Energieszenarien bis 2030: Wärmebedarf der Kleinverbraucher

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1 Energieszenarien bis 2030: Wärmebedarf der Kleinverbraucher Ein Projekt im Rahmen der Erstellung von energiewirtschaftlichen Inputparametern und Szenarien zur Erfüllung der Berichtspflichten des Monitoring Mechanisms Endbericht Ausarbeitung im Auftrag der Umweltbundesamt GmbH, Wien März 2011 Energy Economics Group (EEG) TU Wien Ansprechpartner Lukas Kranzl, Andreas Müller, Marcus Hummel, Reinhard Haas Gusshaustr Wien Tel Fax

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3 Kurzfassung Der vorliegende Bericht dokumentiert die Szenarienergebnisse für den Energiebedarf für Raumwärme und Warmwasserbereitung des österreichischen Kleinverbrauchs bis zum Jahr Erfaßt wird der Energiebedarf der Haushalte und des privaten und öffentlichen Dienstleistungssektors, nicht aber der Energieverbrauch von Gebäuden, die dem industriellen Bereich zugeordnet sind. Bei der Szenarienerstellung kam das Modell ERNSTL/EE-Lab zur Anwendung. Dieses Modell berechnet den Energieeinsatz für Wärmezwecke in Gebäuden bottom-up anhand disaggregierter Gebäudekenngrößen. Der Modellalgorithmus trifft Entscheidungen bezüglich Maßnahmen im Zusammenhang mit Gebäudesanierungen und Wärmebereitstellungssystemen und antizipiert so die Entwicklung im untersuchten Bereich. In diesem Projekt wurden zwei Szenarien erstellt. Das Szenario with measures (WM 2011 Szenario) berücksichtig bereits implementierte Maßnahmen. Das zweite Szenario with additional measures (WAM 2011 Szenario) enthält auch solche, die noch nicht umgesetzt aber bereits beschlossen wurden, beziehungsweise deren Umsetzung als nahezu gesichert anzusehen ist. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das WAM 2011 Szenario bei weitem nicht alle möglichen Maßnahmen für den Zeitraum bis 2020 bzw enthält. Daher stellt das WAM 2011 Szenario keine Obergrenze für Sanierungspotentiale oder den Einsatz an erneuerbaren Energieträgern dar. Endenergieeinsatz [PJ] WM 2011 WM 2011 sens WAM 2011 WAM 2011 sens WM 2011 WM 2011 sens WAM 2011 WAM 2011 sens Erdgas, Heizöl, elektr. Strom Biogene Energieträger, Fern- und Nahwärme, Solarthermie, Umgebungswärme Abbildung 1: Entwicklung des Endenergieeinsatzes von erneuerbaren (inkl. Fernwärme) und fossilen Energieträgern zur Wärmeversorgung der Kleinverbraucher. In allen Szenarien nimmt der Endenergieeinsatz in der Betrachtungsperiode ab. Ausgehend von einem Energieeinsatz von 323 PJ im Jahr 2007, kann dieser auf 288 PJ (2020) bzw. 260 PJ (2030) im WM 2011 und auf 279 PJ (2020) bzw. 242 PJ (2030) im 3

4 WAM 2011 Szenario gesenkt werden. Der Anteil erneuerbarer Energieträger steigt unter den zugrunde gelegten Rahmenbedingungen in allen Szenarien an. Des Weiteren wurden die folgenden fünf Maßnahmenwirkungsfelder quantifiziert und die Ergebnisse dokumentiert: Maßnahmenwirkungsfeld effizienter Neubau Auswirkungen thermischer Gebäudesanierungen im sektor Auswirkungen thermischer Gebäudesanierungen im Dienstleistungssektor Auswirkungen von Heizsystemerneuerungen im sektor Auswirkungen von Heizsystemerneuerungen im Dienstleistungssektor 4

5 Inhaltsverzeichnis 1 Inhalt des Projektes Methodik und Referenzen Kurzbeschreibung ERNSTL Ausgewählte Anwendungen / Referenzen / Projekte: Aktualisierung der implementierten Daten und Kalibrierung des Modells Basis-Szenario with measures : WM 2011 Szenario Annahmen im WM 2011 Szenario Ergebnisse des WM 2011 Szenarios Das Szenario WM-sens Sensitivitätsanalysen Szenario with additional measures : WAM 2011 Szenario Annahmen im WAM 2011 Szenario Ergebnisse des WAM 2011 Szenarios Das Szenario WAM-sens Das Szenario WAM 2011 mit CO 2 -Steuer Quantifizierung der Maßnahmenbündel im WM 2011 Szenario Maßnahmenbündel: Neubau Maßnahmenbündel: Gebäudesanierung thermisch Maßnahmenbündel: Heizsystemerneuerung Literaturverzeichnis A Anhang

