsabwärme in Wärmenetzen mit Temperaturen > 90 °C eingespeist werden soll.

Auswahl des Kältemittels: Der COP einer Großwärmepumpe wird durch das gewählte Kältemittel beeinflusst, da verschiedene Kältemittel für unterschiedliche Temperaturbereiche optimiert sind. Beispielsweise ist CO₂ (R744) besonders effizient bei niedrigen Rücklauftemperaturen und hoher Temperaturspreizung, während Ammoniak (NH₃) und Hydrofluorolefine wie R1336mzz(Z) oder R1234yf für hohe Vorlauftemperaturen und große Temperaturhübe geeignet sind.⁴¹ Die Auswahl eines geeigneten Kältemittels erfordert neben der technischen Eignung auch die Berücksichtigung der regulatorischen Rahmenbedingungen, insbesondere im Hinblick auf die F-Gase-Verordnung, Anforderungen der Fördermittel (bspw. im BEW) sowie das geplante Verbot bestimmter PFAS-Verbindungen. Diese Regularien beeinflussen maßgeblich die langfristige Verfügbarkeit und Zulässigkeit synthetischer Kältemittel und sind somit ein entscheidender Faktor bei der Bewertung der Zukunftsfähigkeit von Kältemitteloptionen. CO₂ und Ammoniak gelten als natürliche Kältemittel und sind weder von der F-Gase-Verordnung noch von dem PFAS-Verbot betroffen. Ähnliches gilt für Kohlenwasserstoffe wie Propan. HFO-Kältemittel sind hingegen von der F-Gase-Verordnung und potenziell von PFAS-Regulierungen betroffen.⁴²

3.3.3. Wärmepumpenlösungen

Bei der Planung der Wärmepumpenanlage müssen verschiedene Aspekte berücksichtigt werden:

Verschaltung von Wärmepumpen mit Speichern: Durch die gezielte Verschaltung von Wärmepumpen mit Speichern lässt sich der zeitliche Versatz zwischen der Verfügbarkeit von Abwärme und dem jeweiligen Wärmebedarf effizient überbrücken. Solche Speicherlösungen ermöglichen sowohl den Ausgleich der schwankenden Abwärmemengen aus Rechenzentren als auch die Pufferung von Lastspitzen auf der Wärmeseite, wodurch die Betriebssicherheit und Effizienz des Gesamtsystems verbessert werden.

Wärmespeichermanagement: Ein aktives Wärmespeichermanagement stellt sicher, dass die verfügbare Abwärme effizient und bedarfsgerecht zur Deckung der jeweiligen Wärmelast eingesetzt wird. Dabei sollte ein zentrales Steuerungssystem in Echtzeit die Temperatur und Füllstände des Speichers, die aktuelle auskoppelbare Abwärmemenge des Rechenzentrums sowie die Nachfrage im Fernwärmenetz überwachen. Parallel überwacht es nicht nur den Ist-Zustand, sondern prognostiziert auf Basis von Wetterdaten, variablen Strombeschaffungskosten, Verbrauchsprofilen und IT-Lasten die zukünftig anfallende Abwärmemenge des Rechenzentrums sowie den Wärmebedarf der Abnehmer*innen und steuert daraufhin die Be- und Entladung des Pufferspeichers.

Aufstellungsbedingungen: Die Aufstellung von Wärmepumpen und Speichern sollte so geplant werden, dass die Entfernung zur Abwärmequelle möglichst gering ist und eine effiziente hydraulische Einbindung gewährleistet werden kann. Gleichzeitig muss sichergestellt werden, dass eine Fläche mit ausreichender Größe verfügbar ist.

Betriebsweise: Das Betriebsverhalten der gesamten Wärmepumpenanlage sollte so ausgelegt sein, dass die verfügbare Abwärme möglichst vollständig und effizient genutzt wird – idealerweise durch eine adaptive Regelung, die sich dynamisch an das Abwärmeangebot und den aktuellen Wärmebedarf anpasst. Weiter sollte die Wärmepumpe möglichst lange Betriebszeiten haben, um regelmäßiges Takten, welches einen erhöhten Verschleiß des Verdichters impliziert, zu vermeiden.

Verfügbarkeit der elektrischen Anschlussleistung: Für den Betrieb der Wärmepumpen ist es relevant zu prüfen, inwiefern der vorhandene Netzanschluss noch Leistungskapazitäten aufweist oder ob ein neuer Netzanschlusspunkt eigens für die Wärmepumpe - besonders bei Groß-Wärmepumpen relevant – errichtet werden muss. In diesem Fall können ebenfalls Kosten für einen zu errichtenden Trafo hinzukommen. Sowohl für den weiteren Netzanschlusspunkt als auch den Trafo sollten die Flächenbedarfe und Kosten berücksichtigt werden (siehe Kapitel 3.2.2)

3.3.4. Technische Möglichkeiten der Risikominimierung

Ausfallrisiken: Rechenzentren sind keine Industriebetriebe

Wärmenetzbetreiber benötigen für die Refinanzierung ihrer Investitionen eine hohe Verbindlichkeit bei der Verfügbarkeit der Wärmequelle. In der Vergangenheit wurden fossil betriebene Fern- und Nahwärmenetze immer auf mindestens zwei Erzeuger ausgelegt, die dabei angewandte “n-1” Regel gilt bei der Nutzung von Abwärme aus Rechenzentren genauso. Die Risiken für die Abwanderung des Rechenzentrums oder einen längeren Totalausfall sind gering, sodass Rechenzentren als Wärmequelle mit hohen Verfügbarkeiten gelten. Für den unwahrscheinlichen Ausfall der Rechenzentrumsabwärme können einfache und kostengünstige Back-Up-Lösungen Absicherung bieten.

In den seltensten Fällen wird ein Rechenzentrum die alleinige Wärmequelle sein müssen. Gerade bei Bestandsnetzen gibt es weitere Erzeuger, die im Zuge der Umsetzung der KWP durch regenerative Energien oder unvermeidbare Abwärme abgelöst werden müssen. Da Rechenzentren grundsätzlich, auch ohne 24/7-Lieferverpflichtung, eine hohe Verfügbarkeit haben, wird der ausfallbedingte Back-Up-Einsatz der fossilen Altanlagen eher gering sein.

Risikomanagement durch systemische Vernetzung

Die Nutzung von Abwärme aus Rechenzentren birgt spezifische Risiken, sowohl für Rechenzentrumsbetreiber als auch für Wärmenetzbetreiber. Für Rechenzentrumsbetreiber ist die Betriebssicherheit des Rechenzentrums allzeit zu gewährleisten. Wenn Abwärme seitens des Wärmenetzbetreibers kurzfristig nicht abgenommen werden sollte, könnte zum einen die Wärmepumpe und die dahinter gekoppelten Speicher zunächst weiterlaufen und der Speicher überladen werden. Dies ist eine zeitlich begrenzte Option, um die Abwärme weiter abzuführen. Um den sicheren Betrieb der Rechenzentren immer zu gewährleisten, werden in der Praxis die Kühleinheiten des Rechenzentrums häufig auf 100 % Redundanz ausgelegt, sodass diese bei fehlender Abwärmeabnahme den Betrieb des Rechenzentrums gewährleisten. Dies belastet aber die Wirtschaftlichkeit aus der Sicht des Rechenzentrums.

Für Wärmenetzbetreiber sind insbesondere Risiken in Hinblick auf die Versorgungssicherheit relevant. Fällt die Abwärmequelle temporär oder dauerhaft aus, droht eine Unterbrechung der Wärmeversorgung. Um dieses Risiko zu minimieren, werden technische Konzepte entwickelt, die die Abwärmequelle mit weiteren Wärmeerzeugungsoptionen – wie z. B. konventionellen Heizkesseln, Wärmepumpen, welche andere erneuerbarer Wärmequellen als Quelle nutzen oder anderen industriellen Abwärmequellen – als Besicherung in ein gemeinsames Wärmenetz integrieren. Grundsätzlich sollten dabei die redundanten Systeme derart ausgelegt werden, dass theoretisch die gesamte Leistung auch ohne die Abwärme aus dem Rechenzentrum gegenüber den Wärmeabnehmenden bereitgestellt werden kann - ggf. unter Nutzung von Speichern.⁴³ In großen Wärmenetzen stellt dies eine geringere Schwierigkeit dar, da häufig Bestandsanlagen (Gaskessel, BHKW) in redundanter Dimension vorhanden sind. In kleinen Quartierswärmenetzen hingegen müssen zusätzliche Wärmeerzeuger geplant werden, welche bei Ausfall der Abwärmelieferung eingesetzt werden. Insgesamt ist jedoch das Risiko der Abwärmenutzung aus Rechenzentren im Vergleich zu anderen Abwärmequellen relativ gering, da diese meist sehr konstant und über eine lange Laufzeit betrieben werden. Ein Praxisbeispiel ist ein Projekt der Stadtwerke Norderstedt, bei dem das zuvor zur Netzversorgung eingesetzte BHKW nun als Absicherungsanlage zur Verfügung steht.⁴⁴

Pufferspeicher als zentrale Komponente

Da die Abwärmeabgabe aus Rechenzentren zeitlich nicht immer mit dem Wärmebedarf von überwiegend zur Beheizung eingesetzten Wärmenetzen übereinstimmt, kommen thermische Pufferspeicher zum Ausgleich von 1-3 Stunden zum Einsatz. Sie nehmen überschüssige Abwärme temporär auf und stellen sie bedarfsgerecht zur Verfügung. So können Lastspitzen abgefedert und die Wärmeversorgung auch bei schwankender oder unterbrochener Abwärmeproduktion sichergestellt werden. Wenn die Erhebung des Abwärmepotenzials langfristige Unterschiede zwischen der Abwärmemenge und dem Wärmebedarf aufzeigen, könnte geprüft werden, ob eine wochenweise oder ggf. saisonale Verschiebung durch die Nutzung von Speichern (bspw. als Erdbeckenspeicher) technisch und ökonomisch vorteilhaft wäre. Weitere Aspekte werden in Kapitel 5.5 behandelt.

3.5. Wärmeübertragungsnetze

Wärmenetze bilden die infrastrukturelle Basis für eine energieeffiziente, zukunftssichere und klimaneutrale Wärmeversorgung, da durch sie erneuerbare Wärme vom Ort des Vorkommens und der Erzeugung zu den Nutzenden transportiert werden kann und dadurch der Gebäudesektor großflächig und mittelfristig dekarbonisiert werden kann.

Was ist ein Wärmenetz?

Bei einem Wärmenetz handelt es sich um ein zentrales Versorgungssystem, das Wärme über isolierte Leitungen (meist mittels Heißwasser) an Gebäude verteilt. Handelt es sich um Vorranggebiete mit Bestandsgebäuden z.B. aus den 1990ern und älter, werden für die Wärmeversorgung mittels Wärmenetzen häufig mittlere oder hohe Temperaturen, z.B. 75°C Vor- und 50°C Rücklauf, benötigt, um die Wärmeanforderungen der Gebäude erfüllen zu können. Zur Wärmebereitstellung für Bestandsgebäude muss die Abwärme des Rechenzentrums durch Wärmepumpen auf die notwendige Temperatur angehoben werden, da die Temperaturen der aus dem Rechenzentrum auszukoppelnden Abwärme meist geringer sind als die benötigte Vorlauftemperatur.

Handelt es sich um jüngere Bestands- oder Neubaugebiete, können Niedertemperaturwärmekonzepte oder der Einsatz von „Kalter Nahwärme“ erwogen werden. Niedertemperaturwärmenetze werden meistens mit einer Vorlauftemperatur von 40-50°C betrieben. Je nach Kühlsystem (Luftkühlung, (in-)direkte Flüssigkeitskühlung) des Rechenzentrums könnte die Abwärme direkt, ohne zusätzlichen Temperaturhub, an die Gebäude geliefert werden, wenn diese beispielsweise nur Wärme für Raumbeheizung aus dem Wärmenetz beziehen. Bei der „Kalten Nahwärme“ kann auch bei Kühlsystemen mit geringeren Temperaturen < 40°C die vom Rechenzentrum bereitgestellte Abwärme direkt im Wärmenetz verteilt werden. Die Temperaturanhebung erfolgt dezentral passgenau je Gebäude mittels Wärmepumpen in den Gebäuden.⁴⁵

‍*Abbildung 7: Abdeckung des Wärmebedarfes in Abhängigkeit der Rechenzentrumsanschlussleistung (Quelle: Eigene Darstellung Cloud&Heat 17.06.2025 Praxisblick: Abwärme aus Rechenzentren)*

Herausforderungen für Wärmenetzbetreiber

Besonders hoher Handlungsdruck besteht bei Bestandswärmenetzen, bei denen der Wärmenetzbetreiber entsprechend dem Wärmeplanungsgesetz (WPG) zur Transformation der Bestandsnetze in zwei Stufen (2030 50% und 2045 100%) verpflichtet ist (siehe Kapitel 5). Dafür muss ein Transformationsplan mit einem Konzept, Maßnahmen, Investitionsplan etc. entwickelt werden. In diesem Zusammenhang sollte die Nutzung von Abwärme in die Betrachtung gezogen werden. Dabei erfolgt auf Seiten des Wärmenetzbetreibenden die Prüfung des Primärenergiefaktors der Wärme (PEF) und eine Wirtschaftlichkeitsabschätzung zur Nutzung unterschiedlicher Abwärmeeinbindungen im Bestandswärmenetz. Neubauwärmenetze müssen hingegen bereits ab 01.03.2025 „einen Anteil von mindestens 65 % der jährlichen Nettowärmeerzeugung mit Wärme aus erneuerbaren Energien, unvermeidbarer Abwärme oder einer Kombination“ in ihren Netzen nachweisen.⁴⁷ Darüber hinaus sind Wärmenetzbetreiber nach §11 Abs. 3 Satz 3 EnEfG verpflichtet, Informationen an Rechenzentrumsbetreiber weiterzugeben, wenn das Rechenzentrum nach Juni 2026 in Betrieb geht.

Leitungsplanung und Wärmeliniendichte

Der Transport von Wärme zum Abnehmer erfolgt in der Regel über gedämmte Leitungen. Die dabei entstehenden Wärmeverluste hängen maßgeblich von der Qualität der Dämmung und der Länge der Leitungen ab. Bei einer Übertragungsleistung von 1.000 kW und Fernwärmeleitungen mit mittlerer Dämmstärke liegen die Wärmeverluste bei einer Mitteltemperatur von 70 °C bei rund 18 W pro Rohrmeter. Sinkt die mittlere Temperatur auf 40 °C, verringern sich die Verluste auf etwa 10 W pro Rohrmeter.⁴⁸

Grundsätzlich gilt: Je kürzer die Strecke zwischen Wärmeerzeugung und -verbrauch, desto geringer sind die Verluste. In einem ganzjährig betriebenen Wärmenetz mit einer Gesamtlänge von 2.000 Rohrmetern entstehen bei einer mittleren Temperatur von 70 °C etwa 320 MWh an Wärmeverlusten pro Jahr, bei 40 °C sind es etwa 160 MWh. Bezogen auf ein Wärmenetz mit 2.200 Vollbenutzungsstunden und einem Wärmebedarf von 2.200 MWh/a entspricht dies spezifischen Wärmeverlusten von ~ 14,5 % bei 70 °C bzw. 7,2 % bei 40 °C. In kalten Nahwärmenetzen kann es sogar zu saisonalen Wärmegewinnen kommen, da die Temperatur des Übertragungsmediums unter der des Erdreichs liegen kann. Darüber hinaus beeinflussen die Kosten für die Verlegung langer Leitungen die Wirtschaftlichkeit des Gesamtprojekts. Ein zentraler Planungsfaktor ist dabei die Wärmeliniendichte. Diese beschreibt die Wärmeabnahme im Verhältnis zur Trassenlänge. Für Wärmenetze mit VL-Temperaturen von 70 - 95 °C, einer Verlustleistung von 20 W/m wird eine notwendige Wärmeliniendichte von 1,5 MWh/(m*a) benötigt, um die Netzverluste unterhalb des Zielwerts von 10 % zu halten.⁴⁹ Bei Wärmenetzen mit Vor-/Rücklauf-Temperatur von 60/30 °C reichen bereits Wärmeliniendichten von 1,0 - 1,5 MWh/(m*a). Bei kalten Wärmenetzen mit Temperaturen von 18,2 °C würden bereits Wärmeliniendichten von 0,5 MWh/(m*a) reichen.⁵⁰

Das Verfahren zur Berechnung der Wärmeliniendichte basiert auf verschiedenen Faktoren, darunter die Bevölkerungsdichte, die Art der Nutzung (Wohngebäude, gewerbliche Nutzung, Industrie) und der bestehende Wärmebedarf. Diese Daten werden kartografisch aufbereitet und ermöglichen es den Kommunen, schnell zu erkennen, in welchen Bereichen Wärmesenken existieren und wie diese mit geeigneten Wärmequellen verknüpft werden können. Die Nähe eines RZ spielt in diese Bewertung mit ein.

4. Ökonomie - Wie wird die Abwärme aus Rechenzentren wirtschaftlich für Wärmenetze und Rechenzentren?

4.1. Was ist die Abwärme wert - Geschäfts- und Vergütungsmodelle

Im Folgenden wird eine kurze Übersicht über die wirtschaftlichen Bewertungsansätze der Abwärme aus Perspektive von Rechenzentren und Wärmenetzbetreibenden dargestellt. Ebenso erfolgt eine erste Einordnung nach steuerlichen Aspekten, eine ausführliche Herleitung der einzelnen Kostenfaktoren und der Berechnung der Wirtschaftlichkeit.

Neben gesetzlichen Auflagen aus dem EnEfG haben Rechenzentrumsbetreiber auch ein ökonomisches Interesse an der Abwärmenutzung. Die Reduzierung der Betriebsstunden des Kühlsystems führt zu Betriebskosteneinsparungen (Einsparung der Stromkosten für Kühlung, Betriebskosten für Kälteanlage). Der Investitionskostenanteil für die benötigte Infrastruktur, insbesondere die Bündelung der Abwärme auf einem Übergabepunkt, muss sich durch die eingesparten Betriebskosten ggf. zuzüglich eines Abwärmepreises amortisieren, damit die Auskopplung der Abwärme für Rechenzentren wirtschaftlich ist.

