Abwärme aus dem Rechenzentrum nach MuKEn Art. 1.18

Rechenzentren erzeugen grosse Mengen Wärme. Lange galt diese Wärme als unvermeidliches Abfallprodukt, das möglichst effizient abgeführt werden musste. Das ändert sich. Mit der MuKEn 2025 wird die Abwärmenutzung in der Schweiz zur gesetzlichen Pflicht, sobald bestimmte Schwellenwerte überschritten werden. Wer ein Rechenzentrum plant, betreibt oder finanziert, muss diese Anforderungen kennen und frühzeitig in die Planung einbeziehen.

Dieser vierte Teil der Serie «Leittechnik im Rechenzentrum» erklärt, was Artikel 1.18 der MuKEn 2025 konkret verlangt, wie kantonale Regelungen wie jene des Kantons Zürich darüber hinausgehen und was das für die Schnittstelle zwischen Rechenzentrum, Wärmenetz und Leittechnik bedeutet. Die Kernbotschaft ist einfach: Wer die Abwärmeschnittstelle früh plant und mit geeigneter Messtechnik ausstattet, vermeidet teure Nachrüstungen und ist für künftige regulatorische Anforderungen gerüstet.

Was die MuKEn 2025 unter Abwärmenutzung versteht

Die Mustervorschriften der Kantone im Energiebereich, kurz MuKEn, werden von der Energiedirektorenkonferenz (EnDK) erarbeitet und bilden die Grundlage für die kantonale Energiegesetzgebung in der Schweiz. Die MuKEn 2025 enthält in Artikel 1.18 eine Bestimmung, die speziell auf Anlagen mit grossem Abwärmepotenzial zielt, darunter ausdrücklich Rechenzentren.

Die Kernaussage von Artikel 1.18 lässt sich sinngemäss so zusammenfassen: Wer mit einer Anlage jährlich mehr als zwei Gigawattstunden Abwärme erzeugt, ist verpflichtet, diese Wärme Dritten zu Selbstkosten zur Verfügung zu stellen, sofern eine sinnvolle Nutzung möglich ist. Die Schwelle von zwei Gigawattstunden pro Jahr ist dabei nicht als theoretischer Grenzwert zu verstehen, sondern als Planungsgrösse, die bei der Auslegung eines Rechenzentrums von Anfang an berücksichtigt werden muss.

Was bedeutet «zu Selbstkosten»? Die Formulierung schliesst eine Gewinnmarge auf der Abwärme aus. Der Betreiber des Rechenzentrums darf die tatsächlich anfallenden Kosten für Übergabe, Messung und Bereitstellung in Rechnung stellen, aber nicht mehr. Das schützt potenzielle Abnehmer und soll verhindern, dass die Abwärmepflicht durch überhöhte Preise faktisch umgangen wird.

Wichtig ist auch, was die MuKEn nicht regelt: Sie schreibt keine bestimmte Technik vor, keine Übergabetemperatur und keine Mindestabnahmemenge auf der Seite des Netzbetreibers. Die Pflicht zur Bereitstellung liegt beim Erzeuger, die Pflicht zur Abnahme liegt nicht automatisch beim Netzbetreiber. Ob eine Nutzung «sinnvoll möglich» ist, hängt von der lokalen Situation ab und muss im Einzelfall beurteilt werden.

Kantonale Umsetzung: Das Beispiel Zürich

Die MuKEn ist ein Mustergesetz. Jeder Kanton entscheidet selbst, ob und wie er die Bestimmungen übernimmt. Der Kanton Zürich hat in seiner Bau- und Betriebs-Verordnung I (BBV I) sowie im kantonalen Richtplan eigene Regelungen getroffen, die über die MuKEn hinausgehen.

Artikel 30a der BBV I des Kantons Zürich konkretisiert die Abwärmepflicht für Anlagen im Kantonsgebiet. Die Anforderungen orientieren sich an der MuKEn-Systematik, sind aber in der Anwendung präziser gefasst. Betreiber von Rechenzentren im Kanton Zürich müssen sich deshalb nicht nur mit der MuKEn, sondern auch mit der kantonalen Umsetzung auseinandersetzen.

