Die Dringlichkeit der Wärmewende in Städten und Quartieren ist allgegenwärtig. Ein Neudenken ist unumgänglich – für eine erfolgreiche Dekarbonisierung braucht es intelligente Energieinfrastrukturkonzepte. Doch welche Möglichkeiten gibt es, damit der Spagat zwischen Effizienz, Nachhaltigkeit und Versorgungssicherheit gelingt?
Auf dem Weg zu einer vollständig klimaneutralen Wärmeversorgung bis zum Jahr 2045 spielt die urbane Wärmewende eine entscheidende Rolle. Kommunen müssen strategisch vorgehen, um ihre Wärmeversorgung nachhaltig zu gestalten. Traditionell wurden Städte und Quartiere mithilfe separater Infrastrukturen für Heizung und Kühlung versorgt, was zu starken Verlusten überschüssiger Energie führte. Die Städte der Zukunft brauchen hingegen innovative Lösungen, die gerade nicht auf Einzeltechnologien setzen, sondern bei denen alle Elemente des Energieversorgungssystems intelligent miteinander vernetzt sind. In einem neuen Ansatz wandeln daher Niedertemperaturnetze die bislang getrennten Versorgungsstrukturen in ein perfekt aufeinander abgestimmtes Gesamtsystem um. Eine entscheidende Schlüsseltechnologie für den Wandel hin zu einer sicheren, effizienten und CO2-neutralen Versorgung ist die Kopplung von Sektoren. Dies bedeutet konkret: Wärme, Kälte, Strom und Mobilität müssen zusammengedacht werden, damit Energie mehr als nur einmal verwendet werden kann. Für die intelligente Verzahnung der Verbrauchssektoren rücken vor allem Technologien wie Wärmepumpen in den Vordergrund. Diese können bis zu 70 Prozent der Wärme regenerativ gewinnen und sowohl heizen als auch kühlen. Besonders in großen Versorgungsnetzen ermöglichen sie den Einsatz von Geothermie, Solarthermie und auch von Abwärmequellen.
MAXIMALE EFFIZIENZ
Die unterschiedlichen Kälte- und Wärmebedarfe zwischen Gebäuden können mithilfe von Wärmepumpen ausgeglichen werden.
Neue Energie wird daher erst dann in das System eingespeist, wenn die gesamte verfügbare Energie vollständig zwischen den Gebäuden aufgeteilt oder aus den erneuerbaren Energiequellen in der Umgebung verwendet wurde. Diese innovative Lösung ermöglicht es, Quartiere und ganze Städte zu heizen beziehungsweise zu kühlen, während die zugeführte Energie erheblich reduziert wird.
ENERGIERESSOURCEN BESSER NUTZEN
Ein immenses Potenzial, um Energie neues Leben einzuhauchen, liegt in der konsequenten Verwendung von Abwärme. Etwa 70 Prozent der gesamten erzeugten Energie wird in Form von Abwärme ungenutzt an die Umwelt abgegeben, dabei sind die Möglichkeiten zur Wiederverwendung vielfältig. Ein besonders spannendes Beispiel hierfür sind Rechenzentren, die durch die fortschreitende Digitalisierung aktuell immer mehr an Bedeutung gewinnen: Die allgemeine Internetnutzung steigt, der Streamingkonsum auf Netflix und Co. wächst, auch die rasante Entwicklung der Künstlichen Intelligenz verlangt nach immer größeren Rechen- und Speicherressourcen. Rechenzentren müssen sich diesen wachsenden Anforderungen stellen – in Folge entstehen immer mehr und größere Rechenzentren. Dies zieht einen gigantischen Strombedarf nach sich, der in der Regel nicht so ohne weiteres aus regenerativen Energiequellen bedient werden kann. Kapazitätsengpässe entstehen. Eine Strombelieferung aus fossilen Energieträgern ist jedoch aufgrund der allseits geforderten Dekarbonisierung keine sinnvolle Alternative. Verlässliche Energiepartner wie E.ON haben es sich daher zur Aufgabe gemacht, Lösungen zu entwickeln, mit denen Kunden ihre Energie selbstständig vor Ort herstellen können.