6 1 Inhalt des Projektes Diese Studie beschäftigt sich mit der Erstellung von Szenarien für den Energiebedarf des Sektors Raumwärme1 und Warmwasserbereitung des österreichischen Kleinverbrauchs bis Untersuchungsgegenstand sind zwei Szenarien. Ein Szenario with measures (WM) berücksichtigt bereits umgesetzte Maßnahmen im Bereich der Gebäudeeffizienz, -Sanierung und Heizungssysteme. Ein zweites Szenario with additional measures (WAM) enthält auch solche Maßnahmen, die beschlossen aber noch nicht umgesetzt wurden. In dem zweiten Szenario werden speziell die Bereiche der Gebäudeenergieeffizienz (Wärmeschutz und Effizienz der Wärmebereitstellung) und die zur Wärmebereitstellung eingesetzten Energieträger angesprochen. Es wird darauf hingewiesen, dass das WAM 2011 Szenario bei weitem nicht alle möglichen Maßnahmen enthält. Daher stellt dieses Szenario keine Obergrenze für Sanierungspotentiale oder den Einsatz von erneuerbaren Energieträgern dar. Zu jedem der beiden Szenarien wird eine Variante mit geringerem Wirtschaftswachstum und geringerem Ölpreis gerechnet (als WM sens 2011 bzw. WAM sens 2011 bezeichnet). Zum WM 2011 Szenario wurden darüber hinaus Sensitivitätsanalysen hinsichtlich des Energiepreises sowie der Förderhöhen für erneuerbare Energieträger gerechnet. Im WAM 2001 Szenario erfolgt eine Analyse der Auswirkungen einer Gegenfinanzierung der Fördermaßnahmen über eine geringe CO 2 -Steuer in der Höhe von 10 /t. Des Weiteren wurden die folgenden fünf Maßnahmenwirkungsfelder quantifiziert und die Ergebnisse dokumentiert: Maßnahmenwirkungsfeld effizienter Neubau Auswirkungen thermischer Gebäudesanierungen im sektor Auswirkungen thermischer Gebäudesanierungen im Dienstleistungssektor Auswirkungen von Heizsystemerneuerungen im sektor Auswirkungen von Heizsystemerneuerungen im Dienstleistungssektor Als Ausgangsjahr wurde das Jahr 2007 gewählt. Im Bericht zu den Szenarien des Raumwärmesektors aus dem Jahr 2009 (Haas et al 2009) wurde der Zeitraum von als Stützperiode zur Modellkalibrierung herangezogen. In diesem Bericht dienen die Daten der Statistik-Austria aus der Energiebilanz 2010 als Basis zur Modellkalibrierung bis zum Jahr Analog wie im Bericht aus dem Jahr 2009 kann es für das Ausgangsjahr bei den Energieverbräuchen zu geringen Abweichungen zwischen den benutzen Basisdaten (Statistik Austria) und denen des Modells kommen. 1 Inklusive Raumklimatisierung 6