Der kantonale Richtplan Zürich geht noch einen Schritt weiter. Ab einer Abwärmemenge von fünf Gigawattstunden pro Jahr sieht der Richtplan eine Pflicht zur Einspeisung in ein bestehendes oder zu errichtendes Wärmenetz vor. Diese Schwelle ist für grössere Rechenzentren relevant und hat direkte Konsequenzen für die Standortwahl, die Infrastrukturplanung und die Vertragsgestaltung mit Netzbetreibern.

Für Betreiber und Bauherren bedeutet das: Die Frage «Wo baue ich mein Rechenzentrum?» ist nicht mehr nur eine Frage von Grundstücksverfügbarkeit, Netzanschluss und Glasfaseranbindung. Sie ist auch eine Frage der Abwärmeinfrastruktur. Ein Standort ohne Wärmenetz in der Nähe kann bei grossen Anlagen zum regulatorischen Problem werden.

Was das für die Planung bedeutet

Die regulatorischen Anforderungen haben konkrete Konsequenzen für die Planung eines Rechenzentrums. Wir sehen in der Praxis, dass diese Konsequenzen oft zu spät erkannt werden, nämlich dann, wenn die Baubewilligung bereits vorliegt und die technischen Systeme weitgehend festgelegt sind.

Der erste Planungsschritt ist die Abschätzung der zu erwartenden Abwärmemenge. Diese hängt von der installierten IT-Leistung, dem geplanten Auslastungsgrad und der Kühltechnik ab. Rechenzentren mit einer installierten IT-Leistung von etwa einem Megawatt und einem typischen Jahresbetrieb kommen schnell in den Bereich von mehreren Gigawattstunden Abwärme pro Jahr. Die Schwelle der MuKEn ist also für viele Anlagen relevant, nicht nur für Hyperscaler.

Der zweite Schritt ist die Standortanalyse. Gibt es in der Nähe ein Fernwärmenetz, eine Siedlung mit Wärmebedarf oder eine Industrieanlage, die Prozesswärme benötigt? Ist der Netzbetreiber bereit, Abwärme aus einem Rechenzentrum zu integrieren? Diese Fragen müssen früh geklärt werden, weil die Antworten die technische Auslegung der Kühlung beeinflussen.

Der dritte Schritt ist die technische Planung der Übergabeschnittstelle. Hier liegt ein häufiger Fehler: Die Kühlung wird für den internen Betrieb optimiert, und die Abwärmeschnittstelle wird als Anhängsel behandelt. Das führt zu Übergabetemperaturen, die für das Wärmenetz ungeeignet sind, zu fehlenden Messpunkten und zu einer Leittechnik, die keine Daten für die Abrechnung liefern kann.

Ein gut geplantes Rechenzentrum mit Abwärmenutzung hat eine klar definierte Übergabestation mit Wärmemengenzählung, Temperaturmessung auf beiden Seiten und einer Schnittstelle zur Leittechnik, die sowohl den internen Betrieb als auch die Abgabe an Dritte überwacht. Diese Schnittstelle muss von Beginn an Teil des Planungsumfangs sein.

Die Rolle der Leittechnik bei der Abwärmenutzung

Abwärmenutzung ist kein rein hydraulisches oder thermisches Problem. Sie ist auch ein Leittechnikproblem. Wir erleben regelmässig, dass Rechenzentren technisch in der Lage wären, Abwärme abzugeben, aber keine Messtechnik haben, die eine Abrechnung ermöglicht, und keine Automatisierung, die den Übergabepunkt regelt.

Was braucht die Leittechnik für eine funktionierende Abwärmenutzung?

Erstens: Wärmemengenzählung. Die abgegebene Wärmemenge muss messtechnisch erfasst werden, eichfähig und mit ausreichender Auflösung. Nur so kann die Abrechnung zu Selbstkosten nachvollziehbar dokumentiert werden. Die Anforderungen an die Messtechnik sollten bereits im Lastenheft der Leittechnik festgelegt sein.

