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Gebäude verursachen einen erheblichen Anteil der CO2-Emissionen und müssen klimafreundlicher werden. Die Politik setzt dabei zunehmend auf gesetzliche Vorgaben: Das Energieeffizienzgesetz, das Wärmeplanungsgesetz, steigende CO₂-Abgaben: all das erzeugt Druck, besonders bei der Nutzung vorhandener Energiequellen. Denn große Mengen an Wärme gehen täglich einfach so verloren, beispielsweise in Industrieanlagen, Rechenzentren oder Abwassersystemen. Genau hier setzen viele Innovationen an: Statt neue Energie zu erzeugen, soll vorhandene Energie besser genutzt werden. Dabei ist aber auch klar: Kein einzelnes Verfahren wird die fossilen Energieträger ersetzen. Stattdessen braucht es viele kleine und große Bausteine, um die ambitionierten Klimaziele zu erreichen. Einige dieser Bausteine klingen auf den ersten Blick ungewöhnlich, haben aber jede Menge Potential.
Server laufen rund um die Uhr. Die dabei entstehende Wärme wird bislang meist einfach abgeführt – und zwar ungenutzt. Dabei sind die Zukunftschancen enorm: Laut Schätzungen des Digitalverbandes bitkom könnten allein die deutschen Rechenzentren jährlich rund 350.000 Wohnungen mit Abwärme versorgen. Das entspricht in etwa dem gesamten Wohnungsbestand von Bremen. Auch das neue Energieeffizienzgesetz fördert und fordert eine Nutzung der auf diese Weise entstehenden Abwärme: Ab Juli 2026 in Betrieb gehende Rechenzentren müssen mindestens zehn Prozent ihrer Abwärme weiternutzbar machen. Wie das konkret aussehen kann, zeigt das Beispiel des Green IT Cube des GSI Helmholtz-Zentrums in Darmstadt: Dort kühlen Serverracks nicht mit Luft, sondern mit Wasser. Das Kühlwasser transportiert die Wärme über einen Wärmetauscher direkt in die Kantine und Bürogebäude des Campus. Eine saubere Lösung, die sowohl Energie als auch Platz spart. Grundsätzlich gilt: Wassergekühlte Rechenzentren liefern Abwärme mit bis zu 60 Grad Celsius – hoch genug, um direkt zum Heizen genutzt zu werden. Nachteil: Um bestehende Rechenzentren von Luft- auf Wasserkühlung umzubauen, müssen sie großflächig umgerüstet werden.
Das seit November 2023 geltende Gesetz verpflichtet Betreiber neuer Rechenzentren, die ab Juli 2026 in Betrieb gehen, nachzuweisen, dass mindestens zehn Prozent ihrer Abwärme weitergenutzt werden. Dieser Anteil soll schrittweise steigen. Gemessen wird die Effizienz anhand des sogenannten PUE-Werts (Power Usage Effectiveness): Je kleiner der Wert, desto effizienter arbeitet das Rechenzentrum.
Täglich fließen in Deutschland Millionen Kubikmeter Abwasser durch die Kanalisation. Dieses Wasser ist warm – ganzjährig zwischen zehn und 20 Grad Celsius. Wärmetauscher, die direkt in den Kanal eingebaut oder außerhalb platziert werden, entziehen dem Abwasser die gespeicherte Wärme. Eine Wärmepumpe hebt die Temperatur anschließend auf ein für Heizzwecke nutzbares Niveau. Bis zu zehn Prozent des gesamten Gebäudewärmebedarfs in Deutschland könnten auf diese Weise gedeckt werden. In Deutschland gibt es bereits rund 100 erfolgreiche Praxisprojekte. Die Methode gilt als technisch erprobt, wirtschaftlich und besonders krisensicher. Abwasser fließt schließlich immer. Aber: Wärmequelle und Wärmenutzer sollten idealerweise nah beieinanderliegen, um das Potential der Methode vollständig auszunutzen.
Jeder Komposthaufen produziert Wärme. Forstwirt Jean Pain (1928–1981) dachte das Prinzip konsequent weiter: Er schichtete Holzhäcksel zu einem großen Meiler und zapfte die entstehende Verrottungswärme gezielt ab – die Urform des sogenannten Biomeilers. Im Inneren eines solchen Biomeilers entstehen Temperaturen von 55 bis 65 Grad Celsius. Spiralförmig eingelegte Rohre nehmen diese Wärme auf und leiten sie in die Heizungsanlage. Ein Biomeiler benötigt allerdings jede Menge Platz: Um Einfamilienhaus von ca. 100 m2 zu beheizen, müssen 60 m³ Holzhäcksel zu einem zylinderförmigen Meiler mit 5,5 m Durchmesser und rund 2,5 m Höhe aufgeschichtet werden. Dafür werden etwa 20 t frische Häcksel benötigt. Nach 10 bis 15 Monaten muss das verrottete Material abgetragen und durch neues ersetzt werden.