4.1.1. Kann Abwärme kostenlos an Wärmenetzbetreiber abgeben werden – eine erste steuerrechtliche Einordnung

Steuerrechtlich liegt noch keine einheitliche Bewertung der Abwärme aus Rechenzentren vor, jedoch ist eine Vergütung aus steuerrechtlicher Sicht in bestimmten Grenzen sehr empfehlenswert: ein “Verschenken” der Abwärme kann nach derzeitiger Sicht steuerrechtlich ungünstig für das Rechenzentrum ausgelegt werden. Das Finanzamt könnte dies als unentgeltliche Zuwendung nach § 3 Abs. 1b UStG werten. Auch wenn dies schwierig ist, dürften Finanzbehörden darauf drängen, eine Bemessungsgrundlage für den Wert der Abwärme anhand der Selbstkosten zu ermitteln. Diese Selbstkosten wären dann die Bemessungsgrundlage für das Erheben einer Umsatzsteuer nach UStG.⁵¹

4.1.2. Wirtschaftliche Bewertung der Abwärme aus Sicht der Rechenzentrumsbetreiber

Wie die Abwärme vergütet wird, hängt maßgeblich von einer ganzen Reihe von Parametern ab, wie der bereitgestellten Menge, dem Temperaturniveau und dem Aufwand für die Integration der Abwärmenutzung.

Tabelle 3: Bekannte Vergütungsmodelle für Abwärme im Markt

Wenn für die Abwärme eine Bewertung nach den Eigenkosten des Rechenzentrums relevant ist, können folgende einfache Kostenansätze betrachtet werden (siehe auch Kapitel 4.3):

Kapitalgebundene Kosten: z.B. die annuitätischen Kosten (Zins/Tilgung) für die Installationen, die zusätzlich für die Auskopplung entstehen, wie z.B. der Übergabepunkt, die Zusammenführung der Abwärmeströme zum Übergabepunkt, wenn diese nicht bereits für die Kühlung errichtet werden mussten.

Betriebskosten: für die Umwälzung und den Transport der Abwärme notwendiger Aufwand für die Pumpen (Strom).

Abzüglich der vermiedenen Betriebskosten für die Kühlanlage wie z.B. Stromkosten, Wartungskosten, die bei voraussichtlicher Nutzung der Abwärme vermieden werden.

Wirtschaftliche Bewertung aus der Sicht des Wärmenetzbetreibers

Für die Dekarbonisierung von Wärmenetzen stehen die Kosten für die Nutzung der Abwärme aus den Rechenzentren im Vergleich zu anderen Lösungsansätzen und den anlegbaren Wärmekosten einer dezentralen Alternative z.B. einer Luft-Wasser-Wärmepumpe. Aus der Sicht des Wärmenetzbetreibers ist der Wert der Abwärme nach drei Parametern bemessen:

Welchen Wärmepreis kann der Wärmenetzbetreiber gegenüber seinen Kunden abrechnen?

Welcher Aufwand ist notwendig, um die Abwärme des Rechenzentrums auf ein für das Wärmenetz nutzbares Temperaturniveau anzuheben und wie kann eine Preisanpassungsformel daraus entwickelt werden?

Sind diese Kosten wettbewerbsfähig zu anderen dezentralen und klimaneutralen Lösungen sowie zu Kosten für den Energieeinsatz der heutigen (fossilen) Wärmeerzeugung?

In der Praxis ist es entscheidend, ob die Einspeisung in ein Bestandsnetz oder in ein neues Niedertemperatur- oder Kaltes Nahwärmenetz erfolgen soll. Die notwendigen Investitionen zur Abwärmenutzung werden über eine Laufzeit von z.B. 10-20 Jahren in eine Annuität umgewandelt, Betriebskosten hinzugerechnet und daraus ein Wärmepreis in €/MWh ermittelt. Nach der Auskopplung der Abwärme aus dem Rechenzentrum sollte zur hydraulischen Trennung ein Wärmeübertrager vorgesehen werden. (siehe Kapitel 3.2)

Wärmenetzbetreiber müssen anschließend abwägen, ob der Wärmepreis der Abwärme wirtschaftlich (Vergleich zu bestehenden Wärmepreisen, zu Wärmepreisen alternativer Dekarobonisierungsoptionen) ist. Bei Wärmenetzen ist der Bewertungsmaßstab für den Wärmepreis aus der Sicht der Endverbraucher der Vergleich zu den Wärmekosten einer dezentralen Lösung, die mindestens § 71 GEG konform ist. (Wärme zu 65% aus Erneuerbaren Energien oder unvermeidbarer Abwärme) (siehe Kapitel 4.6)

Ebenso kann die Vergütungsstruktur, soweit dies in Rechenzentren umsetzbar ist, beachtet werden, da diese sowohl nach Leistung (kW), nach Menge (kWh) oder einer Kombination aus beiden erfolgen kann und damit unterschiedliche Auskopplungsmechanismen incentiviert. Allerdings ist dieser Aspekt bei industrieller Abwärme relevanter, da Rechenzentren meistens relativ konstant Abwärme bereitstellen.

4.1.4. Betreibermodelle

Die Abwärme kann durch unterschiedliche Betreibermodelle nutzbar gemacht werden. Folgende Aspekte sollten beachtet werden.

Onsite-Modelle: Die Abwärme wird direkt im Industrieareal, Büropark oder auf einem Campus genutzt.

Offsite-Modelle: Die Abwärme wird außerhalb des Rechenzentrums genutzt und an unterschiedlichste Endkunden weitergeleitet.

Bei Onsite Modellen wird häufig die vollständige Abwärmenutzung (Auskopplung inkl. ggf. notwendiger Temperaturanhebung sowie Leitungsführung durch das Unternehmen, welches Abwärme bereitstellt, durchgeführt.) In bestimmten Fällen kann dies ebenfalls durch ein Joint Ventures oder durch klare Schnittstellentrennung erfolgen. In Offsite-Modellen, unabhängig vom konkreten Wärmenetztyps, werden die Betreibermodelle häufig durch unterschiedliche Unternehmen umgesetzt, die durch vertragliche Vereinbarungen (siehe Kapitel 4.2) die Abwärme zu einer definierten Qualität nutzen. Alternativ können ebenfalls Joint Venture zwischen Energieversorgungsunternehmen (Stadtwerken, Contractoren etc.) und Rechenzentrumsbetreibern geschlossen werden. Die unterschiedlichen Strukturen der Zusammenarbeit ermöglichen verschiedene Modelle der Kostenrefinanzierung. Neben der kostenlosen Bereitstellung der Abwärme (hier ist auf die steuerliche Implikation zu achten, siehe oben), Vergütung der Abwärme nach Leistung oder Menge oder einer Kombination gibt es ebenfalls Praxisprojekte, in denen die Einnahmen aus dem Verkauf der Wärme auf ein gemeinsames Konto fließen, aus dem zu einem vorher definierten Anteil jeweils die Investitionskosten auf Seiten der Rechenzentrumsbetreiber und der Wärmenetzbetreiber sowie der jeweiligen Margen bedient werden. Dies erfordert jedoch eine sehr tiefgehende Zusammenarbeit.

4.2. Vertragsstrukturen

Gerade bei der Ansiedelung von Rechenzentren muss es häufig schnell gehen. Daher haben sich neben Regelungen zur Abwärmebereitstellung auch Interessenbekundungen und andere unverbindliche (vorvertragliche) Regelungen etabliert. Grundsätzlich beschreiben diese Regelungen mehr oder weniger bindend die Absicht eines Wärmenetzbetreibers, Wärme von einem Rechenzentrum abzunehmen. Für die Rechenzentrumsbetreiber werden damit Nachweise geschaffen, den Verpflichtungen aus dem EnEfG zur Bereitstellung von Abwärme und den geforderten PEF-Faktor ganz oder teilweise zu erfüllen.

Standardregelungen für die Bereitstellung von Abwärme aus Rechenzentren

Eine spezifische Regelung für Rechenzentren existiert noch nicht. Im Rahmen der Erstellung dieses Leitfadens sollen jedoch die gemachten Erfahrungen aus der Rechenzentrumsbranche und Wärmewirtschaft zusammengeführt werden. Bis dahin kann der Abwärmevertrag der Klimaschutz- und Energieagentur Baden-Württemberg als Muster für die Entwicklung individueller Vereinbarungen genutzt werden. Der Vertrag kann bei info@kea-bw.de über Boris Bartenstein kostenlos angefragt werden.

Für Rechenzentren ist die Bereitstellung von Abwärme für die weitere Nutzung in Wärmenetzen eine aus der Regulatorik geforderte Verpflichtung, ist jedoch kein zentraler Bestandteil ihres Geschäftsmodells. In der Regel ist ein Rechenzentrum nach Errichtung nicht sofort voll ausgelastet, da Rechenzentrumsbetreiber Serverkapazitäten an Nutzer vermieten. Dadurch werden die Kapazitäten über mehrere Monate oder auch Jahre hinweg schrittweise immer stärker ausgelastet. Aufgrund dieser Entwicklung der Auslastung scheuen sich Rechenzentrumsbetreiber davor, eine verbindliche Regelung für die dauerhafte Bereitstellung der Nennleistung eines Rechenzentrums zu unterschreiben (Lieferverpflichtungen und Ausfallrisiken) (siehe Kapitel 5.5 bzgl. Risikominimierung).

4.2.1. (Vor-)Vertragliche Regelungen am Markt

Phase der Ansiedelung oder Projektanbahnung:

Das EnEfG fordert zur Einhaltung eine Abwärmenutzungsvereinbarung mit einem Wärmenetzbetreiber oder einer in räumlicher Nähe befindlichen Gemeinde, welche die konkrete Absicht zur Nutzung der Abwärme festschreibt.

Heads of Terms (HoT), Memorandum of Understanding (MoU) und Letters of Intent (LoI) werden häufig in einer frühen Phase einer Ansiedelung oder Nutzbarmachung von Abwärme in Rechenzentren angewendet. Alle Regelungen sind rechtlich ähnlich als Absichtserklärung einzuordnen, unterscheiden sich jedoch in Form und Detailgrad.

Alle Vereinbarungen drücken Absichten aus und sind noch nicht bindend, was Liefermengen, Verfügbarkeiten und andere qualitative Eigenschaften betrifft. Der Grund für diese Regelungen ist jedoch die verbindlichen Vereinbarungen der Exklusivität und der Vertraulichkeit zwischen beiden Parteien.⁵² Ziel ist die Grundlage für die Weiterführung der Gespräche und den Abschluss eines Vertrags.. Die Form der Vereinbarung ist immer schriftlich.

Im Folgenden wird eine kurze Checkliste als Übersicht bereitgestellt:

Namen der Beteiligten, Adressen, Ansprechpartner

Gegenstand der Vereinbarung: „Nutzung der Abwärme aus dem Rechenzentrum

Absichtserklärung zum Ziel des Prozesses, der über die Regelung angestoßen wurde.

Eventuelle Besonderheiten wie terminliche Zwänge, besondere Verpflichtungen, Rolle von Dritten, gesetzliche Anforderungen wie z.B. Umsetzung des WPG, Umsetzung des EnEfG

Regelung zur Vertraulichkeit und Exklusivität: Festlegung, dass während der Laufzeit der Vereinbarung Rechenzentrumsbetreiber nur mit Wärmenetzbetreiber x spricht und alle dabei geteilten Informationen vertraulich bleiben.

Vorbedingungen: was muss von einer oder beiden Parteien im Vorfeld der Regelung verbindlich bis wann erledigt werden. Wichtig können hier z.B. die Zustimmung von Aufsichtsgremien, Gesellschaftern zu der Regelung sein.

Zeitplan: Welche Aufgaben sollen innerhalb der Laufzeit der Vereinbarung bis wann und von wem erledigt werden.

Kann-Regelungen, die hier als Ausgangsannahmen definiert werden jedoch damit nicht verbindlich werden, z.B. erste Annahmen zur Qualität und Quantität der Abwärme des Rechenzentrums, technische Spezifikationen wie Standort der Übergabe, vorbereitende Messkonzepte, Zugang und Verwendung zu Daten des Rechenzentrums, oder andere sensible Daten.

Planungs- und Umsetzungsphase - Vereinbarungen zur Bereitstellung von Wärme:

Sind die Abstimmungen erfolgreich wird eine Vereinbarung zur Bereitstellung von Abwärme geschlossen. Die Klimaschutz- und Energieagentur Baden-Württemberg hat ein Muster für die Abwärmenutzung aus der Industrie erstellt und dabei zwei Verträge entwickelt: ein Vertrag zur Errichtung der Struktur zur Abwärmenutzung und ein Vertrag zur Abwärmebereitstellung. Eine ähnliche Struktur schlägt auch die Anwaltskanzlei Becker Büttner Held vor. (siehe Abbildung 17) Im Vertrag zur Errichtung der Struktur der Abwärmenutzung/ Vertrag über Anschluss der Abwärme an ein Wärmenetz‘ sollte die erforderliche Infrastruktur, die Verantwortlichkeiten und Eigentumsgrenzen, die Zutrittsrechte, die Kostentragung sowie die Inanspruchnahme von Förderungen sowie der Betrieb der Infrastruktur geregelt werden.

*Abbildung 17: vertragliche Regelungen (Quelle bbh)*

Obwohl es sich um keine gewerbliche Wärmelieferung handelt, ähneln die Vereinbarungen zur ‚Bereitstellung von Abwärme/ Abwärmeliefervertrag‘ häufig Wärmelieferverträgen. Typische Gegenstände der Vereinbarung sind daher die in den Allgemeinen Versorgungsbedingungen Fernwärme (AVBFernwärmeV) genannten Punkte eines Wärmeliefervertrags: Abwärmemenge (häufig nach „Können und Vermögen“), Verfügbarkeit, Qualität der Abwärme (Temperatur, Druck, Medium), Preisgestaltung, Abrechnungszeiträume, Messverfahren bspw. Wärmemengenzähler, gegenseitige Informations- und Mitteilungspflichten, ggf. Herkunftsnachweise sowie Vertragslaufzeiten. Diese Angaben können mit technischen Regelungen (TAB) hinterlegt werden, die den in der Fernwärmewirtschaft üblichen “Technischen Anschlussbedingungen” ähneln und z.B. folgende Punkte regeln: Übergabepunkt und Risikoübergabe der Abwärme an den Wärmeversorger, technische Anforderungen an die Ausgestaltung des Übergabepunkts, wie z.B. Rohrleitungen, Pumpen, Sicherheitseinrichtungen, die seitens des Rechenzentrums bereitgestellt werden müssen, sowie Regelungen zum Zugang.

Besondere Bedeutung haben bei den Verträgen zur Bereitstellung von Abwärme die Klauseln zu folgenden Themen:

Bezeichnung der Parteien: Das Verständnis eines Rechenzentrums ist nicht, ein Wärmelieferant zu sein. Daher wird der Begriff “Lieferant” und die damit assoziierte Verankerung im BGB (Rechte und Pflichten eines Lieferanten) häufig bewusst nicht gewählt.

Errichtung von Anlagen zur Nutzung und Übergabe der Abwärme: Hier ist der Punkt der Übergabe zu regeln, die Verantwortlichkeit für die Planung und Errichtung, sowie die Wartung und Instandhaltung.

Menge der Abwärme: Durch den Hochlauf der Nutzer eines Rechenzentrums können die zur Verfügung stehenden Abwärmemengen jeweils für einen Zeitraum definiert werden. Obwohl Rechenzentrumsbetreiber ein hohes Eigeninteresse an schneller Vollauslastung haben, wird eine verbindliche Menge in der Regel nicht festgelegt.

Verfügbarkeit der Abwärme: Bei der Nutzung von Abwärme aus Rechenzentren sind 24/7-Verfügbarkeiten noch die absolute Ausnahme. Gerade kleinere Bestandsrechenzentren können solche Regelungen noch nicht anbieten, da auch wenn im Service Level Agreement eine 99,99%ige Uptime der Server garantiert wird, nicht zwingend immer Abwärme ausgekoppelt werden kann. Dies liegt zum einen daran, dass die Abwärmenutzung nicht als betriebskritisch angesehen wird und daher nicht an die Notstromversorgung angeschlossen ist und zum anderen die Leitungsführungen nicht redundant ausgeführt werden. Dadurch kann es bei Wartungen zu einer Unterbrechung der Abwärmelieferung kommen. Grundsätzlich tritt jedoch ersteres sehr selten auf und die Auswirkungen der Wartung können bspw. durch die Durchführung in Sommermonaten mit niedrigerem Wärmebedarf verringert werden.

Treibhausgasbilanz: Eine Einordnung der CO2- und THG-Bilanz ist hilfreich für beide Seiten. Rechenzentrumsbetreiber liefern eine CO2-neutrale Abwärme, der Wärmenetzbetreiber kann diese entsprechend bilanzieren.

Preisregelung: Hier können, wie im vorigen Kapitel aufgezeigt, unterschiedliche Herangehensweisen zur Definition des Preises gewählt werden. Zusätzlich können Regelungen zur Aufteilung der Investitionen zwischen den Beteiligten sowie Investitionszuschüssen getroffen werden. Weiter sollte geregelt werden, wie sich der Preis der Abwärme künftig entwickelt. Wenn z.B. die Eigenkosten des Rechenzentrumsbetreibers gewählt werden, kann eine Anpassung der einzelnen Kostenbestandteile entweder nach geeigneten Indizes oder, anhand einer Aktualisierung der Wärmekostenaufstellung durch den Rechenzentrumsbetreiber erfolgen.

Laufzeiten: Die Laufzeiten können sich bei neuen Wärmenetzen an den Laufzeiten der Wärmelieferverträge des Wärmenetzbetreibers mit seinen Kunden orientieren. Bei Bereitstellung von Abwärme für Bestandsnetze können die Annahmen des Wärmenetzbetreibers für die Ermittlung der Abwärmekosten und -preise verwendet werden.

