PRESENCE Power through Resilience of Energy Systems: Energy Crises, Trends and Climate Change

Transkript

1 PRESENCE Power through Resilience of Energy Systems: Energy Crises, Trends and Climate Change Lukas Kranzl

2 Klimawandel Handlungsoptionen! Energiekrisen Energie- und Klimapolitik Energiesystem? Resilienz? Stabilität? Folgen? Sozio-demographischer Wandel Technologie- Entwicklung

3 Inhalt Ziele, angestrebte Ergebnisse und Inhalt des Projekts Resilienz Klimaszenarien Hydrologie Heizen und Kühlen Stromsystem Anpassungsmaßnahmen Nächste Schritte

4 Synopsis This project provides measures and pathways how to increase the resilience of energy systems in the view of possible energy crises, trends and climate change. 4

5 Methodische Schritte Ermittlung der Auswirkung des Klimwawandels aus Energiesysteme, Ermittlung der Auswirkungen von Trends und möglichen Krisen auf Energiesysteme, Untersuchung von Adaptionsmaßnahmen und Konzepten zur Erhöhung der Resilienz und Ermittlung der Auswirkung von Wende-Pfaden auf Resilienzindikatoren, Analyse ökonomischer Wirkungen und Diskussion der Grenzen ökonomischer Konzepte zur Bewertung von Adaptionsmaßnahmen.

6 Systemgrenzen im Energiesystem: Betrachtet werden folgende Aspekte: Wasserkraft, Heizen und Kühlen von Gebäuden Ausgewählte Aspekte der Kühlwasserverfügbarkeit von thermischen Kraftwerken und der Industrie Stromerzeugung, -speicherung und übertragung Schnittstellen zu wesentlichen Entwicklungen in Europa

7 Erwartete übergeordnete Ergebnisse Empfehlungen zu Pfaden, die die Resilienz des österreichischen Energiesystems angesichts von Klimawandel, demographischen Trends, technologischem Wandel sowie möglichen Energiekrisen und Schocks erhöhen. Diese Pfade werden auf Maßnahmen beruhen, die eine gleichzeitige Anpassungs- und Klimaschutzwirkung aufweisen sowie exogene Trends und Entwicklungen berücksichtigen.

8 Erwartete Detailergebnisse Klimaszenarien basierend auf 3 RCMs (ENSEMBLE project, A1B emission scenario), Bias-korrigiert und lokalisiert (E-OBS dataset für Europa (25x25 km) und dem INCA dataset (1x1 km) für Österreich bis 2100 Wasserkraft-Erzeugung in allen größeren Flusseinzugsgebieten in Österreich unter diesen Klimaszenarien Methodischer Ansatz zur Bewertung der Auswirkungen von Extremereignissen auf Energiesysteme Definition von Resilienz-Indikatoren für das Energiesystem Heiz- und Kühlenergiebedarf in Österreich unter verschiedenen Klimawandel-Szenarien und anderen exogenen Parametern bis 2080; Auswirkungen von Adaptionsmaßnahmen Entwicklung von Szenarien der Stromversorgung bis 2080; Resilienz hinsichtlich Unsicherheit von Klimaszenarien und Energiekrisen

9 Konsortium Technische Universität Wien, Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe, Energy Economics Group Universität für Bodenkultur, Institut für Meteorologie Universität für Bodenkultur, Institut für Wasserwirtschaft, Hydrologie und Konstruktiven Wasserbau Technische Universität Wien, Institut für Hochbau und Technologie Projektlaufzeit: bis 09/2013

10 Resilienz

11 Resilienz: Ansatz Verlust an Resilienz im Fall von Ökosystemen (Folke 2004) 1*? 0 1 Grundsätzliche Sichtweise der Resilienz von Energiesystemen im Projekt PRESENCE