Zweitens: Temperatursensoren an der Übergabestelle. Die Vorlauf- und Rücklauftemperatur auf beiden Seiten der Übergabe müssen erfasst und im Leitsystem gespeichert werden. Diese Daten sind nicht nur für die Abrechnung relevant, sondern auch für die Betriebsoptimierung. Eine zu hohe Rücklauftemperatur auf der Netzseite deutet auf Probleme im Verteilnetz hin und kann die Effizienz der Kühlung beeinflussen.

Drittens: Regelung der Übergabeleistung. Das Rechenzentrum hat einen variablen Wärmeanfall, der von der IT-Last abhängt. Das Wärmenetz hat einen variablen Bedarf, der von der Aussentemperatur und dem Verbrauch der angeschlossenen Gebäude abhängt. Diese beiden Kurven müssen aufeinander abgestimmt werden. Die Leittechnik des Rechenzentrums muss in der Lage sein, die Übergabeleistung zu regeln und auf Signale des Netzbetreibers zu reagieren.

Viertens: Datenschnittstelle zum Netzbetreiber. In modernen Wärmenetzen erwarten Netzbetreiber eine digitale Schnittstelle, über die sie Messwerte abrufen und Sollwerte übermitteln können. Die Leittechnik des Rechenzentrums muss diese Schnittstelle unterstützen. Welches Protokoll dabei zum Einsatz kommt, ist Gegenstand der Vertragsverhandlung mit dem Netzbetreiber, sollte aber bereits in der Planungsphase geklärt werden.

Übergabetemperatur: Der entscheidende technische Parameter

Ein Aspekt, der in der Planung oft unterschätzt wird, ist die Übergabetemperatur. Wärmenetze arbeiten mit unterschiedlichen Temperaturniveaus. Ältere Hochtemperaturnetze benötigen Vorlauftemperaturen von 80 Grad Celsius und mehr. Neuere Niedertemperaturnetze, die für die Integration von Abwärme aus Rechenzentren besser geeignet sind, arbeiten mit Vorlauftemperaturen von 40 bis 60 Grad Celsius oder sogar darunter.

Rechenzentren, die mit Luftkühlung und Rückkühlung arbeiten, liefern Abwärme typischerweise auf einem Temperaturniveau von 30 bis 45 Grad Celsius. Das passt zu Niedertemperaturnetzen, aber nicht zu älteren Hochtemperaturnetzen. Wer in einem Gebiet mit einem älteren Netz plant, muss entweder eine Wärmepumpe einplanen, die das Temperaturniveau anhebt, oder mit dem Netzbetreiber klären, ob das Netz für Niedertemperatureinspeisung geeignet ist.

Rechenzentren mit Flüssigkühlung, insbesondere mit direkter Chip-Kühlung, können höhere Temperaturniveaus erreichen. Wie Flüssigkühlung und Gebäudeautomation zusammenspielen, behandeln wir ausführlich in Teil 6 dieser Serie, «Flüssigkühlung und Gebäudeautomation».

Die Wahl der Kühltechnik ist also nicht nur eine Frage der internen Effizienz, sondern auch eine Frage der Kompatibilität mit dem lokalen Wärmenetz. Diese Wechselwirkung muss in der frühen Planungsphase berücksichtigt werden, bevor die Kühltechnik festgelegt ist.

Messung und Nachweis: Was dokumentiert werden muss

Die MuKEn-Pflicht zur Abgabe zu Selbstkosten setzt voraus, dass die abgegebene Wärmemenge und die damit verbundenen Kosten nachvollziehbar dokumentiert werden können. Das ist keine Selbstverständlichkeit. In der Praxis sehen wir Anlagen, bei denen die Wärmemenge nur geschätzt wird, weil keine eichfähige Messung vorhanden ist, oder bei denen die Kostenzuordnung unklar ist, weil die Betriebskosten der Übergabestation nicht separat erfasst werden.

Für eine rechtssichere Abrechnung braucht es mindestens folgende Elemente. Erstens eine eichfähige Wärmemengenzählung an der Übergabestelle, die den Anforderungen der zuständigen kantonalen Behörde entspricht. Zweitens eine Zeitreihenspeicherung der relevanten Messwerte im Leitsystem, mit ausreichender Auflösung und gesicherter Datenhaltung. Drittens eine klare Kostenzuordnung, die zeigt, welche Betriebskosten der Abwärmeübergabe zugerechnet werden.