Haftungs- und Ausfallregelungen: Regelung des Ausschlusses der Haftung – diese Regelungen klären die Haftung bei unvorhergesehenen Betriebsunterbrechungen und sehen gegebenenfalls Schadensersatzleistungen vor. In der Regel decken Rechenzentren Haftungssummen mit Hilfe ihrer Unternehmenshaftpflicht ab. Zudem können Regelungen zu Betriebs- und Kontrollzentren (BKZ) sowie Zutrittsrechte für Wartungsarbeiten und andere notwendige Maßnahmen vereinbart werden. Rechenzentren reduzieren nach dem Schutzklassenkonzept (DIN EN 50600-2) den Zutritt von unberechtigtem Personal zu kritischen Rechenzentrumsabschnitten. Das kann dazu führen, dass die Wärmeübergabestation in einem separaten Gebäude auf dem Gelände platziert wird.

Diese vertraglichen Rahmenbedingungen sind entscheidend, um eine effiziente und sichere Nutzung der Abwärme aus Rechenzentren zu gewährleisten und eine langfristige, stabile Zusammenarbeit zwischen den beteiligten Parteien zu sichern.

Abbildung 12: Gesamtkosten der Abwärmeauskopplung auf Seite der Rechenzentrumsbetreiber (50 m Leitungslänge, 10 K Spreizung VL/RL, DN150 bis DN 300 je nach Abwärmeleistung) in Abhängigkeit der Wärmeleistung für den Wärmeübertrager und Trassenführung inkl. Tiefbau (unbefestigt, befestigt (unter Straße) (Eigene Darstellung)

4.3. Kostenbestandteile

Für die Bewertung der Wirtschaftlichkeit sollten zunächst die Kostenbestandteile der Abwärmenutzung erarbeitet werden. Die Erarbeitung erfolgt entlang der Hauptkostenbestandteile aus Investitionskosten sowie den dazugehörenden kapitalgebundenen Kosten, den betriebsgebundenen Kosten sowie den verbrauchsgebundenen Kosten zusammen.

Berechnung der Investitionskosten (ggf. abzüglich Förderung)

Für die unterschiedlichen Akteure sollten folgende Investitionen mindestens beachtet werden.

Wärmenetzbetreibende (Stadtwerk, Contractor): Anbindungsleitung, Energiezentrale, Lüftungsanlage, Wärmepumpe, Pufferspeicher, Pumpen, Druckhaltung, Wärmemengenzähler, Ausdehnungsgefäß, Wärmenetz, (Haus-) Übergabestationen, MSR, Ausbau des Netzanschlusses für die Wärmepumpe.

Rechenzentrumsbetreiber: Wärmetauscher zur Wärmeauskopplung, Anbindeleitung innerhalb des Betriebsgeländes, ggf. Pumpen, Druckhaltung, Wärmeübertrager an Wärmenetz

Wärmeabnehmer*in: Hausanschlussstation (je nach Schnittstelle Wärmenetzbetreiber zu Gebäudeeigentümer), Umbaumaßnahmen im Gebäude (je nachdem ob notwendig)

Planungskosten

In einem Beispielprojekt teilen sich die Investitionskosten wie folgt auf: 60 % Wärmenetz, 30 % Heizzentrale, 10 % Abwärmeauskopplung mit Sammelnetz.⁵³ Die Aufteilung der Kosten ist stark abhängig von der Struktur des zu versorgenden Gebietes. So kann es in sehr dicht bebauten urbanen Gebieten mit lokal angrenzender Abwärmequelle zu Wärmenetzkosten von < 10 % kommen. Investitionskosten können durch Fördermittel u.a. der Bundesförderung für effiziente Wärmenetze (BEW) oder der Förderung für Energie- und Ressourceneffizienz (EEW)bei Bestandsrechenzentren reduziert werden. Dabei ist jedoch zu beachten, dass es einen zeitlichen Verzug zwischen Investitionskosten und Auszahlung der Förderung gibt. (siehe dazu auch Kapitel 4.5.)

Auf Grundlage der investiven Ausgaben, unter Berücksichtigung eventueller Fördermittel, können Annuitäten verrechnet werden. Die Annuitätenmethode erlaubt mittels einer dynamischen Investitionsrechnung, bei der die gesamten Investitionskosten über die Berechnungsdauer auf jährlich konstante Zahlungen verteilt werden, die Wirtschaftlichkeit von Investitionen zu beurteilen. Durch die Berechnung der Annuität ermöglicht die Methode eine Vergleichbarkeit verschiedener Investitionen mit unterschiedlichen Laufzeiten und Investitionskosten.

Zu den kapitalgebundenen Kostenbestandteilen zählen auch:

die sich aus den Investitionskosten ableitenden Zinsen sowie Tilgungen.

Steuern sowie Abschreibungen (diese können anhand der vorgegebenen AfA-Werte oder entsprechend der Projektlaufzeit erfolgen)

Eigen- und Fremdkapitalverzinsung, je nach Finanzierungsstruktur

Weitere Kostenbestandteile sind die betriebsgebundenen Kosten:

wie Wartungs- und Instandhaltungskosten. Die Berechnung dieser kann in Anlehnung an die VDI 2067 erfolgen, welche für Wartungs- und Instandsetzungskosten branchenübliche prozentuale Kennwerte in Abhängigkeit der Investitionshöhe definiert

Betriebsführung und Monitoring.

Weiter sollten Grund- bzw. Leistungspreise für Anschluss und Zählung der Energieinfrastruktur (z. B. Stromnetz), Versicherung beachtet werden.

Sowie verbrauchsgebundene Kosten:

Berechnung der bedarfsgebundenen Kosten wie Energiekosten (z. B. Strom für die Wärmepumpen und die weiteren Pumpen in der Peripherie)

Mögliche CO2-Kosten durch Einsatz von fossilen Energien, entweder in den redundanten Erzeugern oder als Kostenvergleich von Alternativkonzepten.

Im Rahmen der BEW kann für strombetriebene Wärmepumpen, die in ein Wärmenetz einspeisen, eine Betriebskostenförderung (Modul 4 der BEW) beim BAFA beantragt werden. Diese kann in den ersten 10 Jahren mindernd bei den bedarfsgebundenen Kosten beachtet werden.

Das im Rahmen von AwaNetz entwickelte Quick-Check Tool stellt diese Kosten, entsprechend der in diesem Kapitel beschriebenen Vorgehensweise, auf. Das Tool steht zum Download auf der Projektwebseite⁵⁴ zur Verfügung und wird daher in Kapitel 4.4.3 kurz näher erläutert werden.

4.4. Business Case

Die Berechnung des Business Case kann über unterschiedliche Methoden erfolgen, arbeitet jedoch – unabhängig davon, ob die Wärmegestehungskosten nach VDI 2067 oder nach DIN 17463 berechnet werden – mit dem Kapitalwert sowie der Annuitätenmethode.

4.4.1. Berechnung der Wärmegestehungskosten nach VDI 2067

Die Berechnung der Wärmegestehungskosten kann in Anlehnung an die Annuitätenmethode der VDI Richtlinie 2067, welche die Berechnung der Wirtschaftlichkeit gebäudetechnischer Anlagen behandelt, erfolgen. Dieser Ansatz ist in der Praxis etabliert. Die Richtlinie „behandelt die Berechnung der Wirtschaftlichkeit gebäudetechnischer Anlagen“, zu welchen die Wärmeversorgung gezählt wird. Vier Kostengruppen (kapitalgebundene, bedarfsgebundene, betriebsgebundene und sonstige Kosten) werden differenziert. (siehe Kapitel 4.3) Über einen festgesetzten Betrachtungszeitraum, der den Restwert sowie den Reinvestitionsbedarf beeinflusst, werden aus den Kostenannahmen die jährlichen Kosten berechnet. Neben den reinen Investitionskosten sollten die kapitalgebundenen Kosten ebenfalls die Finanzierung der notwendigen Investitionskosten mit einbeziehen. Der Quotient aus den errechneten jährlichen Kosten und der jährlich gelieferten Wärmemenge bildet die Wärmegestehungskosten (WGK). Die Berechnung berücksichtigt keine Umsätze, sondern berechnet die Höhe der Wärmepreise für die schwarze Null. Diese sollten herangezogen werden, um das Abwärmenutzungskonzept wirtschaftlich mit alternativen Wärmeversorgungsoptionen mit vergleichbarer energetischer Qualität gegenüberzustellen. Dabei sollten weitere Aspekte wie die dauerhafte Verfügbarkeit der Abwärme bzw. Besicherungsoptionen (z. B. redundante Wärmeerzeuger) berücksichtigt werden.

4.4.2. Valuation of Energy Related Investment - VALERI

Weiter kann die Berechnung des Business Cases eines Abwärmeprojektes über die DIN EN 17463 erfolgen. Diese wurde erstellt, um die Wirtschaftlichkeitsberechnung von energiebezogenen Investitionen (Valuation of Energy Related Investments – VALERI) zu vereinheitlichen. Sie basiert auf den Grundsätzen der Kapitalwertmethode, welche alle anfallenden Ein- und Auszahlungen über die gesamte Projektlaufzeit hinweg betrachtet und diese auf den heutigen Zeitpunkt abzinst. Besonders ist, dass verpflichtend 3 Szenarien betrachtet werden müssen (Worst, Best und Wahrscheinlicher Case) und dass eben neben rein wirtschaftlichen Faktoren weitere beachtet werden sollen. Für die Berechnung des Business-Cases mittels der Kapitalwertmethode sollten zunächst alle relevanten Kostenbestandteile des Projekts erfasst werden (siehe Kapitel 4.3) Wenn Förderungen wie die BEW oder das EEW (siehe Kapitel 4.5) in Anspruch genommen werden, müssen diese Investitionskosten mindernd in die Business- Case-Berechnung eingehen. Ebenso werden die laufenden Betriebskosten sowie verbrauchsgebundenen Kosten berücksichtigt. Im nächsten Schritt wird der Betrachtungszeitraum festgelegt, der typischerweise zwischen 10 und 20 Jahren liegt. Die Kapitalwertmethode ist, wie anfangs beschrieben, eine dynamische Kostenrechnung über den gesamten Projektzeitraum. Da die Investitionskosten in der Regel maximal anteilig durch Eigenkapital finanziert werden, gehen in die Berechnung ebenfalls die Fremd- und Eigenkapitalzinssätze entsprechend ihres Anteils ein. Neben den ökonomischen Kennzahlen sollten ebenfalls die aus den Lastgängen resultierenden Wärme- und Strommengen eingehen. Mit Hilfe der Strommengen können die verbrauchsgebundenen Kosten berechnet werden. Die transferierten Wärmemengen sind relevant, um 1. die Einnahmen des Wärmenetzbetreibers zu bestimmen (Wärmemenge* Wärmemischpreis) sowie die Erlöse zwischen Rechenzentrumsbetreiber und Wärmenetzbetreiber.

In einer dynamischen Berechnung werden die je Jahr auftretenden Kosten berechnet und die notwendigen Erlöse/Einnahmen in Form von Wärmepreisen (aufgeteilt in Grundpreis – zur Deckung der kapital- und betriebsgebundenen Kosten und Arbeitspreis – zur Deckung der verbrauchsgebundenen Kosten) zur Erreichung eines positiven Net Present Value (NPV) bzw. dem angestrebten internen Zinsfuß (IRR) berechnet. Der NPV sowie der IRR werden berechnet, indem für jeden Zeitraum, meist jährlich, die erwarteten Ein- und Auszahlungen gegenübergestellt und der daraus resultierende Netto-Cashflow berechnet wird.

Die VALERI Norm erweitert die Kapitalwertmethode um weitere – ggf. auch nicht direkt monetär-messbare Kennzahlen und setzt damit den Standard für eine umfassendere Bewertung. Mögliche weitere Kriterien sind:

Energiepreisschwankungen und Steigerungen

Einsparpotenziale

Ausfallzeiten

Beachtung von Platzbedarfen, Lärm, Emissionen

Diese weiteren Kennzahlen sollen ebenfalls qualitativ beachtet werden. Dadurch wird die abschließende Bewertung des Nutzens eines Abwärmeprojektes nicht rein ökonomisch getroffen. Die Norm bietet in den Anhängen bspw. Anhang E konkrete Leitfäden und Vorgehensweisen für die Anwendung.⁵⁵ Zusätzlich haben das ffe⁵⁶ sowie weitere Akteure der Wärmewirtschaft⁵⁷ ein vereinfachtes Tool erstellt, anhand dessen eine Berechnung durchgeführt werden kann. Im Rahmen von AwaNetz hat das Konsortium ein speziell auf Abwärmeprojekte zugeschnittenes Wirtschaftlichkeitstool aufgebaut, welches tiefergehende Berechnungen und Analysen erlaubt⁵⁸ – siehe Quick-Check Tool.

Bei beiden Methoden muss eine jährliche Wirtschaftlichkeitsbetrachtung über eine Gewinn- und Verlustrechnung (GuV) durchgeführt werden. Hierfür werden die jährlichen Energieerlöse und Betriebserlöse den korrespondierenden Energie- und Betriebskosten gegenübergestellt. Die Differenz ergibt das Ergebnis vor Abschreibungen, Steuern und Zinsen (EBITDA). Nach Abzug der Abschreibungen ergeben sich die EBIT, von denen der gesetzliche Steuersatz abgezogen werden sollte. Der daraus resultierende Jahresüberschuss bildet die Grundlage zur Berechnung des jährlichen Cashflows, der sich aus dem EBITDA zzgl. Steuern und Abschreibungen nach Norm und abzüglich der jährlichen Zins- und Tilgungsraten berechnet.

Ein zentraler Aspekt der Kapitalwertmethode ist die Abzinsung (mittels des Weighted Average Cost of Capital (WACC) - Durchschnittszinssatz des Fremd- und Eigenkapitalzinssatzes) der zukünftigen Zahlungsströme auf den heutigen Zeitpunkt. In der Wärmewirtschaft liegt dieser Zinssatz häufig zwischen 4 und 8 Prozent. Die abgezinsten Netto-Cashflows werden anschließend aufsummiert. Ist der NPV positiv, bedeutet dies, dass das Projekt unter den getroffenen Annahmen wirtschaftlich vorteilhaft ist und einen Mehrwert gegenüber einer alternativen Kapitalanlage schafft. Gerade bei Abwärmeprojekten sollten die unterschiedlichen Investitionszyklen und Renditeerwartungen zwischen der Rechenzentrums- und der Wärmebranche beachtet werden.

4.4.3. Quick-Check Tool

Im Rahmen von AwaNetz wurde ein Quick-Check Tool⁵⁹ erarbeitet, mit welchem eine erste techno-ökonomische Bewertung, anhand der Berechnungslogik der VALERI, aus Sicht der wirtschaftlich beteiligten Akteure der Abwärmeauskopplung möglich ist. Dieses steht kostenfrei auf der Wissensplattform Abwärme zur Verfügung.⁶⁰ Die technische Systemstruktur, wie sie in Abbildung 6 dargestellt ist, bildet die Grundlage für die Zuordnung der Kosten zu den Stakeholdern (Rechenzentrumsbetreiber, Wärmenetzbetreiber, Wärmeabnehmer*in). Der schematische Aufbau beachtet den gesamten Wärmefluss von der Abwärmequelle über mehrere Übergabepunkte bis hin zur Wärmesenke.

Ein Bild, das Text, Reihe, Diagramm, parallel enthält.KI-generierte Inhalte können fehlerhaft sein. — *Abbildung 6: Allgemeines Betreiberkonzept mit Kennzeichnung der Leistungsgrenzen und Bauteilen*

Für die Bestimmung, sowie die Zuordnung der Verantwortlichkeit der Kostenbestandteile auf die Stakeholder eines Abwärmeprojektes ist es zunächst relevant, die Schnittstellen zwischen den Stakeholdern zu setzen. Beispielsweise kann der Contractor die Energiezentrale und die Wärmepumpentechnik bereitstellen oder diese Aufgabe verbleibt beim Abwärmeproduzenten. Für jedes Bauteil – wie etwa Wärmetauscher, Rohrtrassen, Speicher oder Übergabestationen – werden die Kosten definiert. Entweder über bereits für das Projekt evaluierte Kosten, alternativ sind im Tool spezifische Kosten hinterlegt. Eine Quelle für die Kosten der Trasse, des Wärmetauschers und den Kosten, die auf Seiten des Wärmenetzbetreibers anfallen, bildet der Technikkatalog.⁶¹ Grundlegend für die Ermittlung der Kosten ist die Dimensionierung der Bauteile. Über sie kann mit Hilfe spezifischer Kosten der Maßnahmenwert des Gesamtprojektes bestimmt werden. Wird eine Förderung (BEG, BEW, EEW – siehe Kapitel 4.5 Förderungen) in Anspruch genommen, wird diese vom Maßnahmenwert abgezogen, sodass sich daraus die tatsächlich zu tragenden Investitionskosten pro Bauteil und Betreiber ergeben.

Ein weiterer Bestandteil der Investitionsrechnung ist die steuerlich relevante Abschreibung der Bauteile. Die Abschreibungen wirken sich direkt auf die jährliche Gewinn- und Verlustrechnung der Betreiber aus. Die Abschreibung kann entweder entsprechend der je Bauteil definierten Abschreibungsdauern nach VDI 2067 berechnet werden oder der Projektlaufzeit, respektive einer kürzeren Dauer – dann sind Reinvestitionen zu beachten – entsprechen. Die jährlichen Abschreibungsbeträge stellen dabei keine Liquiditätsabflüsse dar, reduzieren jedoch das zu versteuerndes Ergebnis und verbessern somit die wirtschaftliche Bilanz des Vorhabens. Insgesamt ermöglicht das Quick-Check Tool so eine gute und gleichzeitig schnelle Berechnung der Wirtschaftlichkeit von Abwärmeprojekten.