7 2 Methodik und Referenzen Die Studie basiert methodisch auf der Anwendung des Modells ERNSTL (Energetisches Raumwärme-Simulations-Tool: Modellierung des Gebäudebestandes) auf den österreichischen Gebäudebestand. Der Basisalgorithmus des Softwaretools ERNSTL wurde von Schriefl (2007) im Zuge seiner Dissertation, aufbauend auf dem Prinzip des Modells INVERT entwickelt. Mit dem Modell ERNSTL lassen sich Szenarien des Energiebedarfes für Wärme (Raumwärme und Warmwasser) von Wohn- und Dienstleistungsgebäuden ermitteln und die Auswirkungen von verschiedenen Förderinstrumenten in Jahresschritten abbilden. In dem vorliegenden Projekt wurde die letzte Modellversion ERNSTL/EE-Lab, verwendet, die hinsichtlich der Rechenzeiten beschleunigt und vor allem hinsichtlich einiger zusätzlicher Eingabe-Ausgabe- Möglichkeiten im Vergleich zur Modellversion aus dem Jahr 2008/2009 erweitert wurde. 2.1 Kurzbeschreibung ERNSTL Basisalgorithmus des Modells ist ein stochastischer, nicht rekursiver, myopischer, betriebswirtschaftlicher Optimierungsalgorithmus mit der Zielfunktion minimiere Kosten (alternativ dazu sind folgende Minimierungszielfunktionen möglich: soziale Kosten; Energiebedarf; CO2-Emissionen). Die Lösungen müssen den folgenden Nebenbedingungen genügen: Ressourcenverfügbarkeit (Potenziale) Marktdurchdringungsraten von Technologien Max. Austausch- u. Renovierungsraten Minimale und maximale technische Lebensdauern Aktualisierung der Gebäudedaten auf Stand 2007: Als Datenbasis für den aggregierten, bestehenden Gebäude- und Heizungsbestand und den damit einhergehenden nationalen Energieverbrauch werden die vorhandenen Publikationen der Statistik Austria herangezogen. Im Bereich disaggregierter Daten werden Datenbanken der Autoren verwendet (Biermayr, 1998; Schriefl, 2007), wobei der Abgleich aller verwendeten Daten mittels nationaler Statistiken erfolgt. Zusammenfassend können folgende wesentlichen Quellen angegeben werden: Gebäudedaten: Statistik Austria, 2004, Gebäude- und Wohnungszählung 2001 ; Statistik Austria, 2006, Schriftenserie Wohnungen 2002 bis Wohnen 2009 ; Statistik Austria, , Arbeitsstättenzählung 2001, Statistik Austria: Blick auf die Gemeinde: 4.27 Fertiggestellte Gebäude mit Wohnungen und Merkmale: Gebäude und Wohnungen ; Statistik Austria, 2009, Errichtung von Gebäuden und Wohnungen: Baubewilligungen und Fertigstellungen , Statistik Austria, 2009, Heizungen 2003/2004, 2005/2006 und 2007/2008. Energieverbrauch und Energieverbrauchsstrukturen: Statistik Austria, 2005, Nutzenergieanalyse 2008 ; Statistik Austria, 1997, Energieverbrauch der Haushalte 1996/1997, Mikrozensuserhebungen der Statistik Austria; Statistik Austria, 2009, Energieeinsatz der Haushalte 2003/2004, 2005/2006 und 2007/2008 7

8 Tabelle 1 zeigt die aktuelle Anzahl der Gebäude und Wohneinheiten, aufgeschlüsselt nach 3 Bauperioden sowie deren Sanierungszustand in der verwendeten Modellkalibrierung. Tabelle 1. Anzahl an Gebäuden und Wohneinheiten von (1000 Gebäude) (1000 Wohneinheiten) WG, vor 1945, unrenoviert WG, vor 1945, renoviert WG, , unrenoviert WG, , renoviert WG, , unrenoviert WG, , unrenoviert NWG, vor Abgebildet wurde der österreichische Gebäudebestand anhand der folgenden Gruppen: : o 4 Gebäudegrößen (EFH, ZFH, kl. MFH, gr. MFH) o 8 Bauperioden (vor 1919, 1919 bis 1944, 1945 bis 1960, 1961 bis 1970, 1971 bis 1980, 1981 bis 1990, 1991 bis 2002 und Neubauten) o sanierte Bauten und nicht sanierte Bauten Dienstleistungsgebäude: o 7 Typen (Hotels oder ähnliche Gebäude, Bürogebäude, Gebäude des Groß- oder Einzelhandels, Gebäude des Verkehrs- oder Nachrichtenwesens, Werkstätten, Industrie- oder Lagerhallen, Gebäude für Kultur- oder Freizeitzwecke bzw. des Bildungs- oder Gesundheitswesens, sonstige Gebäude) o 1 bis 4 Bauperioden o 1 bis 3 Größenklassen Die folgenden politischen Instrumente sind implementiert: Technologische Standards (konditionale) Förderungen Einsatzpflicht von erneuerbaren Heizsystemen Steuern verpflichtender Austausch von Heizungssystemen Renovierungsmaßnahmen Im Modell können die folgenden Maßnahmen an der Gebäudehülle vorgenommen werden: Wärmedämmung der Fassade Wärmedämmung der obersten Geschoßdecke Wärmedämmung der untersten Geschoßdecke Austausch der Fenster Instandsetzung der Fassade ohne Wärmedämmung 8