Wir empfehlen, das Messkonzept für die Abwärmeübergabe bereits im Lastenheft der Leittechnik zu verankern. Wer das erst nach der Inbetriebnahme nachrüstet, zahlt nicht nur für die Messtechnik, sondern auch für die Anpassungen an der Leittechnik und die Unterbrechung des Betriebs. Wie ein solches Messkonzept aufgebaut wird, haben wir in unserem Beitrag «Vom Messkonzept zum Messstellenplan» beschrieben.

Die Anforderungen an die Messung sind auch im Kontext der PUE-Messung relevant. Wer die Abwärme aus dem Rechenzentrum an ein Wärmenetz abgibt, muss klären, wie diese Energie in der PUE-Berechnung behandelt wird. Die EN 50600-4-2 gibt dazu Hinweise, die in Teil 3 dieser Serie, «PUE richtig messen nach EN 50600», ausführlich behandelt werden.

Vertragsgestaltung und Zusammenarbeit mit Netzbetreibern

Die technische Planung der Abwärmeschnittstelle ist die eine Seite. Die vertragliche Seite ist mindestens ebenso wichtig und wird in der Praxis oft vernachlässigt.

Ein Vertrag über die Abwärmelieferung muss klären, welche Wärmemenge zu welchem Temperaturniveau zu welchem Preis geliefert wird, wie Schwankungen in der Abwärmemenge gehandhabt werden, wer für die Übergabestation verantwortlich ist und wer sie wartet, wie die Messung erfolgt und wer die Messdaten verwaltet, und was passiert, wenn das Rechenzentrum oder das Wärmenetz vorübergehend ausfällt.

Diese Fragen müssen vor Baubeginn geklärt werden, nicht danach. Ein Rechenzentrum, das gebaut wird, ohne dass ein Abnehmer für die Abwärme vertraglich gesichert ist, riskiert, die MuKEn-Pflicht nicht erfüllen zu können, auch wenn die technische Infrastruktur vorhanden ist.

Für Gemeinden und Energieversorger, die als Netzbetreiber auftreten, ist die Situation umgekehrt. Sie sollten frühzeitig mit Betreibern von grossen Rechenzentren in Kontakt treten und klären, ob eine Integration der Abwärme in das lokale Netz möglich und sinnvoll ist. Die MuKEn schafft hier einen regulatorischen Rahmen, der solche Gespräche erleichtert, weil die Pflicht zur Bereitstellung auf der Seite des Rechenzentrumsbetreibers liegt.

Energieversorger, die Wärmenetze betreiben oder planen, sollten die Abwärme aus Rechenzentren als potenzielle Wärmequelle in ihre Netzplanung einbeziehen. Rechenzentren liefern Wärme ganzjährig und mit hoher Verfügbarkeit, was sie zu einer attraktiven Grundlastquelle macht. Die Herausforderung liegt in der Temperaturspreizung und in der Regelung der Übergabeleistung, die eine enge Abstimmung zwischen Rechenzentrumsbetreiber und Netzbetreiber erfordert.

Der rote Faden zu unseren Fachbeiträgen

Wer die Grundlagen der Leittechnik im Rechenzentrum verstehen möchte, findet den Einstieg in Teil 1 dieser Serie, «Commissioning L1 bis L5 im Rechenzentrum einfach erklärt». Dort erklären wir, wie die verschiedenen Inbetriebnahmestufen aufgebaut sind und warum eine strukturierte Abnahme auch für die Abwärmeschnittstelle gilt.

Die Kommunikationssicherheit der Leittechnik, die auch für die Schnittstelle zum Netzbetreiber relevant ist, behandeln wir in Teil 2, «BACnet/SC als Schutz für die Kühlung». Wie die PUE-Messung mit der Abwärmenutzung zusammenhängt, erklären wir in Teil 3, «PUE richtig messen nach EN 50600».

Die Trennung und Verbindung von Gebäudeautomation und Energiemanagementsystem, die für die Abwärmeabrechnung wichtig ist, ist Thema von Teil 5, «BMS und EPMS trennen und trotzdem verbinden». Und wie Flüssigkühlung höhere Übergabetemperaturen ermöglicht und damit die Kompatibilität mit Wärmenetzen verbessert, zeigt Teil 6, «Flüssigkühlung und Gebäudeautomation».