4.4.4. Beispiele Wärmepreisindikationen von Rechenzentrumsabwärme-Projekten

Beispielhafte Berechnungen der Wärmegestehungskosten der Abwärmeauskopplung aus Rechenzentren für die Nutzung von Wärmenetzen berechnen Lechner et.al. innerhalb des Forschungsprojektes „Innovative Abwärmenutzung aus Rechenzentren in Hessen am Beispiel von Offenbach“.⁶² Bei dem hohen Strompreisniveau der Jahre 2021 und 2022 werden Gestehungskosten (inkl. Förderung aber exkl. Gewinnmarge) von ca. 165 – 182 €/MWh berechnet (siehe Abbildung 18). Diese reduzieren sich bei einem Strompreisniveau entsprechend 2019/2020 auf 120 – 130 €/MWh. Die hohe Relevanz der Strompreise hat den Hintergrund, dass zwar ggf. die Investitionskosten höher sind, wenn die Abwärme nah an den Prozessoren abgegriffen werden soll. Gleichzeitig sind jedoch die Temperaturen höher, sodass eine höhere Effizienz der Wärmepumpe erreicht werden kann. Daher sollten die zusätzlichen Investitionskosten den verringerten Stromkosten im Betrieb gegenübergestellt werden. Die Förderung hat ebenfalls einen hohen Einfluss auf die Wärmegestehungskosten, so liegen diese ohne Inanspruchnahme der Förderung ca. 25 €/MWh höher.

Ein Bild, das Text, Screenshot, Schrift, Zahl enthält.KI-generierte Inhalte können fehlerhaft sein. — *Abbildung 18: Wirtschaftlichkeitsberechnung und resultierende Gestehungskosten mit Förderung beim Strompreisniveau 2021/2022 (aus Lechner et al.)*

Die Varianten V 1 – V 3 beziehen sich auf die unterschiedlichen Abwärme-Abgriffspunkte in Rechenzentren (V 1 = Luft-Wasser-WÜ direkt im Abluftstrom der IT-Serverracks; V 2 = Wasser-Wasser-WÜ im Kaltwasserkreis (Quellseite) KM; V3 = Wasser-Wasser-WÜ im Kühlwasserkreis (Senkenseite), nur bei wassergekühlter KM). Etwas günstigere Wärmegestehungskosten können im Projekt in Frankfurt Sossenheim und Eschborn mit 118 €/MWh erzielt werden.⁶³

4.5. Fördermöglichkeiten

Auf Bundesebene wird die Nutzung von Abwärme in Wärmenetzen durch unterschiedliche Programme gefördert. Die wichtigsten werden nachfolgend stichpunktartig erläutert. Die Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft (EEW) zielt vorrangig auf die Förderung der Abwärmeauskopplung, während die Bundesförderung für effiziente Wärmenetze (BEW) primär die Planungs- und Investitionskosten der Wärmenetzbetreiber fördert.

Bundesebene: 

EEW [Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft]⁶⁴

Gilt für Bestandsrechenzentren

Ziel: Optimierung der Nutzung von Energie und Ressourcen wird für Unternehmen gefördert

bis zu 200.000€ (sonst 30% der förderfähigen Kosten) - (Modul 1 ⁶⁵: Querschnittstechnologien [hierunter fallen Anlagen zur Abwärmenutzung bzw. Wärmerückgewinnung])

Bis zu 15.000.000€ (30% (KMU 40%) der förderfähigen Kosten max. 500 € jährlich eingesparter Tonne CO2 (KMU 900€ / TCO2)) - (Modul 4⁶⁶Energie- und ressourcenbezogene Optimierung von Anlagen und Prozessen [Maßnahmen zur Nutzung von Abwärme u.a. zur Einspeisung ins Wärmenetz inkl. Verbindungsleitungen])

BEW [Bundesförderung für effiziente Wärmenetze]⁶⁷

Ziel: Neubau und Transformation von Wärmenetzen fördern

Anforderungen: mehr als 16 Gebäude ODER mehr als 100 WE und neue Wärmenetze müssen zu mindestens 75 % aus EE oder Abwärme gespeist werden// Bestandsnetze müssen zu treibhausgasneutralen Netzen transformiert werden

Modul 1: 50 % förderfähiger Kosten bis max. 2 Mio. € - Planung des Neubaus von Wärmenetzen in Anlehnung an die Leistungsphasen der HOAI 1-4 (Machbarkeitsstudien) 

Modul 2: max. 100 Mio. € - 40 % förderfähiger Ausgaben (mit Begrenzung auf Wirtschaftlichkeitslücke) - Systemische Förderung für Neubau und Bestandsnetze - Investitionskostenförderung  

Voraussetzung ist Vorlage einer Machbarkeitsstudie / eines Transformationsplans oder einer Planung die den Anforderungen zum Mindestinhalt und Aufbau genügt.

Realisierungszeitraum 4 Jahre + Möglichkeit um 2 Jahre zu Verlängern

Möglichkeit Realisierung in Maßnahmenpakete zu teilen und mehrere Anträge pro Projekt zu stellen, wenn Projekt nicht innerhalb des max. Realisierungszeitraums von 6 Jahren realisiert werden kann

Modul 3: max. 100 Mio. € - 40 % förderfähiger Ausgaben (mit Begrenzung auf Wirtschaftlichkeitslücke)-Einzelmaßnahmen in Bestandswärmenetzen 

Förderfähig ist u.a. Rohrleitung für den Anschluss von EE-Erzeugern und die Integration von Abwärme

Realisierungszeitraum 24 Monate + einmalige Verlängerung um 24 Monate → max. 4 Jahre

Modul 4: Betriebskostenförderung für die Solarthermieanlagen sowie den Strom von Wärmepumpen.

BEG [Bundesförderung für effiziente Gebäude]⁶⁸

Gebäudenetze von bis zu 16 Gebäuden und bis zu 100 WE die nach Umsetzung der Maßnahme mind. 65 % EE/ Abwärme zur Wärmeversorgung nutzen⁶⁹

Grundfördersatz mind. 30 % förderfähiger Ausgaben

Höchstgrenze förderfähiger Ausgaben bei Anlagen zur Wärmeerzeugung beträgt

30.000 € für Gebäude bis 150 m² Nettogrundfläche

Gebäude 150 qm - 400 m²: 200 €/m²

Gebäude 400 - 1000 m²: 320 €/m²

Gebäude > 1000 m²: 400 €/m²

Weitere Fördermöglichkeiten bilden die Klimaschutzverträge (KSV)⁷⁰, bei welchen Unternehmen ihre Kosten zur CO2-Reduktion bieten und die kostengünstigsten Projekte einen Zuschlag erhalten, und der KfW Kredit Nr. 295⁷¹, welcher ein Förderkredit von bis zu 100 Mio. € mit einem Tilgungszuschuss von bis zu 60 % und attraktiven Zinsverbilligungen zur Verfügung stellt. Zusätzlich geben die unterschiedlichen Bundesländer spezifische Landesförderungen⁷² zur Förderung der Nutzung von Abwärme aus.

‍4.6. Wirtschaftliche Gegenüberstellung der Abwärmenutzung

Die Vergleichskostenrechnung bietet eine Möglichkeit der Gegenüberstellung der Attraktivität der Einbindung von Abwärme als Wärmequelle in bspw. ein Wärmenetz zu einer anderweitigen Versorgung. Ein aktuell zentrales Problem der bisherigen WärmeLV ist die selten erreichte Kostenneutralität, welche in Wohnimmobilien für den Übergang von Eigenversorgung mit Wärme in eine gewerbliche Wärmelieferung gem. § 556c BGB einzuhalten ist, da Kapitalkosten, Brennstoffkosten und andere Faktoren den Vergleich erschweren. Hintergrund ist, dass die externen Kosten der fossilen Wärmebereitstellung nicht beachtet werden und gleichzeitig lediglich die Verbrauchskosten, da bei Altanlagen die Investitionen bereits abgeschrieben sind, der letzten 3 Jahre den Neuinvestitionen einer erneuerbaren Wärmeversorgung mittels Wärmenetzanschluss gegenübergestellt werden. Dadurch kann die Kostenneutralität in vielen Fällen nur eingehalten werden, wenn der Arbeitspreis der Wärmepumpe geringer ist als die Gaspreise der Bestandserzeuger und der Grundpreis, welcher sich hauptsächlich aus den Investitions- sowie betriebsgebundenen Kosten zusammensetzt, durch einen Investitionszuschuss von Seiten der Kunden*innen reduziert wird bei gleichzeitig langen Vertragslaufzeiten (> 10 Jahre). Um einen geringen Arbeitspreis der Wärmepumpe zu erreichen, muss die Effizienz der Wärmepumpe so hoch sein, dass sie die pro kWh höheren Stromkosten kompensiert, sodass die gesamten verbrauchsgebundenen Kosten geringer sind als die Gaspreise (Gaspreis > Strompreis/ JAZ Wärmepumpe).

Zukünftig sollte die Vergleichskostenrechnung nach VDI 2067 ebenfalls für die Berechnung der Kostenneutralität angewendet werden. Sie bietet eine strukturierte Methode zur Bewertung der Wirtschaftlichkeit von Wärmelösungen. Dabei werden die Kosten einer dezentralen Eigenlösung denen einer Versorgung über ein Wärmenetz gegenübergestellt. Sie könnte das Problem durch eine transparente und faire Gegenüberstellung der Kosten lösen, indem nicht nur die verbrauchsgebundenen Kosten der letzten 3 Jahre in die Berechnung der Kostenneutralität einfließen, sondern eine Vollkostenrechnung durchgeführt wird. Für die dezentrale Eigenlösung werden die Investitionskosten der Heizanlage, einschließlich Nebenanlagen wie Kamin und Heizraum, über eine Annuität mit einer Laufzeit von 10 Jahren und einem Zinssatz von bspw. 6% berechnet. Betriebskosten umfassen Wartung und Instandhaltung (2% der Investition pro Jahr), Brennstoffkosten basierend auf dem Wärmebedarf und Jahresnutzungsgrad sowie sonstige Betriebskosten wie Kaminkehrergebühren. Im Gegensatz dazu beinhalten die Kosten der Versorgung über ein Wärmenetz den Grundpreis, wozu Anschlusskosten, Netzumlage nach AVB FernwärmeV gehören sowie variable Kosten, die sich aus dem Arbeitspreis, d.h. Stromkosten zusammen mit dem Verbrauch berechnen. Durch die Berücksichtigung anerkannter Werte und gemessener Wirkungsgrade wird die Komplexität erhöht, aber auch die Vergleichbarkeit verbessert. Dies ermöglicht eine faire Bewertung der Wirtschaftlichkeit beider Optionen unter Berücksichtigung der gesetzlichen Anforderungen und Marktbedingungen.

Eine Vergleichskostenrechnung nach VDI 2067 würde den Detailgrad und in der Essenz die Vergleichbarkeit unterschiedlicher Wärmeversorgungslösungen deutlich erhöhen im Vergleich zur bisherigen Wärme LV. Alternativ ist die in Kapitel 4.4.2 vorgestellte VALERI Berechnung (siehe ebenfalls Quick-Check Tool) für einen tiefergehenden Vergleich unterschiedlicher Wärmeversorgungskonzepte zu empfehlen.

5. Rechtliche Rahmenbedingungen

5.1. Juristische Bewertung von Abwärme

Unvermeidbare Abwärme ist juristisch gleichwertig zu erneuerbaren Energien (§2 Abs. 1 WPG). Als unvermeidbare Abwärme definiert das GEG in § 3 Nr. 30 den „Anteil der Wärme, der als Nebenprodukt in einer Industrie- oder Gewerbeanlage oder im tertiären Sektor aufgrund thermodynamischer Gesetzmäßigkeiten anfällt, nicht durch Anwendung des Standes der Technik vermieden werden kann, in einem Produktionsprozess nicht nutzbar ist und ohne den Zugang zu einem Wärmenetz ungenutzt in die Luft oder Wasser abgeleitet werden würde.“ Neben dem WPG und dem GEG definiert auch das EnEfG unvermeidbare Abwärme entsprechend. Ein Wärmenetz transportiert dabei, nach §1 Abs. 3 FFVAV, “Wärme aus einer Wärmeerzeugungsanlage[…], die nicht im Eigentum des Gebäudeeigentümers steht“.

Steuerrechtlich stellt unvermeidbare Abwärme dann ein zu besteuerndes Gut dar, wenn es für das Produkt eine sinnvolle Verwendung gibt, so dass der Abwärme ein objektiver Wert beigemessen werden kann. In diesem Fall ist die Abwärme umsatzsteuerbar und -pflichtig und damit würde bei einer unentgeltlichen Weitergabe ein fiktiver Umsatz zu versteuern sein.

5.2. Rechtliche Pflichten für Rechenzentrumsbetreiber

Das Energieeffizienzgesetz (EnEfG)⁷³ regelt Anforderungen an abwärmegebende Betriebe und damit die Verfügbarkeit von Abwärme sowie das Zurverfügungstellen der Daten zu Abwärmequellen. Grundsätzlich soll es das Ziel einer sparsamen Ressourcennutzung voranbringen – bspw. durch die Einführung von EMS/ UMS und Maßnahmen zur Abwärmerückgewinnung und Nutzung (§ 8 EnEfG) – und einen sektorübergreifenden Rahmen zur Steigerung der Energieeffizienz geben. Für die Rechenzentrumsbranche sind dabei vor allem folgende Paragrafen relevant:

§11-15 Energieeffizienz- und Abwärmeanforderungen an Rechenzentren

Inbetriebnahme VOR Juli 2026

Einhaltung von Mindeststandards bei Energieverbrauchseffektivität (Power Usage Effectiveness = PUE)

Ab Juli 2027: PUE von 1,5

Ab Juli 2030: PUE von 1,3

Keine Abwärmenutzung vorgeschrieben

Inbetriebnahme NACH Juli 2026

Einhaltung von Mindeststandards bei Energieverbrauchseffektivität (PUE) von 1,2 sowie Verpflichtung zur Wiederverwendung von Energie von mindestens

10% ab Juli 2026

15% ab Juli 2027

20% ab Juli 2028

Weiter werden in Abs. 3 Ausnahmen für Absatz 1 und 2 definiert, wenn es bspw. zu einer einseitigen Änderung der Abwärmeabnahme, die vom Rechenzentrumsbetreiber nicht zu verschulden ist, oder eine Vereinbarung vorliegt, welche die Wärmeabnahme in den kommenden 10 Jahren regelt oder die Abwärme angeboten, aber von Wärmenetzbetreibern abgelehnt wurde. Paragraf 16 verpflichtet darüber hinaus zur Vermeidung und Verwendung der Abwärme. Zusätzlich regelt Paragraf 17 die Erstellung einer Plattform für Abwärme, auf der Abwärmedaten von Unternehmen mit einem Gesamtenergieverbrauch von mehr als 2,5 GWh/a auf einer öffentlichen Plattform bereitgestellt werden. Information über Abwärme können auf der Plattform für Abwärme eingesehen werden.⁷⁴ Dabei werden vor allem 'geführte Abwärmequellen' in den Fokus genommen, d.h. solche, in denen die Abwärme in Leitungen gebündelt wird. Gemeldet werden sollen die wesentlichen Abwärmemengen. Als wesentlich gelten Abwärmemengen von > 200 MWh/a pro Anlage und > 800 MWh/a pro Standort und mehr als 1500 Betriebsstunden bei Abwärmetemperaturen von > 25 °C. Von der Meldepflicht ausgenommen sind Unternehmen, wenn eine interne oder externe Nutzung der Abwärme bereits vollständig vertraglich gesichert ist oder sich im Bau befindet. Außerdem sind Unternehmen verpflichtet ihre Daten zu aktualisieren.

‍5.3. Rechtliche Pflichten für Wärmenetzbetreiber

Die Abwärme aus Rechenzentren wird in der Regel von Wärmenetzbetreibern aufgenommen. Dies können die lokalen Stadtwerke oder regional bzw. überregional agierende Energiedienstleister sein. Die Verpflichtungen der Abwärmenehmer sind im Wärmeplanungsgesetz zusammengefasst:

Wärme bis 2030 mind. 30 % (soll 50 % für die Gesamtheit der Netze) klimaneutral

Wärme bis 2040 zu 80 % klimaneutral

Wärme bis 2045 zu 100 % klimaneutral

Um diese Ziele zu erreichen, müssen Wärmenetze mit einer Länge von mehr als 1 km (ohne Hausanschlussleitungen) einen Transformationsplan erstellen. Für die Erstellung des Transformationsplans kann eine Förderung aus dem Förderprogramm Bundesprogramm Effiziente Wärmenetze (BEW), Modul 1 gestellt werden. Im Transformationsplan werden, vorbehaltlich von unvorhersehbaren Entwicklungen, Zeitpläne für die Umsetzung der Dekarbonisierungsmaßnahmen definiert. Diese sind rechtlich im Zusammenhang mit der Förderung der Investitionen oder Betriebskosten aus dem BEW verbindlich für den Wärmenetzbetreiber.

5.4. Genehmigungsverfahren

Für Projekte zur Einbindung von Abwärme sollte im Rahmen der Projektplanung geprüft werden, welche Genehmigungen einzuholen sind. Mögliche für Abwärmeprojekte relevante Genehmigungen betreffen die Wärmenetzleitungen, die Energiezentrale sowie das Rechenzentrum. Die Verortung des Rechenzentrums und der Energiezentrale sowie der Wärmeleitungen sollten in Hinblick auf den §15 des Raumordnungsgesetzes (ROG) geprüft werden, ob sie den vorgesehenen Nutzungsbestimmungen entsprechen.⁷⁵ Für die Errichtung einer Energiezentrale, die Erweiterung einer bestehenden Energiezentrale sowie der Ergänzung um eine Energiezentrale müssen entsprechende baurechtliche Maßgaben eingehalten und ggf. Baugenehmigungen beantragt werden. Dies sollte frühzeitig im Planungsprozess geprüft werden. Weiter kommt es durch den Einsatz von Wärmepumpen zu Schallemissionen, die dem Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) unterliegen. Es muss die Technische Anleitung zum Schutz vor Lärm (TA-Lärm) eingehalten werden, die gerade nachts bspw. in reinen Wohngebieten strenge maximale Lärmpegel (von 35 dB(A)) vorschreibt.⁷⁶ In Bezug auf die Leitungen des Wärmenetzes im öffentlichen Raum müssen Gestattungen vereinbart und bei Leitungen auf privatem Eigentum Dienstbarkeiten bestellt werden. Dies gilt insbesondere bei Leitungsquerungen von Wegen, Straßen, Bahntrassen und weiteren infrastrukturellen Bauwerken. Weiter kann es aufgrund von Wasserschutzgebieten zu Vorgaben bzgl. der Beeinflussung des Untergrundes von Seiten der Genehmigungsbehörden (Untere Wasserbehörden) kommen. Hierbei sind eingesetzte Wärmeträgerflüssigkeiten relevant, welche bspw. Frostschutzmittel enthalten. Darüber hinaus können Umweltverträglichkeitsprüfungen verlangt werden.