9 Diese Maßnahmen können einzeln oder in Kombination durchgeführt werden. Für den Fall, dass entweder die Fassade und Fenster bzw. die gesamte Gebäudehülle gleichzeitig saniert wird, ergeben sich gegenüber der Einzelsanierung Kostenreduktionen. In den vorliegenden Modellrechnungen wurde das Modell hinsichtlich der erreichten bzw. zu erreichenden Sanierungsrate gemäß der politischen Zielsetzungen einerseits sowie der getroffenen Maßnahmen andererseits kalibriert (siehe auch Kapitel 3). Neben der Sanierung der Gebäudehülle sind Änderungen am Wärmebereitstellungssystem implementiert. Dabei wird zwischen der Warmwasseraufbereitung und der Raumwärmebereitstellung unterschieden. Die Warmwasseraufbereitung kann wie folgt erfolgen: Integriert im System zur Raumwärmebereitstellung, jeweils mit oder ohne solarthermische Unterstützung. Elektrisch betriebener Durchlauferhitzer oder Boiler (Normal- oder Nachtstrom) Gastherme Warmwasserwärmepumpe Solarthermische Stand-alone Wärmebereitstellung Für die Raumwärmebereitstellung stehen dem Algorithmus die folgenden Technologien zur Verfügung: heizung: Hier wird zwischen dezentralen Einzelöfen ohne hydraulische Wärmeverteilung und zentralen Heizkesseln mit hydraulischem Verteilungssystem unterschieden. Für kessel gilt die Restriktion, dass diese im Falle eines Kesseltausches nur in kleinen n im ländlichen Raum eingesetzt werden dürfen. Hackgutheizung: Hackgutheizanlagen dürfen nur im ländlichen Raum eingesetzt werden. heizung: Diese werden nach Einzelöfen ohne hydraulischen Wärmeverteilungssystem, kesseln in Etagenheizungsbauweise ohne gebäudezentraler Wärmeverteilung und kesseln zur zentralen Wärmeversorgung unterschieden. Gasheizung: Diese sind als Gasetagenheizungen sowie Zentralheizungen mit und ohne Brennwerttechnik abgebildet. Ölheizung: Es wird zwischen Einzelöfen sowie Zentralheizungen mit und ohne Brennwerttechnik unterschieden. Neue Einzelöfen dürfen nicht mehr verbaut werden. kessel: Der Einsatz von neuen kesseln ist nur als Ersatzmaßnahme erlaubt, der Energieträgerwechsel auf hingegen nicht. Fernwärmeversorgung: Die Versorgung wird unterschieden nach dem Versorgungsgebiet der Fernwärme-Wien und sonstigen nicht-biogenen Fernwärmesystemen. Fernwärmeversorgung durch Biomasse: Jedem Gebäudesegment wird auf Basis von Zufälligkeiten zugeordnet, ob Biomasse-Nahwärme vorhanden ist oder nicht. Jährlich wird 10% der Gebäude ohne Nahwärmeanschluss die Möglichkeit eines Biomasse-Nahwärmeanschlusses geboten. 9

10 Der Zuordnung des Primärenergieträgers im entsprechenden Fernwärmesystem wird in dem vorliegenden Projekt nicht prioritär behandelt, da der Fernwärme- Sektor im parallel durch die AEA durchgeführten Projekt zur Energieversorgung abgedeckt wird. Wärmepumpen: Im Modell werden die folgenden Wärmepumpensysteme unterschieden: Luft-Wasser Wärmepumpen (LW-WP), Sole-Wasser Wärmepumpen mit Tiefenbohrung (SWT-WP) oder mit Horizontalkollektoren (SWF-WP) bzw. Wasser-Wasser Wärmepumpen (WW-WP). Die beiden letztgenannten stehen im städtischen Raum nicht zur Verfügung. Im ländlichen Raum wird jedem Gebäudesegment zugeordnet, ob a) die Grundlagen zur Installation einer ordnungsgemäßen WW-WP gegeben sind, b) Tiefenbohrung möglich ist und c) die für Horizontalkollektoren zur Verfügung stehende Fläche (unter der Annahme einer möglichen Leistungsabgabe von 25 W/m² Kollektor) vorhanden ist. Die Vorlauftemperatur des Heizungssystems im Gebäudealtbestand (Errichtungsjahr vor 1992) wird in Abhängigkeit der ursprünglichen Vorlauftemperatur und der Gebäudeheizlast vor und nach der Sanierung errechnet. Elektrische Widerstandsheizungen: Sind als Einzelkonvektoren und Nachtspeicheröfen ohne Wärmeverteilungssystem sowie zentrale Stromdirektheizungen mit zentraler Wärmeverteilung ausgeführt. Alle oben genannten Heizungssysteme mit zentraler Wärmeverteilung können mit Solaranlagen, entweder zur Warmwasserbereitstellung oder zur Unterstützung der Raumwärmebereitstellung kombiniert werden. Des weiteren können zentrale Heizungssysteme mit oder ohne integrierte Warmwasserbereitstellung ausgestattet werden. 2.2 Ausgewählte Anwendungen / Referenzen / Projekte: Ausgewählte bisherige Anwendungen des Modells ERNSTL bzw. dessen Ausgangsmodell INVERT sind: Haas R., Biermayr P., Kranzl L., Müller A., Schriefl E. (2007): Wärme und Kälte aus Erneuerbaren 2030 Endbericht. Im Auftrag des Dachverbands Energie-Klima und der Wirtschaftskammer Österreich. (Modell-Simulationen für den österreichischen Gebäudebestand) Biermayr P., Cremer C., Faber T., Kranzl L., Ragwitz M., Resch G., Toro F. (2007): Bestimmung der Potenziale und Ausarbeitung von Strategien zur verstärkten Nutzung von erneuerbaren Energien in Luxemburg Endbericht. Im Auftrag der Luxemburger Regierung. (Modell-Simulationen für den Luxemburger Gebäudesektor) Projekt im Rahmen der Energiesysteme der Zukunft: Szenarien der gesamtwirtschaftlichen Marktchancen verschiedener Technologielinien im 10

