Wärmepumpen an der TU Dresden erzeugen ganzjährig Fernwärme

Die Dresdner Fernwärme soll Schritt für Schritt durch den Einsatz verschiedener Technologien klimafreundlich ohne CO₂ erzeugt werden. Eine der Technologien ist die Nutzung von Abwärme, die erstmalig in Dresden an der Technischen Universität Dresden (TUD) zum Einsatz kommt. Drei Großwärmepumpen mit einer Gesamtleistung von 3,9 MW wandeln dabei die überflüssige Abwärme der Hochleistungsrechner der TUD in Fernwärme um. Dabei entstehen bis zu 24.000 MWh grüne Wärme pro Jahr, mit denen 3.700 durchschnittliche Dresdner Haushalte versorgt werden können. Verglichen mit der konventionellen Erzeugung von Fernwärme mit Gas, werden mit dieser Technologie rund 2.700 t CO₂ vermieden. Damit haben der Staatsbetrieb Sächsisches Immobilien- und Baumanagement (SIB), der Kommunalversorger SachsenEnergie und die TUD seit 2023 gemeinsam eines der ersten Abwärmeprojekte dieser Art in Deutschland realisiert.

Für die sächsische Landeshauptstadt Dresden ist dies ein innovativer Schritt auf dem Weg zu einer klimaneutralen Wärmeversorgung.„Die nachhaltige Nutzung der Abwärme der Hochleistungsrechner der TU Dresden ist beispielgebend dafür, wie wir in Dresden unsere Klimaziele erreichen können: mit maßgeschneiderten, innovativen und pragmatischen Lösungen der Partner vor Ort", sagt Oberbürgermeister Dirk Hilbert. "Auf Basis moderner Technologien zeigen TU Dresden und SachsenEnergie, wie wir eine größere Unabhängigkeit von Gas in der Wärmeversorgung schaffen können. Diesen Weg zur Dekarbonisierung wollen wir auch weiterhin beschreiten.“

Leuchtturmprojekt der Wärmewende für Dresden

SachsenEnergie betreibt derzeit drei Großwärmepumpenanlagen in Dresden. Die Abwärme des Rechenzentrums ist ganzjährig verfügbar. „Damit haben wir eine konstant verfügbare Wärmequelle für das Dresdner Fernwärmenetze“, sagr Dr. Axel Cunow, Vorstand der SachsenEnergie. „Das Projekt zeigt, dass die Wärmewende nur gemeinsam gelingt - mit innovativer Technik und starken Partnern. Innovation bedeutet bei solchen Leuchtturmprojekten auch, stetig dazuzulernen, anzupassen und zu optimieren.“

„Das Wärmepumpen-Projekt steht beispielhaft für unsere Nachhaltigkeitsstrategie, mit der wir uns als TU Dresden im Handlungsfeld Campus und Betrieb das Ziel gesetzt haben, bis 2035 treibhausgasneutral zu werden. Die enge Zusammenarbeit mit SachsenEnergie und SIB für die Nutzung der Abwärme unseres Rechenzentrums zeigt eindrucksvoll, wie Wissenschaft und Technologie die Energiewende mit konkreten Lösungen voranbringen", sagt Maike Heitkamp-Mai, Nachhaltigkeitsreferentin der TUD. 

Umsetzung der Nachhaltigkeitsstrategie der TUD mit moderner staatlicher Infrastruktur

Das Technikbauwerk für die Wärmepumpen und die Tiefbauarbeiten für die Medientrasse wurden unter der Regie der SIB-Niederlassung Dresden II errichtet. Oliver Gaber, Kaufmännischer Geschäftsführer des SIB: „Als Immobilien- und Bauherrenvertreter des Freistaates Sachsen verstehen wir uns als Vorreiter für ökologische und ökonomische Verantwortung. Mit diesem zukunftsweisenden Projekt setzen wir nicht nur ein klares Signal für mehr Nachhaltigkeit und Energieeffizienz, sondern beweisen auch, dass innovative Lösungen und verantwortungsvolles Handeln Hand in Hand gehen. Die Nutzung der Abwärme und die Erkenntnisse aus dem ausgezeichneten Pilotprojekt sind wichtige Schritte auf dem Weg zu einer nachhaltigen Zukunft.“

Neben Sicherheit, Leistungsdichte und Hochverfügbarkeit war auch Energieeffizienz ein wichtiges Ziel bei der Planung des TUD-Rechenzentrums. Das auf besondere Effizienz der Luftkühlung optimierte Gebäudekonzept wurde bereits 2014 mit dem Deutschen Rechenzentrumspreis in der Kategorie „Energie- und Ressourceneffiziente Rechenzentren“ ausgezeichnet. Die konsequente Nutzung der Warmwasserkühlung der Hochleistungsrechner erlaubt nun auch eine effiziente Nachnutzung der daraus entstehenden Abwärme.

So funktionieren die Wärmepumpen

Die an den Hochleistungsrechnern entstehende Abwärme wird von Kühlwasser aufgenommen und mit einer Temperatur von bis zu 55 °C zu den Wärmepumpen geleitet. Die drei strombetriebenen Anlagen entziehen dem Wasser die Abwärme und erhöhen deren Temperatur auf rund 90 °C. Anschließend wird die Wärme in das umliegende Fernwärmenetz eingespeist. Durch den Einsatz der Wärmepumpen kann die Abwärme ganzjährig genutzt werden und in bis zu 24.000 MWh grüne Fernwärme pro Jahr umgewandelt werden. Insbesondere in den Sommermonaten kann somit zusätzlich die Rückkühlung des Kühlwassers der Hochleistungsrechner vermieden werden.

Auszeichnung mit dem „Energy Efficiency Award“

Die Wärmepumpenanlage ist Teil eines vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz über die Nationale Klimaschutzinitiative geförderten Verbundprojekts. Das Vorhaben wurde bereits 2024 mit dem „Energy Efficiency Award“ der Deutschen Energie-Agentur (dena) in der Kategorie „Gemeinsam mehr erreichen!“ ausgezeichnet. Die Kombination aus energieeffizientem Rechenzentrumsbetrieb, 100 Prozent erneuerbarem Strombezug und intelligenter Abwärmenutzung macht das Projekt deutschlandweit einzigartig und zu einem Blaupausenmodell für Kommunen, Forschungseinrichtungen und Energieversorger.

Insgesamt investiert SachsenEnergie für die Anlage rund 4,4 Mio. Euro, die durch das BMWK im Rahmen der Nationalen Klimaschutzinitiative mit 2,1 Mio. Euro gefördert werden.