5.5. Risikomanagement

Allgemeine Risiken, die im Rahmen von Projekten auftreten können, sind u.a. Wirtschaftlichkeitsrisiken (unvorhergesehene Erhöhung der Kosten, Ausbleiben von Fördermitteln), Genehmigungsrisiken sowie Betriebsrisiken. Genehmigungsrisiken können durch eine frühzeitige Einbindung der relevanten Behörden, bspw. wenn in geschützten Gebieten Teile der Infrastruktur errichtet, werden sollen, minimiert werden. Der Umgang mit dem möglichen Ausbleiben von Förderungen kann im Rahmen von Abwärmelieferverträgen geregelt werden.

Konkret für Abwärmeprojekte steht häufig das Risiko im Mittelpunkt, dass die Abwärme aus unterschiedlichen Gründen kurz- oder langfristig nicht zur Verfügung steht. Dieses Risiko ist bei Rechenzentrumsabwärme aufgrund konstanter Auslastung, perspektivischem Zubau von Rechenleistung sowie steigender Relevanz der Branche als gering zu bewerten. Im Unterschied zu industrieller Abwärme sind Rechenzentren nicht von regelmäßiger und ausschlaggebender Veränderung ihrer Prozesse betroffen. Schwankungen können jedoch bei bestimmten Ereignissen (Webshops zum Black Friday, Gaming-Server etc.) auftreten und zu Hochzeiten von Nutzeraktivität führen, zu denen mehr Wärme entsteht. Je kleiner oder gleichartiger die Server belastet sind, desto relevanter wird das. Da Rechenzentren dadurch insgesamt eine hohe Sicherheit bzgl. der Abwärmelieferung aufweisen, müssen nicht zwingend spezifische Zusatzabsicherungen getroffen werden. Wenn dies von Seiten der Projektpartner gewünscht wird, besteht von technischer Seite die Möglichkeit einer Besicherung – das bedeutet die Errichtung eines weiteren Wärmeerzeugers, der die volle oder eine Teilleistung liefern könnte – oder von Speichern, um kurzfristige Schwankungen auszugleichen (siehe Kapitel 3). Zuletzt bestünde ebenfalls die Möglichkeit im Rahmen von Ausfallbürgschaften Risiken zu streuen. Darüber hinaus ist das Ausfallrisiko bzw. die Zusicherung von Abwärmemengen, -leistungen sowie Regelungen zu Abwärmelieferschwankungen in Abwärmelieferverträgen zu vereinbaren.

Von Seiten der Wärmenetzbetreiber besteht besonders im Fall eines neu zu errichtenden Wärmenetz zusätzlich das Risiko bezüglich der Anzahl der Anschlussnehmer sowie der abgenommenen Wärmemenge, da dies die Höhe der Vergütung beeinflusst. Manche Kommunen erlassen für bestimmte, meist Neubau-, Gebiete einen Anschluss- und Benutzungszwang. Bei Bestandsnetzen besteht selten das Risiko zur Anzahl der Anschlussnehmer, lediglich die Zahl der neuen Anschlussnehmer muss prognostiziert werden. Hier werden kommunale Wärmepläne voraussichtlich gute Anhaltspunkte liefern, um die Zahl der Anschlussnehmer zu sichern.

6. Rahmenbedingungen der ökologischen Bewertung

Die Nutzung der Abwärme ist sowohl von Seiten der Wärmenetzbetreiber als auch von Seiten der Rechenzentren ökologisch attraktiv.

Wärmenetzbetreiber können durch die Einspeisung unvermeidbarer Abwärme, wie dies im Fall von Rechenzentrumsabwärme der Fall ist, die durch das WPG an sie gestellten Anforderungen zum Anteil erneuerbarer Energien und unvermeidbarer Abwärme im Wärmenetz erfüllen. (siehe Kapitel 5.3) Da unvermeidbare Abwärme gleichgestellt ist zu erneuerbaren Energien, kann sie ebenfalls mit einem Primärenergiefaktor (PEF - Faktor welcher den Anteil der Primärenergie zur Bereitstellung der Endenergie, bspw. Raumwärme, angibt) von 0 bewertet werden. Dies gilt, wie bei den weiteren erneuerbaren Energiequellen für den Anteil der Abwärme/ der erneuerbaren Energien, aber nicht für den Anteil des netzbezogenen Antriebsstroms der Wärmepumpe. Dadurch wird durch die Nutzung von Abwärme der PEF des Wärmenetzes gesenkt, was die Attraktivität für Kunden*innen erhöht. Der Effekt ist umso größer, je höher die Effizienz der Wärmepumpe ist. (siehe Kapitel 3.3.2) Gemäß der internationalen Energiemanagementsystem Norm ISO 50001 werden die durch die Nutzung der Abwärme verringerten CO₂-Emissionen, wenn diese durch ein Energiemanagementsystem erfasst werden, aktuell dem Wärmenetzbetreiber zugerechnet. Die Anrechnung erfolgt entsprechend der nationalen Regeln der Energieauditnorm DIN EN 16247-1, dem GEG und BEHG. Eine Anpassung der Anrechnung ist aktuell in Verhandlung.

Auf der Seite der Rechenzentrumsbetreiber können die Energieeffizienzverbesserungen positiv verbucht werden. Entsprechend des DIN-FAQs der ISO 50001 kann bilanziell die im Wärmenetz substituierte Energiemenge von der Endenergie des Rechenzentrums subtrahiert und in der Folge die Energieeffizienz gesteigert werden.⁷⁷ Wichtig ist, dass dies im Rahmen des Energiemanagementsystems dokumentiert und die Systemgrenzen definiert werden. Die durch die Abwärmenutzung reduzierte Kühlung durch Rückkühlgeräte impliziert einen geringeren Energiebedarf, wodurch auch geringere CO₂-Emissionen anfallen. Ab dem 1. Januar 2027 ist jedoch durch das EnEfG der Energiebedarf bilanziell zu 100 % durch erneuerbare Energien zu decken, was die quantitative CO₂-Einsparung durch Abwärmenutzung auf ein sehr niedriges Niveau bringt. Ein weiterer Vorteil ist die Reduzierung der vom EnEfG definierten Kennzahl PUE. Hier wirkt sich die energetische Einsparung des Kühlsystems auf den bilanzierten Gesamtenergiebedarf des Rechenzentrums aus und senkt entsprechend den PUE-Wert, was das Erreichen der gesetzlichen Vorgaben begünstigt. Auf internationaler Ebene ließ sich dieses Vorgehen bisher nicht übertragen, da laut ISO/IEC 30134-2:2016 die ins Rechenzentrum eingeführte Kälteleistung energetisch mit bilanziert werden muss, indem man den elektrischen Energieaufwand pro Kilowattstunde Kälte angibt. Dabei gibt es bisher keine Unterscheidung zwischen Abwärmenutzung und Kältebezug. In der Anfang 2026 veröffentlichten Version ist nun eine Trennung der externen thermischen Energieflüsse vorgesehen, sodass diese nicht mehr vollständig in den PUE eingerechnet werden müssen. Die Verbesserung der energiebezogenen Leistungen können zudem im Rahmen der CSRD (Corporate Sustainability Reporting Directive) positiv dargestellt werden.

Neben den bestehenden ökologischen Anrechnungsmöglichkeiten könnten zukünftig Herkunftsnachweise, die eine Transparenz und so rechtssichere Vermarktungsoptionen CO₂-armer Wärme schaffen, die Attraktivität von Abwärme steigern.⁷⁸ Die Herkunftsnachweise für Wärme, Gas und Kälte aus erneuerbaren Energien und unvermeidbarer Abwärme sollen durch die Gas-Wärme-Kälte-Herkunftsnachweisregister-Verordnung (GWKHV) bzw. durch das Herkunftsnachweisregistergesetz sichergestellt werden – aktuell fehlt noch die Umsetzung, welche auf 2026 festgelegt ist.⁷⁹

7. Best Practice Beispiele

Neben den hier aufgelisteten Best Practice Beispielen sind eine Vielzahl an weiteren Best Practice Beispielen auf der AwaNetz Webseite zu finden.⁸⁰

Use Case 1: Quartiersversorgung Neubau 

Das Projekt Franky im Frankfurter Gallusviertel baut auf ein Wärmeversorgungskonzept, welches Wärme durch ein bivalentes System aus Abwärme des benachbarten Rechenzentrums der Telehouse Deutschland GmbH und Fernwärme bereitstellt. Das Rechenzentrum liegt mit lediglich 500 m Entfernung in nächster Umgebung des Quartiers. Die Rechenzentrumsabwärme von 35 °C wird durch den Contracting-Partner und Betreiber des Wärmenetzes – der Mainova – durch zwei Großwärmepumpen auf die für das Wärmenetz benötigte Vorlauftemperatur von 70 °C angehoben. So werden ca. 2,5 GWh/a erneuerbare Wärme für das Quartier bereitgestellt. Der Vertrag zwischen Mainova, der Telehouse GmbH sowie dem Entwickler des Quartiers, der Instone Real Estate, beträgt 15 Jahre.⁸¹

Use Case 2: Versorgung zum RZ benachbarter Liegenschaft im Bestand 

Einer der bekanntesten Berliner Wohnblöcke, das „Pallasseum“ in Berlin Schöneberg, wird von der GASAG Solution Plus ab Oktober 2025 mit einem EE-Anteil von 65% versorgt – dank der Abwärme aus einem benachbarten Rechenzentrum. Um die Abwärme zu nutzen, wird die warme Luft aus dem Rechenzentrum gesammelt, ausgekoppelt und an hochmoderne Wärmepumpen geleitet. Diese erhöhen die Temperatur mit geringem zusätzlichen Energieeinsatz auf das benötigte Niveau von ca. 75°C. Über eine neue Nahwärmeleitung wird die Energiezentrale des Pallasseums angebunden und die Wärme von dort aus in die Wohnungen mit rund 36.000m² Wohnfläche verteilt. Um Schwankungen oder etwaige Ausfälle im Rechenzentrum auszugleichen, werden weitere Erzeuger als Back-up Lösung eingesetzt. So können durch die Abwärme-Nutzung pro Jahr über 800 Tonnen CO₂ eingespart werden.⁸² 

Use Case 3: Neues Wärmenetz 

Die GASAG Solution Plus setzt gemeinsam mit dem Rechenzentrumsbetreiber NTT die Realisierung einer nachhaltigen Wärmeversorgung in Marienpark im Süden von Berlin um. Die Basis dafür bildet das gegründete Joint Venture der investa Real Estate GmbH und der Gasag Solution +. Das Neubau Rechenzentrum wird zunächst zur Versorgung des ebenfalls neu errichteten Gewerbegebiets eingesetzt. Sukzessiv ab 2027 soll das Nahwärmenetz auf die in der Umgebung stehenden Bestandsgebäude (Wohnen und Gewerbe) ausgeweitet werden. Dadurch können die bisher mit Öl und Gas beheizten Gebäude mittelfristig auf klimafreundliche Wärmebelieferung umgestellt werden. Das Rechenzentrum stellt jährlich einen Energieoutput von 29 GWh bereit.⁸³

Use Case 4: Bestehendes Wärmenetz 

Die Stadtwerke Norderstedt nutzen seit 2024 die im Rechenzentrum entstehende Abwärme zur Einspeisung in das bestehende Fernwärmenetz. Die Kältemaschinen zur Kühlung der IT-Server wurden für das Projekt durch Wärmepumpen ergänzt. Geplant ist die Einspeisung von 10-12 GWh Wärme pro Jahr. Die zuvor zur Netzversorgung eingesetzten BHKWs werden weiterhin als Absicherungsanlage zur Verfügung stehen.⁸⁴

Best Practice eines großen Stadtwerks zum Fördermittelkonzept

Die Beantragung von Fördermitteln stellte sich als komplex heraus, insbesondere im Hinblick auf die Struktur des BEW-Programms. Diese Struktur ist für größere Fernwärmenetzprojekte nur schwer umsetzbar, da die einzelnen Maßnahmen oft nicht parallel verlaufen und unterschiedlich lange Vorlaufzeiten haben. Die Notwendigkeit, Maßnahmen erst nach der Förderzusage beauftragen zu dürfen, führte zudem zu potentiellen Zeitverzögerungen in der Umsetzung. 

Für das Abwärmenutzungsprojekt wurden die Module 2 und 4 des BEW-Programms genutzt, um die erforderlichen Erzeugerkomponenten zu fördern. Während Modul 2 die Investition in die Abwärmebereitstellung unterstützte, wurde Modul 4 gezielt für die Integration erneuerbarer Energien und Abwärme in das Fernwärmenetz eingesetzt. 

Der Ausbau und die Ertüchtigung des Wärmenetzes wurde über das KWKG (Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz) finanziert. Die Kombination der Fördermöglichkeiten war entscheidend für die Wirtschaftlichkeit des Projekts, erforderte jedoch eine sorgfältige Koordination zwischen den Programmen. 

Obwohl Trafopläne im BEW-Programm eine zentrale Rolle spielen, erwiesen sich diese als zeitkritischer Engpass. Der Trafoplan musste bereits in einem frühen Projektstadium auf Leistungsphase 3 – 4 (nach HOAI) Niveau vorliegen, um die Fördermittelbeantragung für das Modul 2 – Investitionskostenförderung zu ermöglichen. Dies stellte in Projekten mit mehreren parallel laufenden Maßnahmen eine erhebliche Hürde dar, da die Planungsdetails oft erst im weiteren Projektverlauf konkretisiert werden können. Im vorliegenden Projekt wurden diese Herausforderungen durch eine enge Zusammenarbeit mit Fachplanern und die frühzeitige Erstellung eines umfassenden Trafoplans bewältigt. 

Im Fall des beschriebenen Projekts spielte das EEW-Programm (Energetische Effizienz in der Wirtschaft) keine direkte Rolle, da die Förderung vollständig über das BEW-Programm und das KWKG abgedeckt wurde. In anderen Projekten können jedoch Schnittstellenprobleme auftreten, insbesondere wenn verschiedene Programme kombiniert werden müssen. Typische Herausforderungen liegen dabei in unterschiedlichen Antragsfristen, Förderkriterien und den Anforderungen an die Nachweisführung. 

Das Fördermittelkonzept für dieses Abwärmenutzungsprojekt zeigt, wie durch die gezielte Nutzung des BEW-Programms und des KWKG finanzielle Hürden überwunden werden konnten. Der Erfolg hing maßgeblich von einer frühzeitigen Planung, der Erstellung eines Trafoplans und der Abstimmung mit den Förderstellen ab. Trotz der Komplexität der Förderstrukturen bietet das BEW-Programm eine wertvolle Unterstützung.

Best Practice eines großen Stadtwerks zur Zusammenarbeit zwischen Rechenzentrumsbetreibern und Wärmeversorgern

Das Rechenzentrum, dessen Abwärme genutzt wird, liegt in unmittelbarer Nähe zu einem bestehenden Kraftwerksstandort und ist lediglich 200 Meter von der Hauptversorgungsleitung des Fernwärmenetzes entfernt. Diese räumliche Nähe erleichtert die Anbindung erheblich und minimiert die Kosten für die nötige Infrastruktur. Das Projekt zielt darauf ab, ab 2028 eine Wärmeleistung von 20 MW in das städtische Fernwärmenetz einzuspeisen, was einer jährlichen Abwärmenutzung von 70 GWh/a entspricht. Perspektivisch ist bei einem Endausbau des Rechenzentrums eine noch höhere Leistung möglich, allerdings wurde 20 MW als realistisch und sinnvoll im Hinblick auf die Auslastung der IT-Systeme definiert. 

Die Planungsdauer für das Projekt beträgt insgesamt 4,5 Jahre, wobei der geplante Investitionsrahmen unter 60 Millionen Euro liegt. Fördermittel, insbesondere aus dem BEW-Programm (Module 2 und 4), sind entscheidend für die Wirtschaftlichkeit des Vorhabens. 

Der Betreiber des Rechenzentrums ist ein europäischer Investor, mit dem die direkten Kontakte aufgrund von eingeschränkten Entscheidungsbefugnissen und unregelmäßigen Abstimmungsprozessen eingeschränkt waren. Die Planung erfolgte in enger Zusammenarbeit mit dem Generalplaner des Rechenzentrums, wodurch technische Aspekte der Anbindung effizient abgestimmt werden konnten. Die Vermittlung erfolgte durch einen städtebaulichen Vertrag, der durch die Kommune initiiert wurde. Dabei spielte die kommunale Wärmeplanung eine unterstützende Rolle, obwohl diese zum Zeitpunkt der Projektumsetzung noch nicht abgeschlossen war. 

Die Abstimmung wurde durch technische Hürden und organisatorische Herausforderungen erschwert, darunter die fehlende Klarheit der Verpflichtungen aus dem Energieeffizienzgesetz (EnEfG) und die hohe Abhängigkeit von Lieferzeiten und Planungsvariabilitäten bei Wärmepumpen. Dennoch ermöglichte der frühzeitige Austausch mit den technischen Planern des Rechenzentrums eine solide Grundlage für die Zusammenarbeit. 

Zu den zentralen Herausforderungen zählten die Abhängigkeit von der Terminplanung des Rechenzentrums und die Unsicherheiten bei der Verfügbarkeit von Fördermitteln. Zusätzlich bestand ein Risiko aufgrund der fehlenden Liefer- und Abnahmeverpflichtungen, die zu einer asymmetrischen Risikoverteilung führen können. Diese Unsicherheiten wurden durch intensive technische Abstimmungen und die klare Definition von Zuständigkeiten im Planungsprozess gemindert. 