11 Energiebereich, EEG, 2009 (Modell-Simulationen für den österreichischen Gebäudesektor) Projekt in Kooperation mit ARC System Research (Koordinator) und BOKU Wien: reclip:tom Research for climate protection, laufend, Projektabschluss voraussichtlich März 2009 (Modell-Simulationen für den österreichischen Gebäudesektor) Projekt mit FhG-ISI/Karlsruhe im Auftrag des deutschen Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit: Ergänzende Untersuchungen und vertiefende Analysen zu möglichen Ausgestaltungsvarianten eines Wärmegesetzes, laufend, voraussichtlicher Projektabschluss April 2009 (Modell-Simulationen für den Gebäudesektor in Deutschland) Intelligent Energy Projekt (EIE/06-214): Refund individual investments in RES heating systems through direct tax measures Refund+, laufend, voraussichtlicher Projektabschluss Mai (Assistenz bei der Modellsimulation der Fallstudien Polen und Litauen) FWF-Projekt Optimal Supply of Residential Buildings with Energy Services from Society s Point-of-view (Modell-Simulationen für den österreichischen Gebäudesektor) Nast M., Leprich U., Ragwitz M., Bürger V., Klinski S., Kranzl L., Stadler M. (2006): Eckpunkte für die Entwicklung und Einführung budgetunabhängiger zur Marktdurchdringung erneuerbarer Energien im Wärmemarkt Endbericht. Im Auftrag des deutschen Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. Dezember 2006 (Modell-Simulationen für den Gebäudesektor in Deutschland) Altener Projekt (Altener contract /Z/02-094) Investing in RES & RUE technologies: Models for saving public money (INVERT) abgeschlossen (Erstellung des Software-Tools Invert und Modell-Simulationen für Fallstudien in Deutschland, Dänemark, Frankreich, Griechenland, Österreich, Polen, UK) Intelligent Energy Projekt: Policy development for improving RES-H/C penetrations in European Member States RES-H Policy, laufend, Projektabschluss April (Modellsimulationen für die Länder Österreich (separat auch Oberösterreich), Griechenland, Vereinigtes Königreich,Niederland, Polen und Litauen) Projekt Erarbeitung einer Integrierten Wärme- und Kältestrategie im Auftrag des deutschen Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, laufend, Projektabschluss voraussichtlich März