ABWÄRMENUTZUNG AUS RECHENZENTREN
Wie Abwärme intelligent wiederverwendet wird, zeigen aktuelle Pilotprojekte mit nachhaltigen Rechenzentren. Während des Betriebs von Rechenzentren entsteht eine große Menge an Abwärme, die zum einen zur Kühlung genutzt wird, um so den erforderlichen Gaseinsatz zu verringern. Eine weitere Option besteht darin, die Abwärme über Wärmetauscher und Wärmepumpen auf ein höheres Temperaturniveau zu bringen und sie in nahe liegende Wärmenetze von Städten und Industrieprozessen einzuspeisen. So leistet die Abwärme beispielsweise einen wertvollen Dienst in Trocknungsprozessen zur Verringerung des Feuchtigkeitsgehalts von Holzpellets oder als erwärmtes Kühlwasser in angeschlossenen Gebäuden. Besonders innovativ ist die Anbindung von Rechenzentren an das städtische Versorgungsnetz: Die in Rechenzentren generierte Abwärme kann auf diese Weise zur Beheizung von städtischen Einrichtungen nutzbar gemacht werden und damit zu einer nachhaltigen Wärmeversorgung von Quartieren beitragen. Grundvoraussetzung, um sich diese klimafreundliche Option zunutze zu machen, ist die frühzeitige Berücksichtigung und Integration von Rechenzentren in die kommunale Wärmebedarfsplanung.
INDIVIDUELLE ENERGIEKONZEPTE
Städte und Quartiere benötigen individuelle Energiekonzepte, die sich an dem jeweiligen Bedarf und den lokalen Gegebenheiten orientieren. Egal, ob es um Wärme, Kälte, Stromerzeugung oder Energieeffizienz geht: Für eine ideale Lösung muss die gesamte Wertschöpfungskette berücksichtigt werden, angefangen von der Planung über den Bau bis hin zum Betrieb der Energieanlagen und Netze. Diese komplexe Aufgabenstellung gelingt nicht im Alleingang. Vielmehr braucht es starke Energieinfrastrukturpartner wie E.ON, die es sich auf die Fahne geschrieben haben, Städte und auch Industrien mit Lösungen zu versorgen, welche den Weg in eine wirtschaftliche, effiziente und zukunftssichere Energieversorgung ebnen. Maßgeschneiderte Ansätze anstelle von pauschalen Strategien sind der zentrale Hebel, damit die Wärmewende auch tatsächlich gelingt.
WIE DIE ENERGIEWENDE FÜR RECHENZENTREN GELINGT
DAS ENERGIETRILEMMA – HERAUSFORDERUNGEN, DIE EINEN SPAGAT BEDEUTEN
Nachhaltigkeit – Abkehr von fossilen Brennstoffen hin zu nachhaltigen Energiequellen
Wirtschaftlichkeit – kosteneffiziente und wettbewerbsfähige Verfügbarkeit von Energie
Versorgungssicherheit – ausreichend Energie muss zu jeder Zeit abrufbar sein
AUSWIRKUNG DES ENERGIEEFFIZIENZGESETZES AUF RECHENZENTREN (AUSZUG)
• Seit Januar 2024: Verpflichtender Einsatz von 50 % Strom aus erneuerbaren Energien, ab Januar 2027 100 %
• Seit 2024: Pflicht zur verstärkten Abwärmenutzung
• Bis Juli 2025: Verpflichtende Einführung von Energieoder Umweltmanagementsystemen
POTENZIALE SINNVOLL NUTZEN
E.ON Energy Infrastructure Solutions GmbH unterstützt Rechenzentren dabei, dass der Spagat zwischen den Herausforderungen und gesetzlichen Verpflichtungen gelingt – egal ob es um die Konzeption von Energieerzeugungslösungen vor Ort, die intelligente Nutzung von Abwärme oder die Beratung im Bereich der Fördermittelbeantragung geht. Erfahrene Expertise und fundierte Marktkenntnisse sind wesentlich, damit Infrastrukturlösungen nicht nur zukunftssicher, sondern auch wettbewerbsfähig sind.