Ein weiteres Problem war der zeitliche Druck in der Anfangsphase, da die Bedürfnisse der Abwärmeauskopplung rechtzeitig in die Rechenzentrumsplanung integriert werden mussten. Die fehlende vertragliche Fixierung der Abwärmelieferung vor Ausschreibungsstart führte zudem zu Unsicherheiten hinsichtlich der Kostenübernahme. 

Trotz der Herausforderungen gab es mehrere Erfolgsfaktoren, die zur positiven Entwicklung des Projekts beitrugen: 

Technischer Austausch: Die enge Zusammenarbeit mit den Planern des Rechenzentrums führte zu konstruktiven Lösungen für die technische Integration der Abwärme.

Frühzeitige Einbindung: Die frühzeitige Einbindung der Abwärmenutzung in die Vorplanung des Rechenzentrums erwies sich als essenziell, um spätere Konflikte zu vermeiden.

Direkte Ansprechpartner: Die Verfügbarkeit eines direkten Ansprechpartners mit Entscheidungsbefugnissen auf Seiten des Rechenzentrumsbetreibers wird als Schlüssel für eine effektive Abstimmung hervorgehoben.

Wärmeversorger betonen, dass die frühzeitige Berücksichtigung der Abwärmenutzung im städtebaulichen Kontext und ein starker Fokus auf technische Details entscheidend für den Erfolg solcher Projekte sind.

VKU Best Practice eines großen Stadtwerks bzgl. des technischen Konzepts zur Abwärmenutzung aus Rechenzentren

Die Wärmeauskopplung erfolgt über ein Wärmeübertragersystem, das einen Zwischenkreis zwischen dem Rechenzentrum und dem Fernwärmenetz bildet. Die Abwärme des Rechenzentrums wird zunächst auf ein mittleres Temperaturniveau gebracht, bevor sie mittels einer Wärmepumpe auf die für das Fernwärmenetz erforderliche Temperatur erhöht wird. Die Wärmepumpe befindet sich auf dem Gelände des Stadtwerks, was die Betriebsführung erleichtert. 

Eine Besonderheit bei diesem Projekt ist die hohe Netztemperatur des Fernwärmesystems, die für den effizienten Betrieb der Wärmepumpe eine Herausforderung darstellt. Da die Wärmepumpe nicht in allen Betriebszuständen die erforderliche Temperatur erreichen kann, ist in seltenen Fällen eine (fossile) Nachheizung notwendig, die jedoch nur wenige Stunden im Jahr zum Einsatz kommt.

Zur Optimierung der Abwärmenutzung wurde ein Pufferspeicher auf der Fernwärmeseite installiert. Dieser Speicher hat eine geringe Wärmekapazität, dient jedoch dazu, kurzfristige Schwankungen in der Wärmeerzeugung auszugleichen und die Integration der Abwärme ins Fernwärmenetz zu verbessern. Der Speicher sorgt für eine Stabilisierung des Systems, ohne dass erhebliche Investitionen in große Speicherkapazitäten erforderlich waren. 

Während des Projektes sind zudem technische Hürden wie der Platzbedarf und die Auswahl des passenden Kältemittels aufgetreten, die unter anderem durch die frühzeitige Einbindung von Fachplanern und Gutachtern verringert werden konnten. Der Platzbedarf für die Installation der Wärmepumpen und der dazugehörigen Infrastruktur konnte durch eine kompakte Bauweise und eine sorgfältige Standortplanung optimiert werden. Die unterschiedlichen Anforderungen an die Genehmigungsplanung und die technischen Bedingungen durch die Wahl des Kältemittels sollten beachtet werden. Um dieses Problem zu lösen, wurden bereits in der Planungsphase detaillierte Gutachten erstellt, die die Vor- und Nachteile der möglichen Optionen abwogen. Die enge Zusammenarbeit mit Fachplanern und Gutachtern half, die technischen Herausforderungen zu analysieren und Lösungen zu entwickeln, die sowohl wirtschaftlich als auch betrieblich optimal waren. Besonders wertvoll war dabei die frühzeitige Einbindung dieser Experten in die Planungsphase, wodurch potenzielle Probleme bereits im Vorfeld identifiziert und adressiert werden konnten. 

RZ: Berücksichtigung der Abwärmeauskopplung 

Die Berücksichtigung der Abwärmeauskopplung bei Rechenzentrumsprojekten erfolgt in den meisten Fällen bereits frühzeitig, entweder zu Beginn der Planungsphase oder spätestens in der technischen Planung vor Baubeginn. Häufig wird die Abwärmenutzung schon bei der Standortwahl oder in ersten Konzepten zur Energieeffizienz berücksichtigt. Verbindliche Aussagen über die abgabefähige Wärmeleistung und -menge können jedoch oft erst nach detaillierten Planungen und Machbarkeitsstudien getroffen werden, da diese stark von technischen Gegebenheiten, Kundenanforderungen und Standortbedingungen abhängen. 

Häufig auftretende Herausforderungen sind beispielsweise das Fehlen potenzieller Abnehmer oder eine unzureichende Infrastruktur, wie fehlende Fernwärmenetze. Eine aktive Unterstützung durch die Kommunalverwaltung kann das Zustandekommen von Projekten zur Abwärmenutzung fördern, beispielsweise durch förderliche Planungsansätze und die Berücksichtigung von Abwärmepotenzialen bei der Quartiersplanung. 

8. Abwärmenetzwerke

AwaNetz möchte durch die Initiierung von Abwärme-Netzwerken Unternehmen und Kommunen miteinander vernetzen, um ungenutzte unvermeidbare Abwärme effizient zu nutzen. Im Mittelpunkt stehen lokale, regionale und überregionale Netzwerke mit spezifischem Abwärme-Schwerpunkt. Wir arbeiten hierfür mit der Initiative Energieeffizienz- und Klimaschutz-Netzwerke (IEEKN) zusammen.

Für die Gründung und Durchführung der Netzwerkarbeit werden, entsprechend der IEEKN, mehrere Netzwerkakteure benötigt. Zu den zentralen Akteuren bei der Netzwerkgründung zählen Abwärmeanbietende, Kommunen und weitere Gebietskörperschaften, Wärmenetzbetreiber bzw. Contractoren, Stadtwerke, Energieversorger und Bürgerenergiegesellschaften. Für den Aufbau und die erfolgreiche Durchführung eines Netzwerks sind zudem zwei zentrale Rollen erforderlich: der Netzwerkträger und der Netzwerkmoderator. Der Netzwerkträger (bspw. Verbände, Kammern und Institutionen wie u.a. Energieagenturen, IHK, Planer oder eines der teilnehmenden Unternehmen) ist für die Akquise der teilnehmenden Unternehmen sowie die Gesamtverantwortung über die gesamte Laufzeit hinweg zuständig. Diese Rolle kann entweder von einem Unternehmen innerhalb des Netzwerks oder von einer externen Organisation übernommen werden. Der Netzwerkmoderator übernimmt die Organisation, Moderation sowie die Vor- und Nachbereitung der Netzwerktreffen. Eine qualifizierte Moderation ist dabei ein wesentlicher Erfolgsfaktor für das Gelingen des Netzwerks.

Die Gründung eines Abwärme-Netzwerks bietet für die beteiligten Unternehmen, sei es ein regionales Netzwerk oder ein Netzwerk, welches einen Wissenstransfer aufgrund einer ähnlichen Abwärmequelle ermöglicht, vielfache Vorteile:

Enge Vernetzung zwischen Kommune, Stadtwerk, Abwärmequellen in Industrie, Rechenzentren oder Abwasser und Abnehmern wie Wohnungsunternehmen oder öffentlichen Hand.

Gemeinsam stark durch die Fachmoderation und Austausch untereinander, wodurch die Umsetzung von Abwärmeprojekten enorm erleichtert wird.

Fördermittelbonus 10% an Netzwerkmitglieder für Transformationspläne für Maßnahmen zur Auskopplung der Abwärme im Förderprogramm EEW (Modul 5).

Die ersten 10 Netzwerke erhalten die Erstberatung durch das AwaNetz Konsortium kostenlos inklusive Objektbegehung, Analyse der energetischen Ausgangssituation, Identifikation von Systemgrenzen, Prüfung möglicher Abgriffspunkte, Abgleich mit dem Rechtsrahmen (z. B. EnEfG), Profilabgleich von Abwärme und Bedarf, technischer Konzeptskizze mit Kostenschätzung, Fördermittelcheck sowie einem Ergebnisbericht mit konkreten Handlungsempfehlungen

Innerhalb von AwaNetz unterstützen wir die Gründung folgender Netzwerk-Typen:

Ein Bild, das Text, Screenshot, Schrift, Dokument enthält.KI-generierte Inhalte können fehlerhaft sein. — *Abbildung 19: Abwärme-Netzwerktypen im Rahmen von Awa-Netz*

Weitere Informationen zur Netzwerkgründung sowie zur Netzwerkausgestaltung finden Sie hier.⁸⁵

9. Anlaufstellen sowie weitere Informationen und Werkzeuge

Wer hilft?

Kommunale Klimaschutzbeauftragte sind zentrale Ansprechpartner auf lokaler Ebene. Sie koordinieren die Wärmeplanung und sind häufig auch verantwortlich für die Initiierung von Projekten zur Nutzung von Abwärme und erneuerbaren Wärmequellen.

Das Kompetenzzentrum Kommunale Wärmewende⁸⁶ bietet Informationen und Unterstützungsangebote zum Prozess, den relevanten Technologien sowie Rahmenbedingungen für die kommunalen Wärmeplanung (KWP) an. Außerdem ermöglicht es Einblicke in die Praxis und unterstützt bei der Vernetzung.

AwaNetz⁸⁷ bietet als Plattform für die Vernetzung und den Austausch von Wissen zur Abwärmenutzung eine wertvolle Unterstützung für Kommunen und Unternehmen, die in diesem Bereich tätig werden möchten. AwaNetz stellt Informationen und Tools, Best-Practice-Beispiele, das Matchmaking Portal und Kontaktmöglichkeiten zu Experten⁸⁸ bereit und fördert die Entwicklung von Projekten zur Abwärmenutzung. 

Zusätzlich bieten die Landesenergieagenturen oder auch die Umwelttechnik BW Beratung und Unterstützung bei der Planung und Umsetzung von erneuerbaren Energieprojekten, Klimaschutzprojekten, einschließlich der kommunalen Wärmeplanung sowie eine Fördermittelberatung. Sie unterstützen Unternehmen bei der Umsetzung von Projekten, sind gut vernetzt mit lokalen Akteuren wie Planungsbüros etc. und helfen Kommunen, geeignete Maßnahmen zur Reduktion von CO₂-Emissionen zu entwickeln. Die Expertise umfasst dabei ebenfalls den Bereich der Abwärmenutzung und der Integration erneuerbarer Energien

Baden-Württemberg (Mannheim): https://www.klima-ma.de/
Baden-Württemberg (Karlsruhe): https://www.kek-karlsruhe.de/
Baden-Württemberg (Karlsruhe): https://www.kea-bw.de/
Baden-Württemberg (Freiburg): http://www.earf.de/
Baden-Württemberg: https://www.umwelttechnik-bw.de/de/themen/abwaerme-bw
Bayern (Norden): https://www.energieagentur-nordbayern.de/
Bayern (Allgäu): https://www.eza-allgaeu.de/
Bayern: https://www.lenk.bayern.de/index.html
Bayern (Regensburg): https://www.energieagentur-regensburg.de/
Berlin: https://www.berliner-e-agentur.de/
Brandenburg: https://energieagentur.wfbb.de/
Bremen: https://energiekonsens.de/‍
Hamburg: https://www.hamburg.de/politik-und-verwaltung/behoerden/bukea/themen/energie/energielotsen/energieberatung-in-hamburg-290708
Hessen: https://www.lea-hessen.de‍
Mecklenburg-Vorpommern: https://www.leka-mv.de/
‍Niedersachsen: https://www.klimaschutz-niedersachsen.de/
Niedersachsen (Weserbergland): https://www.klimaschutzagentur.org/
Niedersachsen (Nienburg): https://www.klimaschutzagentur-mittelweser.de/
Niedersachsen (Hildesheim): https://klimaschutzagentur-hildesheim.de/
Niedersachsen (Göttingen): https://energieagentur-goettingen.de/
Niedersachsen (Heidekreis): https://www.energieagentur-heidekreis.de/
Niedersachsen (Hannover): https://klimaschutz-hannover.de/
Nordrhein-Westfahlen (Düsseldorf): https://www.energy4climate.nrw/
Nordrhein-Westfahlen(Rhein-Sieg): https://energieagentur-rsk.de/‍
Rheinland-Pfalz(Kaiserslautern): https://www.energieatlas.rlp.de
‍Sachsen: https://www.saena.de/handlungshilfe-abwaermenutzung-7483.html
Sachsen-Anhalt (Magdeburg): https://lena.sachsen-anhalt.de/
Saarland: https://www.saarland.de/mwide/DE/portale/energie/energieberatungsaar‍
Schleswig-Holstein: https://www.eki.sh/
Thüringen: https://www.thega.de

Handreichungen zu dem Thema: 

Leitfaden zur Erschließung von Abwärmequellen für Fernwärmeversorgung⁸⁹

Leitfaden Energieeffizienz für Rechenzentren⁹⁰

Steckbriefe der KWW zu verschiedenen Wärmequellen, Infrastrukturelementen und der Sektorenkopplung⁹¹

Quick-Check Tool siehe Kapitel 4.4.3 und online abrufbar auf der AwaNetz Webseite.⁹²

Auf der Karte von AwaNetz sind alle veröffentlichten Potenziale der Plattform für Abwärme zu finden. Hier können mögliche Abwärme gebende Unternehmen gefunden werden.⁹³

Musterverträge für Abwärme [Abwärmeliefervertrag, Errichtungsvertrag]. Es besteht die Möglichkeit, diese über waermewende@kea-bw.de anzufragen .

Anhang

*Abbildung 20: Interaktion und Meilensteine der relevanten Akteure bei der Einbindung von Rechenzentrums-Abwärme in eine KWP*

*Abbildung 21: Interaktion und Meilensteine der relevanten Akteure bei der Einbindung von Rechenzentrums-Abwärme in eine KWP*

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Abwärmewissen

Factsheet Rechenzentrumsbetreiber

Target group 2

Factsheet Rechenzentrumsbetreiber

Veröffentlicht:

March 23, 2026

Erstellt von:

EQUINIX

Empact

EDL HUB

Cloud & Heat

Für Rechenzentren ist es wichtig, dass in Kommunen durch das Wärmeplanungsgesetz untersucht wird, in welchen Arealen einer Kommune bereits Wärmenetze bestehen und wo darüber hinaus wirtschaftliche Voraussetzungen für die Errichtung eines Wärmenetzes gegeben sind. Das erleichtert die Kontaktaufnahme zu Ansprechpartnerinnen und –partnern und die nächsten Schritte in Richtung einer Einbindung der Abwärme. Gleichzeitig sind Neubau-Rechenzentren durch das EnEfG zur Abgabe der Abwärme verpflichtet. Neben den gesetzlichen Auflagen aus dem EnEfG reduziert die Abwärmenutzung die Betriebsstunden des Kühlsystems, was zu Einsparungen bei den Betriebskosten führen kann.

Außerdem sind Wärmenetzbetreiber nach §11 Abs. 3 Satz 3 EnEfG verpflichtet, gegenüber Rechenzentrumsbetreibern Auskunft über das eigene Netz zu erteilen. Die Schnittstelle zwischen der Kommunalen Wärmeplanung und den Rechenzentrumsbetreibern ist die Potentialanalyse, in der mögliche Abwärmequellen identifiziert werden. Alternativ können Rechenzentrumsbetreiber diese direkt an die Kommunen melden, da die Durchführung der KWP verpflichtend ist und daher jede Kommune grundsätzliches Interesse an Abwärmedaten hat. Vor allem bei kleineren Rechenzentren ist das Potential erheblich, da sie dezentraler verfügbar sind. Gleichzeitig werden sie durch das EnEfG nicht erfasst, sodass diese lediglich im Rahmen der KWP oder einer dezidierten Wärmequellenanalyse durch Wärmenetzbetreiber gefunden werden können.

Im Anschluss an die Potentialanalyse wird ermittelt, in welchem Gebiet die Wärmeversorgung zukünftig dezentral oder leitungsgebunden bereitgestellt wird.¹ Dies ist neben anderen zur verfügbaren erneuerbaren Energien-Potentialen vor allem abhängig von der Wärmedichte und der Wirtschaftlichkeit. Das heißt sehr dicht bebaute Gebiete weisen meist hohe Wärmedichten auf, die ausschlaggebend für die Rentabilität einer netzgebundenen Wärmeversorgung sind.

Für Wärmeabnehmer, wie beispielsweise Wärmenetzbetreiber, ist die Nähe des Rechenzentrums zum Wärmenetz bzw. zu potenziellen Wärmeabnehmern eine sehr zentrale Voraussetzung, um die Wärme wirtschaftlich nutzen zu können. Ein weiterer

zentraler Faktor ist die Sicherstellung ausreichender Netzanschlusskapazitäten für Wärmepumpen, die notwendig sind, um die in Rechenzentren anfallende Abwärme auf das für Wärmenetze nutzbare Temperaturniveau anzuheben. Diese Kapazitäten sollten idealerweise bereits von den Rechenzentrumsbetreibern von Planungsbeginn an integriert werden, um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten.

Die Bewertung der Abwärmequelle erfolgt hinsichtlich der Energiemenge, der zeitlichen Verfügbarkeit, des Temperaturniveaus und der Möglichkeiten zur Auskopplung der Abwärme. Die thermische Leistung ist vor allem für die Dimensionierung der Wärmeübertrager, der Pumpen sowie der Rohrleitungen auf der Seite der Rechenzentren relevant. Die Wärmemenge wiederum resultiert aus der Leistung und den Benutzungsstunden. Während die Abwärmeerzeugung im Betrieb von Rechenzentren nahezu konstant ist, unterliegt die Wärmeabnahme saisonalen Schwankungen, sodass der Wärmebedarf in der Regel in der Heizperiode im Winter am höchsten ist.