12 3 Aktualisierung der implementierten Daten und Kalibrierung des Modells Für die Analyse des Energieverbrauches im österreichischen Gebäudesektor werden im Wesentlichen die Beschreibung des Gebäudebestandes, Kosten von Wärmebereitstellungstechnologien und Sanierungsmaßnahmen, Klimadaten und die für die Raumwärmebereitstellung zur Verfügung stehenden Biomasse-Potenziale benötigt. Im Rahmen dieses Arbeitspakets wurden die folgenden Modell- und Datenupdates gegenüber dem Vorgänger-Projekt im Jahr 2009 durchgeführt: - Klimaänderung: Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Heizgradtage wurden in das Modell integriert. Die Daten wurden in Abstimmung mit WIFO und dem Projekt KlimAdapt (Kranzl et al 2010) ermittelt. Dabei wurde einerseits der aktuelle Wert der Heizgradtage auf 3250 Kd reduziert. Weiters erfolgt eine Reduktion der Heizgradtage bis 2030 auf etwa 3000 Kd. - Die Effizienzen der Heizungssysteme im historischen Bestand wurden in Abstimmung mit WIFO reduziert. Dies bewirkt, dass Heizsystemwechsel einen stärkeren Rückgang des Endenergieeinsatzes zur Folge haben. Es zeigt sich, dass dies konsistent mit den aktuellen Werten der Energiebilanz ist (siehe unten). - Aufgrund des geringeren Wirtschaftswachstum (bzw. der verringerten Prognose des Wirtschaftswachstums bis 2030) wurde das Wachstum des Gebäudebestands im Dienstleistungssektor in Abstimmung mit WIFO reduziert. - Die Qualität der thermischen Sanierungsmaßnahmen wurde erhöht. Auch dies führt zu einer höheren Konsistenz mit den aktuellen Daten aus der Energiebilanz. - Auf Basis dieser Änderungen erfolgt eine neuerliche Kalibrierung auf die Energiebilanz Die Energiebilanz 2010 zeigt einen stärkeren Knick im Energieeinsatz in Richtung Stabilisierung bzw. Abnahme, als dies noch vor zwei Jahren ersichtlich war. Zusätzlich erfolgt die Anpassung des Erdgas-Einsatzes im Dienstleistungssektor (Erhöhung um 9,8 PJ) in Abstimmung mit den Daten des Umweltbundesamts. 12

13 4 Basis-Szenario with measures : WM 2011 Szenario Inhalt dieses Kapitels ist ein mit Hilfe des Simulationstools ERNSTL erstelltes Referenz- Szenario bis zum Jahr 2030 für den österreichischen Raumwärme- und Warmwassersektor im Gebäudebereich2. Erfasst wird der dafür eingesetzte Energieverbrauch der Haushalte sowie des privaten und öffentlichen Dienstleistungssektors, nicht aber der Energieverbrauch von Gebäuden die dem industriellen Bereich zugeordnet sind. Dieses Szenario berücksichtigt Förderungsmaßnahmen ( with measures, WM Szenario) die bereits implementiert sind. Solche die beschlossen aber noch nicht umgesetzt wurden, sind dem WAM Szenario vorenthalten. Sensitivitätsanalysen3 im Hinblick auf die Endverbraucherpreise (Preise fossiler und biogener Brennstoffe) sind am Ende des Kapitels bzw. im Anhang dargestellt. 4.1 Annahmen im WM 2011 Szenario Energiepreisentwicklung Die Abbildung 1 zeigt die Entwicklung der Energiepreise für Haushalte im WM 2011 Szenario. Gegenüber den Energiepreisen von 2008 ergeben sich in der Periode folgende (inflationsbereinigte) Änderungen: Strompreis steigt um 37% Gaspreis steigt um 39% Preis für Heizöl steigt um 28% Preise für biogene Energieträger steigen um 27% preis steigt um 54% Die Energiepreise für Fernwärme steigen um 25% 2 Die nachfolgend verwendete Nomenklatur Nicht- bezieht sich hier alleinig auf die öffentlichen und privaten Dienstleistungsgebäude und lässt die Gebäude des produzierenden Bereichs außen vor. 3 Je Parameter, die wie oben beschrieben auf deren Sensitivität untersucht werden, werden zwei Variationen durchgeführt. 13

14 Energiepreise Haushalte [ /MWh] Erdgas Heizöl Hackgut Elektr. Strom Nahwärme Biomasse Fernwärme Wien 20 0 Abbildung 1: Energiepreisentwicklung für Haushalte (Preise in 08) Förderungen Die folgenden Förderungen für Heizanlagen sind im WM 2011 Szenario unterstellt. Tabelle 2: Förderzuschüsse für Heizanlagen Heizungsart Zuschuß Maximaler Zuschuß kessel 20% 2300 Hackgutkessel 20% 3000 kessel 23% 2800 Fernwärme 15% - Biomasse Nahwärme 23% - Wärmepumpe 5-15% Solartherm. Warmwasseraufbereitung 25% 3500 (max / WE) Solartherm. Kombianlagen 20% 3500 Für thermischen Sanierungsmaßnahmen, die die Gebäudehülle umfassen, führen zu folgender Verbesserung der U-Werte: 14