Die Weiterentwicklung des Biomeilers ist die sogenannte Humusheizung, die nicht zurückgebaut werden muss. Einmal im Jahr werden frische Holzhäcksel nachgefüllt, die Verrottung läuft von selbst an. Je nach Größe liefert das System eine Leistung von drei bis 14 Kilowattstunden. Für Gartenbaubetriebe oder ökologisch wirtschaftende Höfe, die ohnehin Grünschnitt produzieren, ist das eine besonders naheliegende Option. Der auf diese Weise entstehende hochwertige Humus kann zudem zur Bodenkultivierung genutzt werden.
In stillgelegten Kohleminen sammelt sich tief unter der Erde Grubenwasser, das durch die Erdwärme auf 18 bis 35 Grad Celsius erwärmt wird. Dieses Wasser muss im Rahmen des Nachbergbaus an die Oberfläche gepumpt werden. Bislang gelangt es dabei meist ungenutzt in nahgelegene Oberflächengewässer. Stattdessen lässt sich die Wärme aber auch über Wärmetauscher in ein Nahwärmenetz einspeisen und effizient zum Heizen nutzen. Eine Potenzialstudie des Landesamtes für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW bestätigt: Besonders im Ruhrgebiet existiert erhebliches energetisches Potenzial durch diese Art der Grubenwassernutzung. Der entscheidende Vorteil gegenüber klassischer Tiefengeothermie: Der Zugang zu den tiefen Schichten ist bereits geschaffen – die kostenintensiven Bohrarbeiten entfallen.
Jeden Tag rauschen Millionen Fahrgäste durch die U-Bahn-Netze der Großstädte. Bremsvorgänge, Elektromotoren, Beleuchtung: all das erzeugt Wärme. Selbst im Winter fällt die Temperatur in U-Bahnhöfen nicht unter zehn Grad Celsius, zusätzlich heizt die Geothermie aus dem umgebenden Erdreich den Tunnel passiv auf. In Paris wird die Abwärme eines U-Bahn-Tunnels bereits zur Beheizung eines Wohnhauses mit 20 Wohneinheiten genutzt und deckt dort rund ein Drittel des Heizbedarfs. In London versorgt ein stillgelegter Bahnhof seit 2020 über 1.300 Haushalte mit Tunnelwärme. In Stuttgart testeten Forschende zwischen 2010 und 2015 ein ähnliches Absorbersystem und bestätigten die technische Machbarkeit. Eine Untersuchung aus dem Jahr 2023 ergab: Das Berliner U-Bahn-Netz erzeugt jährlich rund 460 Gigawattstunden Abwärme – das entspricht etwa vier Prozent des gesamten Fernwärmebedarfs der Stadt. Die Herausforderung liegt vor allem im nachträglichen Einbau der Absorberleitungen: In bestehenden Tunneln ist die Installation aufwendig und teuer. Bei Neubauten dagegen könnten sie direkt in die Tunnelwände integriert werden.
Jeder Mensch gibt im Ruhezustand etwa 80 bis 100 Watt Wärme ab. In gut gedämmten Gebäuden – sogenannten Passivhäusern – reicht das in Kombination mit der Abwärme von Haushaltsgeräten und Sonneneinstrahlung durch Fenster aus, um die Raumtemperatur konstant auf 20 bis 22 Grad Celsius zu halten. Eine klassische Heizung wird nicht benötigt. Dass das kein Theorieprojekt ist, zeigt die Bahnstadt in Heidelberg – eines der größten Stadtentwicklungsprojekte in Passivhausbauweise weltweit. Tausende Menschen wohnen und arbeiten dort in Gebäuden, die kaum noch aktiv beheizt werden müssen. Ein weiteres besonders interessantes Beispiel: Der Glasgower Club SWR3 nutzt mit dem „Bodyheat“-Prinzip die Wärme seiner tanzenden Gäste: Wärmepumpen sammeln die entstehende Körperwärme und speichern sie, sodass sie später wieder zum Heizen oder Kühlen eingesetzt werden kann. Je nach Aktivität liefert ein Gast spürbare Energiemengen zwischen 250 und 600 Watt. Die bis zu 1.000 tanzenden Besucher produzieren dort gemeinsam so viel Körperwärme, dass Wärmepumpen diese direkt für die Gebäudeversorgung nutzen. Der Club kommt so ohne klassische Heizung und ohne Klimaanlage aus. Die Umsetzung war allerdings aufwendig und mit hohen Investitionen verbunden.
Algen wachsen schnell und können beinahe überall gedeihen. Zusätzlich betreiben sie Photosynthese, das bedeutet, sie wandeln Licht und CO₂ in Sauerstoff und Glukose um. Was sie für die Wärmeerzeugung interessant macht: In sogenannten Photobioreaktoren an Gebäudefassaden erzeugen sie sowohl Wärme als auch Biomasse. Im Hamburger BIQ-Algenhaus, das im Rahmen der Internationalen Bauausstellung 2013 entstand, wachsen Grünalgen in Glaspaneelen, die die Südwest- und Südostfassade bedecken. Die erzeugte Energie steht direkt als Heizenergie zur Verfügung, überschüssige Energie wird ins Fernwärmenetz eingespeist. Die geerntete Biomasse wird zu Biogas vergärt. Für Großanlagen gilt die Technologie bereits heute als rentabel. Für Einfamilienhäuser ist sie allerdings noch Zukunftsmusik, denn die Anlagentechnik ist komplex und störungsanfällig.