Für Betreiber bestehender Rechenzentren, die prüfen möchten, ob ihre Leittechnik für die Abwärmenutzung gerüstet ist, empfehlen wir den Einstieg über «Leittechnik-Check im bestehenden Rechenzentrum», Teil 1 der Serie «Rechenzentrum im Bestand: Analyse, Optimierung, Sicherheit». Wer die Messdaten seiner Kühlung besser verstehen möchte, findet in «Was die Trenddaten über Ihre Kühlung verraten» wertvolle Hinweise.

Zum Thema Messkonzept und Energiemonitoring verweisen wir auf unsere Beiträge «Vom Messkonzept zum Messstellenplan» und «Energiemonitoring: mehr als Zählerablesung, was man wirklich ablesen sollte». Wer die regulatorischen Pflichten für Grossverbraucher in der Schweiz kennenlernen möchte, findet in «Grossverbraucher-Pflichten: UZV, KZV oder EVA, welcher Weg passt?» eine strukturierte Übersicht.

Fazit

Die MuKEn 2025 macht Abwärmenutzung zur Pflicht, sobald ein Rechenzentrum mehr als zwei Gigawattstunden Abwärme pro Jahr erzeugt. Kantonale Regelungen wie jene des Kantons Zürich gehen in bestimmten Fällen noch weiter. Diese Anforderungen sind keine Randnotiz in der Baubewilligung, sondern ein Planungsthema, das von Beginn an in die Auslegung der Kühlung, die Standortwahl und die Leittechnik einfliesst.

Wer die Abwärmeschnittstelle früh plant, spart sich teure Nachrüstungen. Eine eichfähige Wärmemengenzählung, Temperatursensoren an der Übergabestelle, eine geregelte Übergabeleistung und eine digitale Schnittstelle zum Netzbetreiber sind keine optionalen Extras, sondern notwendige Bestandteile einer regelkonformen Anlage. Die Leittechnik spielt dabei eine zentrale Rolle: Sie liefert die Messdaten für die Abrechnung, regelt die Übergabe und bildet die Schnittstelle zwischen Rechenzentrum und Wärmenetz.

Für Gemeinden und Energieversorger ist die MuKEn eine Chance. Rechenzentren sind ganzjährige Wärmelieferanten mit hoher Verfügbarkeit. Wer frühzeitig das Gespräch mit Betreibern sucht und die technischen Anforderungen kennt, kann Abwärme aus Rechenzentren als Grundlastquelle in die lokale Wärmeversorgung integrieren.

Sie haben Fragen dazu?

Sie planen ein Rechenzentrum und möchten wissen, ob und wie die MuKEn-Anforderungen auf Ihr Vorhaben zutreffen? Oder Sie betreiben bereits ein Rechenzentrum und möchten prüfen, ob Ihre Leittechnik für die Abwärmeübergabe gerüstet ist? Wir unterstützen Sie bei der Planung der Abwärmeschnittstelle, beim Aufbau des Messkonzepts und bei der Abstimmung mit Netzbetreibern. Nehmen Sie Kontakt auf unter wenget.ch oder info@wenget.ch.

Quellenverzeichnis

• MuKEn 2025 (Mustervorschriften der Kantone im Energiebereich), Energiedirektorenkonferenz EnDK, Artikel 1.18 Abwärmenutzung
• Kanton Zürich, Bau- und Betriebs-Verordnung I (BBV I), Artikel 30a
• Richtplan Kanton Zürich, Festsetzungen zur Abwärmenutzung ab 5 GWh/Jahr
• SN EN ISO 52120-1 (SIA 386.111): Energieeffizienz von Gebäuden, Gebäudeautomation und -steuerung
• EN 50600-4-2: Rechenzentren, Einrichtungen und Infrastrukturen, Kennzahl PUE
• Eigene Projekterfahrung der WENGET GmbH aus Planung, Inbetriebnahme und Betriebsbegleitung von Leittechniksystemen in Rechenzentren und technischen Gebäuden