15 Tabelle 3: Verbesserung der U-Werte nach Sanierung verschiedener Gebäudeelemente in verschiedenen Gebäudeklassen Verbesserung der U-Werte bei Renovierung Oberste Geschoßdecke Fassade Fenster Keller Szenario WM 2011 Baujahr [W/m2K] [W/m2K] [W/m2K] [W/m2K] ,1-0,7 0,1-0,5 0,7-1,9 0,1-0, ,1-0,8 0,1-0,7 0,7-2,0 0,1-0, ,1-0,8 0,2-0,9 0,7-1,8 0,5-0, ,1-0,8 0,2-0,8 0,7-1,5 0,5-0, ,1-0,2 0,2-0,3 0,7-1,0 0,3-0, ,1-0,2 0,2-0,3 0,7-1,0 0,2-0, ,0-0,1 0,1-0,2 0,7-0,8 0,1-0,2 Dienstleistungsgebäude ,1-0,8 0,4-0,9 0,5-2,1 0,3-0,5 15

16 4.2 Ergebnisse des WM 2011 Szenarios Die Entwicklung des Energieverbrauches im WM 2011 Szenario ist in Abbildung 2, aufgeschlüsselt nach Energieträgern, dargestellt. Generell zeigt sich zum einen der fallende gesamte Energieeinsatz. Nur wenige Energieträger nehmen auch in absoluten Zahlen zu. Es sind dies vor allem, Solarthermie und Umgebungswärme. Fernwärme bleibt in absoluten Zahlen mehr oder weniger konstant und gewinnt damit an Marktanteilen. Die stärkste Reduktion zeigt sich bei Heizöl. Auch der Einsatz von Scheitholz und Erdgas gehen aufgrund von Sanierungsaktivitäten einerseits und Heizsystemwechsel andererseits zurück. 350 Endenergieeinsatz Raumwärme und Warmwasser [PJ/a] Fernwärme und Biomasse Nahwärme Elektr. Strom Hackgut Heizöl Erdgas Umgebungswärme Solarthermie Abbildung 2: Energieeinsatz für Raumwärme und Warmwasserbereitstellung im WM 2011 Szenario nach Energieträgern Die Unterschiede zwischen Wohn- und Dienstleistungsgebäuden zeigen sich vor allem im Anteil von, der in Dienstleistungsgebäuden praktisch null ist. Weiters können sich in diesem Szenario Hackgut-Anlagen im Dienstleistungssektor aufgrund günstigerer economies of scale etwas besser durchsetzen. Der Anteil der Solarthermie und Umgebungswärme ist im sektor etwas höher. Der Rückgang von Heizöl zeigt sich in beiden Kategorien und ist in diesem Szenario damit ein allgemeiner Trend. 16

17 Endenergieeinsatz Raumwärme und Warmwasser - Haushalte [PJ/a] Fernwärme und Biomasse Nahwärme Elektr. Strom Hackgut Heizöl Erdgas Umgebungswärme Solarthermie Endenergieeinsatz Raumwärme und Warmwasser - Dienstleistungsgebäude [PJ/a] Fernwärme und Biomasse Nahwärme Elektr. Strom Hackgut Heizöl Erdgas Umgebungswärme Solarthermie Abbildung 3: Energieeinsatz für Raumwärme und Warmwasserbereitstellung im WM 2011 Szenario nach den Gebäudetypen: sowie private und öffentliche Dienstleistungsgebäude Klimatisierung Daten oder Szenarien für den Bereich der Raumklimatisierung in Österreich sind in der Literatur in geringer Zahl und ausschließlich als aggregierte Schätzungen verfügbar. Wesentliche Quellen, die einfachen Plausibilitätskontrollen stand halten, sind Blümel et al. (2005) welche im Projekt COOLSAN Kältetechnische Sanierungskonzepte für Büro- und Verwaltungsgebäude einen Szenarienwert für den Energieverbrauch für Klimatisierung im Jahr 2010 nennen und Adnot et al. (2003)4, die im Projekt Energy Efficiency and Certification of Central Air Conditioners (EECCAC) Szenarienwerte bis 2020 darstellt. Dalin et al. (2006) führt für Österreich im Falle einer gesättigten Klimatisierungsnachfrage einen Strombedarf von 1 TWh (Sättigungslevel EU15), 4 TWh (Sättigungsniveau: 40%, 60% der Dienstleistungsgebäude werden klimatisiert) und 8 TWh für den Fall einer Sättigung auf dem Niveau der USA von (Sättigungsniveau: 70% der, 73% der Dienstleistungsgebäude werden klimatisiert) an. Aus den genannten Quellen wurde ein plausibles Modell für den Energieverbrauch für Raumklimatisierung in Österreich erstellt (siehe Haas et al., 2007). Diese Literaturdaten wurden auch in (Haas et al. 2009) bereits dargestellt. Hier wurden diese nun auf Basis von Kranzl et al (2010) sowie (Zoll 2010) aktualisiert. Insbesondere die Daten des Nicht-sektors sowie der derzeitige Stand der Diffusion konnte so aktualisiert werden. 4 Adnot et al. gibt für 2005 einen Energiebedarf von 549 GWh bei einer gekühlte Fläche von 26 Mio. m² an. 17