Auch bestimmte Mikroorganismen können Elektronen übertragen und damit Strom erzeugen. Mikrobielle Brennstoffzellen nutzen dieses Prinzip: Ein kohlenstoffhaltiges Substrat wie Abwasser, Urin, Glukose oder Acetat werden von anaerobe Mikroorganismen abgebaut, die dabei entstehenden Elektronen fließen zwischen zwei Elektroden und erzeugen messbaren Strom. Die Technologie befindet sich noch überwiegend im Forschungsstadium. Besondere Stärke liegt im Bereich der Abwasserbehandlung sowie in der Überwachung von Gewässern durch integrierte Biosensoren.
Bei ista beschäftigen wir uns intensiv mit der Zukunftsfähigkeit und Nachhaltigkeit von Gebäuden. Deswegen entwickeln wir digitale Lösungen, die Gebäude energieeffizienter machen und dabei helfen, den CO₂-Ausstoß messbar zu senken. Denn durch transparente Verbrauchsdaten und intelligente Systeme wird nachhaltiges Handeln im Alltag einfacher und wirkungsvoller. Gleichzeitig arbeiten wir konsequent daran, den eigenen CO₂-Fußabdruck zu reduzieren – etwa durch die Umstellung auf erneuerbare Energiequellen und die Elektrifizierung der Fahrzeugflotte.
In Deutschland werden jährlich rund 50 Millionen Tonnen Abfälle aus Haushalten und Industrie thermisch behandelt, also verbrannt. Die dabei entstehende Energie ist grundlastfähig – sie steht rund um die Uhr zur Verfügung, unabhängig von Windstärke oder Sonnenschein. Im Osten von Hamburg beispielsweise verarbeitet eine Müllverwertungsanlage jährlich rund 320.000 Tonnen Abfall und erzeugt daraus etwa 785.000 Megawattstunden Fernwärme – ausreichend für die Versorgung von fast 4.000 Haushalten. Seit Ende 2023 erhöht eine zusätzliche Wärmepumpe die Effizienz, indem sie weitere 350.000 Megawattstunden Wärme aus den Rauchgasen nutzbar macht. Weil Müll ohnehin das ganze Jahr hindurch entsorgt werden muss, gilt Wärme aus Müll und Ersatzbrennstoffen in der Kommunalen Wärmeplanung als „unvermeidbare Abwärme“. Knackpunkt: Verbrennung erzeugt CO₂. Gleichzeitig gilt das Ziel der Kreislaufwirtschaft – weniger Restmüll bedeutet langfristig weniger Brennstoff für diese Anlagen.
Jede Methode zur Energiegewinnung hat ihre Stärken – und sie hat Grenzen. Die Abwasserwärmenutzung ist technisch ausgereift, wirtschaftlich und breit einsetzbar, aber sie braucht räumliche Nähe zur Kanalisation und ausreichende Durchflussmenge. Die Tunnelwärme ist ökologisch sinnvoll, aber nachträglich teuer einzubauen. Der Biomeiler funktioniert hervorragend in ländlichen oder landwirtschaftlichen Kontexten, benötigt aber Platz und Pflege. Andere Technologien wie Algenreaktoren oder mikrobielle Brennstoffzellen befinden sich noch in der Entwicklung. Hier fehlt es oft noch an Skalierbarkeit oder an wirtschaftlicher Reife.
Was alle Ansätze verbindet: Sie nutzen Energie, die ohnehin vorhanden ist und bislang ungenutzt verloren geht. Das ist nicht nur klug, sondern entspricht auch dem Grundgedanken einer effizienten Kreislaufwirtschaft. Für die Wärmewende gilt deshalb das Prinzip: Nichts verschwenden, was schon da ist.
Ob Grubenwasser oder Rechenzentrumsabwärme – viele dieser Quellen können nur sinnvoll genutzt werden, wenn in der Nähe ein Wärmenetz vorhanden ist. Die kommunale Wärmeplanung, die bis Mitte 2028 in allen deutschen Kommunen abgeschlossen sein muss, legt genau diese Grundlage. Für Eigentümer und Hausverwaltungen lohnt der Blick auf diesen Plan: Er zeigt, welche Wärmequellen künftig in der eigenen Nachbarschaft verfügbar sein könnten.
Die Wärmewende ist kein Sprint, sondern ein Umbau auf breiter Front. Technologien, die heute noch erprobt werden, können in zehn Jahren bereits zum Standard gehören. Andere, die längst ausgereift sind, warten auf die breite Umsetzung. Ob Serverwärme, Kanalwasser oder Komposthaufen: Die Quellen für klimafreundliche Wärme sind vielfältiger als die meisten ahnen. Aber: Keine Methode ist die einzig wahre Lösung. Dennoch ergeben sie zusammen ein Bild: Die Wärmewende ist machbar, wenn sie kreativ, konsequent und infrastrukturell gedacht wird.