Für die Auskopplung von Abwärme ist das Medium sowie die Art, in der es geführt wird – d. h. die Abwärme wird technisch kanalisiert und in einem Medium „abgegrenzt transportiert"² – essenziell. In diesem Fall kann, statt die Wärme über das Kühlsystem abzuführen, parallel oder in Reihe ein Auskopplungspunkt für Abwärme in Form eines Wärmeübertragers implementiert werden, der als alternative Wärmesenke fungiert. Grundsätzlich gilt: Die erreichbaren Abwärmetemperaturen sind umso höher, je näher an den wärmeabgebenden Serverkomponenten die Abwärme abgegriffen wird. Gleichzeitig sind der technische Aufwand und damit die Kosten höher. In Flüssigkeitskühlsystemen kann die Abwärme beispielsweise über die Heißwasserdirektkühlung abgegriffen werden (Punkt 1) und so mit hohen Temperaturen und geringem Aufwand genutzt werden. In luftgekühlten Systemen ist es meistens wirtschaftlicher, die Abwärme an Auskopplungspunkten auszukoppeln, die weiter von der Wärmequelle entfernt sind (z. B. Punkt 3 und 4). Auskopplungspunkt 4 ist oft nicht ganzjährig verfügbar, da die Kompressionskältemaschine aus Gründen der Energieeffizienz nur bei hohen Außentemperaturen betrieben wird. In den übrigen Monaten erfolgt die Kühlung meist direkt gegen die Außenluft. Daher ist Auskopplungspunkt 3 in der Regel die bessere Wahl.

Ein Bild, das Text, Screenshot, Diagramm, Schrift enthält.KI-generierte Inhalte können fehlerhaft sein. — *Abbildung 2: Abgriffspunkte der Abwärme in Rechenzentren (Quelle [4]) [ULK = Umluftkühlgerät warme Luft wird über installierte Wärmeübertrager abgeleitet] (Quelle: Eigene Darstellung Cloud&Heat)*

Zusätzlich bestehen vor allem bei Bestandsrechenzentren mit heterogenen Kühlkonzepten mit vielen dezentralen Kühlkreisläufen (besonders häufig bei Umluftkühlgeräten (CRAC)) die Notwendigkeit für strukturelle Anpassungen. Die nachträgliche Wärmeentnahme aus Bestandsrechenzentren ist grundsätzlich leichter durch extern aufstellbare Containerlösungen zu realisieren, als die Infrastruktur zur Abwärmeauskopplung nachträglich in das bestehende Rechenzentrumsgebäude zu integrieren. ²

Auf Seiten der Rechenzentren wird Platz für die Wärmetauscher, Rohrleitungen und die notwendige Peripherie benötigt. Zur Abgabe von 1 MW Abwärmeleistung werden ca. 56 m² Fläche benötigt. Bei großen Abwärmeleistungen reduziert sich dies auf 37 m²/MW aufgrund von Skaleneffekten. ³

Grundsätzlich werden für die Abwärmeauskopplung aus Rechenzentren Wärmeübertrager (WÜT) verwendet. Aufgrund der zwei vorrangig vorherrschenden Möglichkeiten der Rechenzentrumskühlung (Luft- oder Flüssigkeitskühlung, siehe Kapitel 4.1) bestehen zudem keine speziellen Anforderungen an die WÜT. Jedoch sollte auch bei der Abwärmeauskopplung aus Rechenzentren darauf geachtet werden, dass zur Vermeidung der Degeneration des WÜT das Wärmeträgermedium (meist Wasser) so behandelt ist, dass es zu keinem Wachstum von biologischen Stoffen in den Rohren oder am WÜT kommt. ⁴ WÜT bieten zusätzlich den Vorteil, eine Systemtrennung zwischen Rechenzentrum und Wärmenetz herzustellen, sodass gegenseitige Verunreinigungen ausgeschlossen werden können. Dies vereinfacht Haftungsfragen und ermöglicht die Vereinbarung einer konkreten Schnittstelle in Bezug auf Temperatur und zu liefernde Leistung. Meistens wird die Schnittstelle auf der Sekundärseite des WÜT verortet.

Die Schnittstelle kann grundsätzlich durch folgende physische Verortung der Aggregate umgesetzt werden:

Entweder innerhalb des RZ-Gebäudes: Hier wird dies meistens in einem anderen Sicherheitsbereich (bzw. Schutzklasse nach EN 50600) als die redundante Kühlung selbst realisiert.

Außerhalb des Gebäudes, aber auf dem Gelände des RZ: wahrscheinlich bevorzugt, da die sicherheitstechnische Trennung gut realisierbar ist und die Umsetzung beispielsweise innerhalb eines Containers möglich ist.

Übergabe der Abwärme direkt an der Grundstücksgrenze, d. h. der Abwärmeabnehmer agiert nicht auf dem Gelände des RZ.

Weiter muss geklärt werden, durch welchen Stakeholder die weiteren Aggregate wie ggf. notwendige Wärmepumpen zur Temperaturanhebung umgesetzt werden. Werden diese durch die Rechenzentrumsbetreibenden umgesetzt, können höhere Einnahmen aufgrund der höherwertigen Abwärme abgerechnet werden. Dem gegenüber steht der höhere Aufwand, sodass meistens Rechenzentrumsbetreiber von dem Betrieb der Wärmepumpen absehen und sich auf ihr Kerngeschäft fokussieren. Wärmenetzbetreibende sind mit dem Betrieb von Wärmepumpen vertraut.

Für Rechenzentrumsbetreiber ist die Betriebssicherheit des Rechenzentrums allzeit zu gewährleisten. Wenn Abwärme seitens des Wärmenetzbetreibers kurzfristig nicht abgenommen werden sollte, könnte zum einen die Wärmepumpe und die dahinter gekoppelten Speicher zunächst weiterlaufen und der Speicher überladen werden. Dies ist eine zeitlich begrenzte Option, um die Abwärme weiter abzuführen. Um den sicheren Betrieb der Rechenzentren immer zu gewährleisten, werden in der Praxis die Kühleinheiten des Rechenzentrums häufig auf 100 % Redundanz ausgelegt, sodass diese bei fehlender Abwärmeabnahme den Betrieb des Rechenzentrums gewährleisten.

Die Betreibermodelle können durch unterschiedliche Unternehmen umgesetzt werden, die durch vertragliche Vereinbarungen die Abwärme zu einer definierten Qualität nutzen. Alternativ können ebenfalls Joint Ventures zwischen Energieversorgungsunternehmen (Stadtwerken, Contractoren etc.) und Rechenzentrumsbetreibern geschlossen werden. Die unterschiedlichen Strukturen der Zusammenarbeit ermöglichen verschiedene Modelle der Kostenrefinanzierung. Neben der kostenlosen Bereitstellung der Abwärme (hier ist auf die steuerliche Implikation zu achten), der Vergütung der Abwärme nach Leistung oder Menge oder einer Kombination gibt es ebenfalls Praxisprojekte, in denen die Einnahmen aus dem Verkauf der Wärme auf ein gemeinsames Konto fließen, aus dem zu einem vorher definierten Anteil jeweils die Investitionskosten auf Seiten der Rechenzentrumsbetreiber und der Wärmenetzbetreiber sowie der jeweiligen Margen bedient werden. Als Basis für eine entsprechende Vereinbarung kann der Abwärmevertrag der Klimaschutz- und Energieagentur Baden-Württemberg als Muster für die Entwicklung individueller Vereinbarungen genutzt werden. Der Vertrag kann bei info@kea-bw.de über Boris Bartenstein kostenlos angefragt werden. Ein solcher Vertrag sollte aufgeteilt sein in einen „Vertrag zur Errichtung der Struktur der Abwärmenutzung / Vertrag über Anschluss der Abwärme an ein Wärmenetz", der die erforderliche Infrastruktur, die Verantwortlichkeiten und Eigentumsgrenzen, die Zutrittsrechte, die Kostentragung sowie die Inanspruchnahme von Förderungen sowie den Betrieb der Infrastruktur regelt, und einen Vertrag zur „Bereitstellung von Abwärme / Abwärmeliefervertrag", welcher häufig Wärmelieferverträgen ähnelt. Typische Gegenstände der Vereinbarung sind daher die in den Allgemeinen Versorgungsbedingungen Fernwärme (AVBFernwärmeV) genannten Punkte eines Wärmeliefervertrags: Abwärmemenge (häufig nach „Können und Vermögen"), Verfügbarkeit, Qualität der Abwärme (Temperatur, Druck, Medium), Preisgestaltung, Abrechnungszeiträume, Messverfahren (beispielsweise Wärmemengenzähler), gegenseitige Informations- und Mitteilungspflichten, ggf. Herkunftsnachweise sowie Vertragslaufzeiten.

Der Leitfaden zeigt ebenfalls Möglichkeiten zur Berechnung des Business Cases sowie zur Kalkulation mithilfe des in AwaNetz entwickelten Quick-Check-Tools in Kapitel 5.4 auf. Umbaumaßnahmen zur Abwärmenutzung werden in Bestandsrechenzentren durch die EEW-Förderung mit 40 % gefördert.

Die wichtigsten Regelungen des EnEfG für Rechenzentrumsbetreiber sind in §§ 11–15 festgehalten. Dort wird u. a. definiert, dass Rechenzentren, deren Inbetriebnahme VOR Juli 2026 war, einen PUE (Power Usage Effectiveness) von 1,5 ab Juli 2027 und 1,3 ab Juli 2030 erreichen müssen. Bei Rechenzentren, die nach Juli 2026 in Betrieb genommen werden, muss ein PUE von 1,2 erreicht werden, und es besteht eine Verpflichtung zur Wiederverwendung von mindestens 10 % ab Juli 2026, 15 % ab Juli 2027 und 20 % ab Juli 2028. Zusätzlich regelt § 17 die Erstellung einer Plattform für Abwärme, auf der Abwärmedaten von Unternehmen mit einem Gesamtenergieverbrauch von mehr als 2,5 GWh/a auf einer öffentlichen Plattform bereitgestellt werden.

Rechenzentrumsbetreiber können Energieeffizienzverbesserungen positiv entsprechend der DIN-FAQs der ISO 50001 verbuchen, da bilanziell die im Wärmenetz substituierte Energiemenge von der Endenergie des Rechenzentrums subtrahiert und in der Folge die Energieeffizienz gesteigert werden kann. ⁵ Wichtig ist, dass dies im Rahmen des Energiemanagementsystems dokumentiert und die Systemgrenzen definiert werden. Ein weiterer Vorteil ist die Reduzierung der vom EnEfG definierten Kennzahl PUE. Hier wirkt sich die energetische Einsparung des Kühlsystems auf den bilanzierten Gesamtenergiebedarf des Rechenzentrums aus und senkt entsprechend des PUE-Werts, was das Erreichen der gesetzlichen Vorgaben begünstigt. Auf internationaler Ebene ließ sich dieses Vorgehen bisher nicht übertragen, da laut ISO/IEC 30134-2:2016 die ins Rechenzentrum eingeführte Kälteleistung energetisch mitbilanziert werden muss, indem man den elektrischen Energieaufwand pro Kilowattstunde Kälte angibt. Dabei gibt es bisher keine Unterscheidung zwischen Abwärmenutzung und Kältebezug. In der Anfang 2026 veröffentlichten Version ist nun eine Trennung der externen thermischen Energieflüsse vorgesehen, sodass diese nicht mehr vollständig in den PUE eingerechnet werden müssen.

Der Leitfaden geht neben den hier angerissenen Aspekten zusätzlich auf Key-Performance-Indikatoren zur Bestimmung des Abwärmepotenzials ein, vertieft technische, ökonomische, regulatorische und ökologische Aspekte der Abwärmeauskopplung, Best-Practice-Beispiele sowie die Möglichkeit zur Gründung von Abwärmenetzwerken. Zuletzt werden ebenfalls relevante Anlaufstellen verlinkt.

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Factsheet Wärmenetzbetreiber

Target group 3

Factsheet Wärmenetzbetreiber

Veröffentlicht:

March 23, 2026

Erstellt von:

EQUINIX

Empact

EDL HUB

Cloud & Heat

Rechenzentren stellen aufgrund der vergleichsweisen geringen Temperaturschwankungen und der konstanten Verfügbarkeit eine attraktive Wärmequelle dar. Für Wärmenetzbetreiber ist die Nähe des Rechenzentrums zum Wärmenetz bzw. zu potenziellen Wärmeabnehmern eine zentrale Voraussetzung, um die Wärme wirtschaftlich nutzen zu können. Ein weiterer zentraler Faktor ist die Sicherstellung ausreichender Netzanschlusskapazitäten für Wärmepumpen, die notwendig sind, um die in Rechenzentren anfallende Abwärme auf das für Wärmenetze nutzbare Temperaturniveau anzuheben. Gleichzeitig sind Wärmenetzbetreiber nach § 11 Abs. 3 Satz 3 EnEfG verpflichtet, gegenüber Rechenzentrumsbetreibern Auskunft über das eigene Netz zu erteilen.

Besonders relevant für die Potenzialanalyse sind die thermische Leistung der Abwärme sowie die tatsächlich verfügbare bzw. nutzbare Wärmemenge. Die thermische Leistung ist vor allem für die Dimensionierung der Wärmeübertrager, der Wärmepumpen inkl. Peripherie sowie der Rohrleitungen relevant. Die Wärmemenge wiederum resultiert aus der Leistung und den Benutzungsstunden. Grundsätzlich steht die Abwärme aus Rechenzentren dauerhaft zur Verfügung und unterliegt kaum Schwankungen. Diese können jedoch bei bestimmten Anwendungen (Webshops zum Black Friday, Gaming-Server etc.) auftreten und zu Hochzeiten von Nutzeraktivität führen, zu denen mehr Wärme entsteht. Je kleiner oder gleichartiger die Server belastet sind, desto relevanter wird dies. Eine vollständige Wärmeversorgung durch Rechenzentrumsabwärme ist nur bei einer deutlich höheren Rechenzentrumsleistung als Wärmeleistung möglich. Zusätzlich ist das Temperaturniveau der Abwärme im Vergleich zum Temperaturniveau des Wärmenetzes relevant. Durch Wärmepumpen kann dieses auf die Zieltemperatur angehoben werden. Dies erfordert die Installation einer Wärmepumpe (Investitionskosten) und deren Betrieb. Empfohlen wird ein zu erreichender COP von 4, was im Durchschnitt einer Temperaturdifferenz von etwa 39 Kelvin entspricht.

Für die Auskopplung von Abwärme ist das Medium essenziell, in dem die Abwärme zur Verfügung steht. In Rechenzentren steht die Abwärme normalerweise geführt zur Verfügung. Hintergrund ist, dass die Kühlung von Rechenzentren typischerweise, je nach Anwendungsfall, über eine der folgenden Varianten (Luftkühlung, indirekte Flüssigkeitskühlung sowie direkte Flüssigkeitskühlung) realisiert wird. Die Luftkühlung ist aktuell noch das am weitesten verbreitete Kühlsystem, auch wenn Flüssigkeitskühlung im Neubau stark an Bedeutung gewinnt.¹ Die unterschiedlichen Kühlmethoden werden je nach Leistungsdichte der Server eingesetzt, welche je nach Anwendung variiert. Das Temperaturniveau der Abwärme in Rechenzentren liegt typischerweise zwischen 25 und 60 °C.² Daraus ergibt sich der jeweils erforderliche Temperaturhub für die Abwärmenutzung.

*Tabelle 1: Charakteristika möglicher Rechenzentrums-Kühlung (Quelle* 29 30) [RDHX – Rear Door Heat Exchaner [Wärmeübertrager die an der Rückwand der Server installiert sind], CDU – Coolant Distribution Unit [Kühlmittelverteiler bei Flüssigkühlung]

Dies bedeutet für die Nutzung der Rechenzentrumsabwärme, dass in Neubaugebieten mit geringen Netztemperaturen Abwärme ggf. direkt ohne Wärmepumpe genutzt werden kann. Wenn Trinkwarmwasser sowie ältere Gebäude oder größere Wärmenetze versorgt werden sollen, wird hingegen eine Wärmepumpe benötigt. Diese muss die Temperatur um 10-35 K (je nach Kühlsystem für eine Netztemperatur von 70 °C) anheben bzw. um 30 – 60 K (je nach Kühlsystem für Netztemperaturen von 90 °C). Es wird deutlich, dass die Effizienz und Wirtschaftlichkeit geprüft werden sollte, wenn die Rechenzentrumsabwärme aus luftgekühlten Systemen in Wärmenetzen mit Temperaturen > 90 °C eingespeist werden soll.

Gleichzeitig sollten Wärmenetzbetreibende – sobald sie in das Projekt integriert werden – bei den Rechenzentrumsbetreibenden erfragen, inwiefern Netzanschlusskapazitäten für die Wärmepumpen bereits mit angefragt wurden und diese alternativ möglichst frühzeitig beim jeweiligen Netzbetreiber anfragen. Wenn keine weiteren Netzanschlusskapazitäten zur Verfügung stehen, kann eine Möglichkeit ebenfalls darin bestehen, die Energiezentrale des Wärmenetzbetreibenden auf dem Grundstück des Rechenzentrums zu errichten und somit hinter dem Rechenzentrums-Trafo, unter Errichtung eines eigenen Abnahmepunktes für die Wärmepumpen. (siehe Kapitel 4.2.2) Die gleichzeitige Nutzung des Rechenzentrums-Netzanschlusses sowohl für die Anschlussleistung des Rechenzentrums als auch für die Anschlussleistung der Wärmepumpe birgt zusätzliche Vorteile. Wenn die Wärmepumpen Strom beziehen, ist der zusätzlich benötigte Kühlungsaufwand der Rechenzentren gleichzeitig geringer und somit sind die elektrischen Leistungen der Kältemaschinen minimal bis Null, da die Abwärme nicht durch Kältemaschinen abgekühlt werden muss, sondern in den Wärmepumpen genutzt wird. Dadurch würde sich die maximal abgenommene Anschlussleistung und der zur Verfügung zu stellender Netzanschluss nicht erhöhen.