12 Klimaszenarien

13 Methodik Klimaszenarien 3 Modellläufe zum A1B-Szenario aus dem ENSEMBLES-Projekt: ALADIN REMO RegCM3 Bias-Korrektur Regionalisierung Gebäude-Modellierung: regionale Clusterung und Erstellung halbsynthetischer Klimadaten

14 HSKD: Beispiel Temperatur, Cluster 3112 Klimamodelle (2 Tage gleitender Mittelwert) EOBS Daten (2 Tage gleitender Mittelwert) 15

15 Hydrologie

16 Methodik Hydrologie Zeitlich und regional aufgelöstes hydrologisches Modell für Österreich 1x1 km grid Kalibrierung Abflüsse für 141 Flusseinzugsgebiete ermittelt Ergebnisse für Abflüsse dienen als Input für HiREPS zur Ermittlung der Wasserkraftproduktion

17 Abfluss im Vergleich zu (Bsp. Aladin-Modell) 18

18 Heizen und Kühlen

19 Methodik Heizen und Kühlen Einsatz eines bauphysikalischen Modells zur Ermittlung des Energieverbrauchs und der Lastprofile in 16 Klimaregionen in Österreich und für stark disaggregierten Gebäudebestand (unterschieden nach Nutzung, Größe, Bauperiode etc) Verwendung dieser Daten im Gebäudebestands-Modell Invert/EE- Lab mit endogener Rechnung von Szenarien zu thermischer Gebäudesanierung, Heizsystemmix, Warmwasser und Kühl- Systemen bis Szenarien werden gerechnet: 4 Klimaläufe (konstantes Klima + 4 Klimamodelle) 3 Energieszenarien: Referenz, Erneuerbare, Effizienz+Erneuerbare

20 Referenzszenario Heizwärmebedarf Heizwärmebedarf Wohngebäude und Nichtwohngebäude (DL-Sektor) [TWh] Wohngebäude Nichtwohngebäude Konstantes Klima Klimamodell REMO Klimamodell REGCM3 Klimamodell ALADIN

21 Stromsystem

22 HiREPS - Modell Detailierte Kraftwerkseinsatzoptimierung und Simulation der: Der Wasserkraft Thermischer Kraftwerke Wind und Solar Des Lastflusses im Übertragungsnetz Derzeit Simulation der klimasensitiven Szenario-Läufe

23 HiREPS - Modell

24 Beispielhaftes Ergebnis: Stromerzeugung Sommer: DE+AT im 90% RES Szenario MW Stunden im 16. Juni bis 11. Juli Speicher Wasserkraft PV Wind GAS_Turbine GuD BioMass_KWK Biogas_KWK Bio_Abfälle_KWK LWK Stromnachfrage+PSP+P2H Stromnachfrage+PSP Stromnachfrage

25 Anpassungsmaßnahmen

26 Anpassungsmaßnahmen zur genaueren Analyse Forcierung dezentraler Energieerzeugung und einspeisungen Optimierung des Zusammenspiels von Erzeugung (aus diversen Quellen) und Verbrauch im Energie-Versorgungssystem bei wechselndem Angebot und Nachfrage Reduktion innerer Lasten Erhöhung Endenergieeffizienz. Forcierte Anwendung passiver und aktiver Kühlung mit alternativen, energieeffizienten und ressourcen-schonenden Technologien Anpassung von Baustandards und Normen an den Klimawandel Prüfung und ggf. Weiterentwicklung von Förderungsinstrumenten zur Berücksichtigung von Aspekten des Klimawandels im Neubau und der Sanierung Modellsimulationen werden im Hinblick auf diese Aspekte ausgewertet und interpretiert; entsprechende Schlussfolgerungen abgeleitet

27 Ausblick und nächste Schritte

28 Nächste (abschließende) Schritte bis 09/2013 Abschluss der klimasensitiven Modellläufe Resilienz-Tests für verschiedene Szenarien des Energiesystems Analyse von Adaptionsmaßnahmen Schlussfolgerungen und Empfehlungen Review-Workshops im Juni und September