Für Wärmepumpen ist beispielsweise CO₂ (R744) ein besonders effizientes Kältemittel bei niedrigen Rücklauftemperaturen und hoher Temperaturspreizung, während Ammoniak (NH₃) und Hydrofluorolefine wie R1336mzz(Z) oder R1234yf für hohe Vorlauftemperaturen und große Temperaturhübe geeignet sind.³ Die Auswahl eines geeigneten Kältemittels erfordert neben der technischen Eignung auch die Berücksichtigung der regulatorischen Rahmenbedingungen, insbesondere im Hinblick auf die F-Gase-Verordnung, Anforderungen der Fördermittel (bspw. im BEW) sowie das geplante Verbot bestimmter PFAS-Verbindungen.

Die Errichtung eines Wärmeübertragers (WÜT) zur Abwärmeauskopplung bietet den Vorteil eine Systemtrennung zwischen Rechenzentrum und Wärmenetz herzustellen, sodass gegenseitige Verunreinigungen ausgeschlossen werden können. Dies vereinfacht Haftungsfragen und ermöglicht die Vereinbarung einer konkreten Schnittstelle in Bezug auf Temperatur und zu liefernde Leistung. Meistens wird die Schnittstelle auf der Sekundärseite des WÜT verortet.

Die Schnittstelle kann grundsätzlich durch folgende physische Verortung der Aggregate umgesetzt werden:

Entweder innerhalb des RZ-Gebäudes: hier wird dies meistens in einem anderen Sicherheitsbereich (bzw. Schutzklasse nach EN 50600) als die redundante Kühlung selbst realisiert.

Außerhalb des Gebäudes aber auf dem Gelände des RZ: wahrscheinlich bevorzugt, da sicherheitstechnische Trennung gut realisierbar ist und Umsetzung beispielsweise innerhalb eines Containers möglich ist.

Übergabe der Abwärme direkt an der Grundstücksgrenze, d.h. Abwärmeabnehmer agiert nicht auf dem Gelände des RZ.

Weiter muss geklärt werden, durch welchen Stakeholder die weiteren Aggregate wie ggf. notwendige Wärmepumpen zur Temperaturanhebung umgesetzt werden. Wärmenetzbetreibenden sind mit dem Betrieb von Wärmepumpen vertraut.

Wärmenetzbetreiber benötigen für die Refinanzierung ihrer Investitionen eine hohe Verbindlichkeit bei der Verfügbarkeit der Wärmequelle. Die Risiken für die Abwanderung des Rechenzentrums oder einen längeren Totalausfall sind gering, sodass Rechenzentren als Wärmequelle mit hohen Verfügbarkeiten gelten. Für den unwahrscheinlichen Ausfall der Rechenzentrumsabwärme können einfache und kostengünstige Back-Up Lösungen Absicherung bieten.

Da die Abwärmeabgabe aus Rechenzentren zeitlich nicht immer mit dem Wärmebedarf von überwiegend zur Beheizung eingesetzten Wärmenetzen übereinstimmt, kommen thermische Pufferspeicher zum Ausgleich von 1-3 Stunden zum Einsatz. Sie nehmen überschüssige Abwärme temporär auf und stellen sie bedarfsgerecht zur Verfügung. So können Lastspitzen abgefedert und die Wärmeversorgung auch bei schwankender oder unterbrochener Abwärmeproduktion sichergestellt werden. Wenn die Erhebung des Abwärmepotenzials langfristige Unterschiede zwischen der Abwärmemenge und dem Wärmebedarfs aufzeigen, könnte geprüft werden, ob eine wochenweise oder ggf. saisonale Verschiebung durch die Nutzung von Speichern (bspw. als Erdbeckenspeicher) technisch und ökonomisch vorteilhaft wäre.

Die Betreibermodelle können durch unterschiedliche Unternehmen umgesetzt werden, die durch vertragliche Vereinbarungen die Abwärme zu einer definierten Qualität nutzen. Alternativ können ebenfalls Joint Ventures zwischen Energieversorgungsunternehmen (Stadtwerken, Contractoren etc.) und Rechenzentrumsbetreibern geschlossen werden. Die unterschiedlichen Strukturen der Zusammenarbeit ermöglichen verschiedene Modelle der Kostenrefinanzierung. Neben der kostenlosen Bereitstellung der Abwärme (hier ist auf die steuerliche Implikation zu achten), der Vergütung der Abwärme nach Leistung oder Menge oder einer Kombination gibt es ebenfalls Praxisprojekte, in denen die Einnahmen aus dem Verkauf der Wärme auf ein gemeinsames Konto fließen, aus dem zu einem vorher definierten Anteil jeweils die Investitionskosten auf Seiten der Rechenzentrumsbetreiber und der Wärmenetzbetreiber sowie der jeweiligen Margen bedient werden. Als Basis für eine entsprechende Vereinbarung kann der Abwärmevertrag der Klimaschutz- und Energieagentur Baden-Württemberg als Muster für die Entwicklung individueller Vereinbarungen genutzt werden. Der Vertrag kann bei info@kea-bw.de über Boris Bartenstein kostenlos angefragt werden. Ein solcher Vertrag sollte aufgeteilt sein in einen ‚Vertrag zur Errichtung der Struktur der Abwärmenutzung/ Vertrag über Anschluss der Abwärme an ein Wärmenetz‘ der die erforderliche Infrastruktur, die Verantwortlichkeiten und Eigentumsgrenzen, die Zutrittsrechte, die Kostentragung sowie die Inanspruchnahme von Förderungen sowie den Betrieb der Infrastruktur regelt und einen Vertrag zur ‚Bereitstellung von Abwärme/ Abwärmeliefervertrag‘, welcher häufig Wärmelieferverträgen ähneln. Typische Gegenstände der Vereinbarung sind daher die in den Allgemeinen Versorgungsbedingungen Fernwärme (AVBFernwärmeV) genannten Punkte eines Wärmeliefervertrags: Abwärmemenge (häufig nach „Können und Vermögen“), Verfügbarkeit, Qualität der Abwärme (Temperatur, Druck, Medium), Preisgestaltung, Abrechnungszeiträume, Messverfahren bspw. Wärmemengenzähler, gegenseitige Informations- und Mitteilungspflichten, ggf. Herkunftsnachweise sowie Vertragslaufzeiten.

Auf Grundlage der investiven Ausgaben (für Wärmenetzbetreiber sind dies vorrangig Anbindungsleitung, Energiezentrale, Lüftungsanlage, Wärmepumpe, Pufferspeicher, Pumpen, Druckhaltung, Wärmemengenzähler, Ausdehnungsgefäß, Wärmenetz, (Haus-) Übergabestationen, MSR, Ausbau des Netzanschlusses für die Wärmepumpe), unter Berücksichtigung eventueller Fördermittel, können Annuitäten verrechnet werden. Der Leitfaden zeigt ebenfalls Möglichkeiten zur Berechnung des Business Cases sowie zur Kalkulation mithilfe des in AwaNetz entwickelten Quick-Check-Tools in Kapitel 5.4 auf.

Wärmenetzbetreiber müssen anschließend abwägen, ob der Wärmepreis der Abwärme wirtschaftlich (Vergleich zu bestehenden Wärmepreisen, zu Wärmepreisen alternativer Dekarobonisierungsoptionen) ist. Bei Wärmenetzen ist der Bewertungsmaßstab für die Wärmepreise aus der Sicht der Endverbraucher der Vergleich zu den Wärmekosten einer dezentralen Lösung, die mindestens § 71 GEG konform ist (Wärme zu 65 % aus Erneuerbaren Energien oder unvermeidbarer Abwärme).

Die Gegenüberstellung der Wirtschaftlichkeit der Abwärmenutzung gegenüber alternativen erneuerbaren Wärmeversorgungsvarianten kann über die Vergleichskostenrechnung gemäß Wärmelieferverordnung (WärmeLV) erfolgen. Dies ist für den Vergleich zwischen dem Aufbau eines neuen Wärmenetzes sowie dezentralen Lösungen möglich. Ein aktuell zentrales Problem der bisherigen WärmeLV ist die selten erreichte Kostenneutralität, welche in Wohnimmobilien für den Übergang von Eigenversorgung mit Wärme in eine gewerbliche Wärmelieferung gem. § 556c BGB einzuhalten ist, da Kapitalkosten, Brennstoffkosten und andere Faktoren den Vergleich erschweren. Hintergrund ist, dass die externen Kosten der fossilen Wärmebereitstellung nicht beachtet werden und gleichzeitig lediglich die Verbrauchskosten, da bei Altanlagen die Investitionen bereits abgeschrieben sind, der letzten 3 Jahre den Neuinvestitionen einer erneuerbaren Wärmeversorgung mittels Wärmenetzanschluss gegenübergestellt werden. Dadurch kann die Kostenneutralität in vielen Fällen nur eingehalten werden, wenn der Arbeitspreis der Wärmepumpe geringer ist als die Gaspreise der Bestandserzeuger und der Grundpreis, welcher sich hauptsächlich aus den Investitions- sowie betriebsgebundenen Kosten zusammensetzt, durch einen Investitionszuschuss von Seiten der Kunde:innen reduziert wird bei gleichzeitig langen Vertragslaufzeiten (> 10 Jahre). Zukünftig sollte die Vergleichskostenrechnung nach VDI 2067 ebenfalls für die Berechnung der Kostenneutralität angewendet werden.

Für Wärmenetzbetreiber steht mit der Bundesförderung für effiziente Wärmenetze (BEW)ein attraktives Förderprogramm zur Verfügung. Die BEW fördert mit 50 % sowohl die Planung von Neubau-Wärmenetzen (Machbarkeitsstudien – Modul 1) als auch die Errichtung oder die Transformation von Neubau-/ Bestandswärmenetzen mit 40 % der Investitionskosten (Modul 2). In Modul 3 werden Einzelmaßnahmen an Bestandswärmenetzen gefördert und Modul 4 fördert den Betrieb von Solarthermieanlagen und Wärmepumpen.

Besonders hoher Handlungsdruck besteht bei Bestandswärmenetzen, bei denen der Wärmenetzbetreiber entsprechend dem Wärmeplanungsgesetz (WPG) zur Transformation der Bestandsnetze in zwei Stufen (2030 mind. 30% (50 % für die Gesamtheit der Netze), 2040 80 % und 2045 100 %) verpflichtet ist (siehe Kapitel 6 Rechtliche Rahmenbedingungen). Vorteilhaft wirkt, dass unvermeidbare Abwärme juristisch gleichwertig zu erneuerbaren Energien (§ 2 Abs. 1 WPG) ist. Dadurch kann sie ebenfalls mit einem Primärenergiefaktor (PEF - Faktor welcher den Anteil der Primärenergie zur Bereitstellung der Endenergie, bspw. Raumwärme, angibt) von 0 bewertet werden. Gemäß der internationalen Energiemanagementsystem-Norm ISO 50001 werden die durch die Nutzung der Abwärme verringerten CO₂-Emissionen, wenn diese durch ein Energiemanagementsystem erfasst werden, aktuell dem Wärmenetzbetreiber zugerechnet.

Informationen über Abwärme können auf der Plattform für Abwärme eingesehen werden.⁴ Gemeldet werden sollen die wesentlichen Abwärmemengen. Als wesentlich gelten Abwärmemenge von > 200 MWh/a pro Anlage und > 800 MWh/a pro Standort und mehr als 1500 Betriebsstunden bei Abwärmetemperaturen von > 25 °C.

Die Verortung des Rechenzentrums und der Energiezentrale sowie der Wärmeleitungen sollten im Hinblick auf den §15 des Raumordnungsgesetz (ROG) geprüft werden, ob sie den vorgesehenen Nutzungsbestimmungen entsprechen.⁵ Weiter kommt es durch den Einsatz von Wärmepumpen zu Schallemissionen, die dem Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) unterliegen. Es muss die Technische Anleitung zum Schutz vor Lärm (TA-Lärm) eingehalten werden, die gerade nachts bspw. in reinen Wohngebieten strenge maximale Lärmpegel (von 35 dB(A)) vorschreibt.⁶ In Bezug auf die Leitungen des Wärmenetzes im öffentlichen Raum müssen Gestattungen vereinbart und bei Leitungen auf privatem Eigentum Dienstbarkeiten bestellt werden. Weiter kann es aufgrund von Wasserschutzgebieten zu Vorgaben bzgl. der Beeinflussung des Untergrundes von Seiten der Genehmigungsbehörden (Untere Wasserbehörden) kommen. Hierbei sind eingesetzte Wärmeträgerflüssigkeiten relevant, welche bspw. Frostschutzmittel enthalten. Darüber hinaus können Umweltverträglichkeitsprüfungen verlangt werden.

Der Leitfaden geht neben den hier angerissenen Aspekten zusätzlich auf Key-Performance- Indikatoren zur Bestimmung des Abwärmepotenzials, vertieft technische, ökonomische, regulatorische und ökologische Aspekte der Abwärmeauskopplung, Best-Practice-Beispiele sowie die Möglichkeit zur Gründung von Abwärmenetzwerken ein. Zuletzt werden ebenfalls relevante Anlaufstellen verlinkt.

Rechenzentren

Wesentliche Schritte und Abstimmungsprozesse bei Bestands- und Neubaurechenzentren:

1. Einführung

Was ist Abwärme?

Wieso ist Abwärmenutzung relevant

1.2.1. Zusammenspiel von KWP und Abwärmeabgabe aus Rechenzentren

1.2.2. Wo ist die KWP bereits wie weit vorangeschritten?

1.3. Rahmenbedingungen der Abwärmenutzung

1.2.4. Standortsuche von Rechenzentren im Vergleich zu Wärmenetzgebieten

‍

Relevante Stakeholder für die Nutzung von Rechenzentrumsabwärme

‍2. Bewertung des Abwärmepotentials

2.1. Potenzialbewertung

2.1.1. Potenzialabschätzung durch Rechenzentrumsbetreiber

Pinch-Analyse

2.1.2. Potenzialabschätzung der Wärmesenke

Schnelle Einschätzung von Seiten der Wärmesenke

2.2. Key-Performance-Indicators

3. Technische Nutzungsaspekte der Abwärme aus Rechenzentren

3.1. Abwärmeauskopplung

3.2. Arten des Abwärmetransfers

‍3.2.1. Schnittstellen

‍3.2.2. Netzanschlusskapazitäten für Rechenzentren und Wärmepumpen

3.3. Nutzung der Abwärme mit Temperaturhub (Wärmepumpen)

3.3.1. Einsatzbereiche von Wärmepumpen

3.3.2. Einflussgrößen auf die Leistungszahl

3.3.3. Wärmepumpenlösungen

3.3.4. Technische Möglichkeiten der Risikominimierung

Ausfallrisiken: Rechenzentren sind keine Industriebetriebe

Risikomanagement durch systemische Vernetzung

Pufferspeicher als zentrale Komponente

3.5. Wärmeübertragungsnetze

Was ist ein Wärmenetz?

Herausforderungen für Wärmenetzbetreiber

Leitungsplanung und Wärmeliniendichte

4. Ökonomie - Wie wird die Abwärme aus Rechenzentren wirtschaftlich für Wärmenetze und Rechenzentren?

4.1. Was ist die Abwärme wert - Geschäfts- und Vergütungsmodelle

4.1.1. Kann Abwärme kostenlos an Wärmenetzbetreiber abgeben werden – eine erste steuerrechtliche Einordnung

4.1.2. Wirtschaftliche Bewertung der Abwärme aus Sicht der Rechenzentrumsbetreiber

4.1.4. Betreibermodelle

4.2. Vertragsstrukturen

Standardregelungen für die Bereitstellung von Abwärme aus Rechenzentren

4.2.1. (Vor-)Vertragliche Regelungen am Markt

Phase der Ansiedelung oder Projektanbahnung:

Planungs- und Umsetzungsphase - Vereinbarungen zur Bereitstellung von Wärme:

4.3. Kostenbestandteile

Berechnung der Investitionskosten (ggf. abzüglich Förderung)

4.4. Business Case

4.4.1. Berechnung der Wärmegestehungskosten nach VDI 2067

4.4.2. Valuation of Energy Related Investment - VALERI

4.4.3. Quick-Check Tool

4.4.4. Beispiele Wärmepreisindikationen von Rechenzentrumsabwärme-Projekten

4.5. Fördermöglichkeiten

‍4.6. Wirtschaftliche Gegenüberstellung der Abwärmenutzung

5. Rechtliche Rahmenbedingungen

5.1. Juristische Bewertung von Abwärme

5.2. Rechtliche Pflichten für Rechenzentrumsbetreiber

‍5.3. Rechtliche Pflichten für Wärmenetzbetreiber

5.4. Genehmigungsverfahren

5.5. Risikomanagement

6. Rahmenbedingungen der ökologischen Bewertung

7. Best Practice Beispiele

Use Case 1: Quartiersversorgung Neubau

Use Case 2: Versorgung zum RZ benachbarter Liegenschaft im Bestand

Use Case 3: Neues Wärmenetz

Use Case 4: Bestehendes Wärmenetz

Best Practice eines großen Stadtwerks zum Fördermittelkonzept

Best Practice eines großen Stadtwerks zur Zusammenarbeit zwischen Rechenzentrumsbetreibern und Wärmeversorgern

VKU Best Practice eines großen Stadtwerks bzgl. des technischen Konzepts zur Abwärmenutzung aus Rechenzentren

RZ: Berücksichtigung der Abwärmeauskopplung

8. Abwärmenetzwerke

9. Anlaufstellen sowie weitere Informationen und Werkzeuge

Wer hilft?

Anhang

Factsheet Rechenzentrumsbetreiber

Factsheet Wärmenetzbetreiber

1.2.2. Wo ist die KWP bereits wie weit vorangeschritten? 

Use Case 1: Quartiersversorgung Neubau 

Use Case 2: Versorgung zum RZ benachbarter Liegenschaft im Bestand 

Use Case 3: Neues Wärmenetz 

Use Case 4: Bestehendes Wärmenetz 

Best Practice eines großen Stadtwerks zum Fördermittelkonzept

Best Practice eines großen Stadtwerks zur Zusammenarbeit zwischen Rechenzentrumsbetreibern und Wärmeversorgern

RZ: Berücksichtigung der Abwärmeauskopplung 