18 Tabelle 4: Kalkulation des Stromverbrauchs für Raumklimatisierung in Österreich (Quelle: EEG (2008), Hintergrunddaten siehe Fußnote a der Tabelle) Gebäudekategorie Anzahl 2007 Anzahl 2020 Anzahl 2030 Fläche Schnitt Stromverbrauch Nichtklimaklimaklimaklimaklimaklimaklimaklimaklimat Teil- Voll- Nicht- Teil- Voll- Nicht- Teil- Voll Stk Stk Stk m2 % % % % % % % % % GWh GWh GWh EFH 1,266,729 1,374,576 1,419, ZFH 217, , , MFH gr. 59,438 64,853 67, MFH kl. 131, , ,794 1, Schulen 19,200 20,801 21,248 1, Krankenh , Sport 1,976 2,434 2, Hotels gr. 1,642 2,023 2,170 5, Hotels kl. 25,310 31,176 33,428 1, Büro gr. 6,657 8,199 8,792 2, Büro kl. 18,632 22,949 24, Büro Whg 8,215 10,118 10,850 1, Handel gr. 16,555 20,391 21, Handel kl. 41,663 51,318 55, Energiebedarf gesamt (GWh) Die Daten, die in diesem Projekt dem Modell zugrunde liegen, sind in Tabelle 4 dargestellt. Der daraus resultierende Energiebedarf steigt von 420 GWh im Jahr 2007 auf 883 GWh 2020 und 1438 GWh im Jahr 2030 an. Die getroffenen Annahmen unterstellen ein Sättigungsniveau von 4 TWh. Dieses Szenario ist somit als ein tendenziell klimatisierungsintensives Szenario zu sehen. In Kranzl et al (2010) sind weitere Szenarien zur Diffusion klimatisierter Gebäudeflächen sowie entsprechende Maßnahmen zur Reduktion dieses Trends beschrieben und diskutiert Strombedarf Klimatisierung [GWh] Abbildung 4: Stromeinsatz für Kühlen in Österreich 18

19 Aus den oben dargestellten Ergebnissen für den Strombedarf zur Raumklimatisierung kann abgeleitet werden, dass der Energiebedarf zur Raumklimatisierung auch 2020 im Vergleich zum Energieeinsatz zur (Raum-) Wärmebereitstellung gering (siehe Abbildung 5) sein wird. Gemessen am Endenergieeinsatz zur Raumwärme- und Warmwasserbereitstellung steigt der Stromeinsatz zur Klimatisierung in den von uns durchgeführten Analysen auf 2% bis Zieht man nur den Stromeinsatz heran, ist die Raumklimatisierung in 2020 für 16% des Verbrauches verantwortlich und 2030 für knapp 39%. Vergleicht man den Strombedarf für Raumkühlung mit dem Strombedarf für Raumheizung ergibt sich ein noch schärferes Bild: derzeit ist der Strombedarf zur Raumheizung etwa 10 mal höher als zur Raumkühlung, im Jahr 2020 wird er nur noch 3 mal so hoch sein und bis 2030 wird der Strombedarf für Raumkühlung schon eineinhalb mal so hoch sein, wie der Strombedarf zur Raumheizung. Strombedarf [PJ] Strom, Raumwärme / Warmwasser Strom, Raumkühlung 2,0% 1,8% 1,6% 1,4% 1,2% 1,0% 0,8% 0,6% 0,4% 0,2% Kühlung im Verhältnis zu Raumwärme und Warmwasser ,0% Abbildung 5: Gegenüberstellung: Energiebedarf für Raumwärme und Klimatisierung (Raumkühlung). 19

20 Sanierungs- und Kesseltauschraten Ausgehend von einer derzeitigen Kesseltauschrate von etwa 1,5% steigt diese bis 2020 auf etwa 3,6% und bis 2030 auf gut 4% p.a. an. Die in Abbildung 6 dargestellten Sanierungsraten beziehen sich auf Maßnahmenbündel, die einer umfassenden Sanierung entsprechen, und liegen daher unter den üblicherweise kolportierten Zahlen (etwa 1% p.a). Diese beziehen sich alleinig auf die Anzahl der Gebäude bei denen Maßnahmen vorgenommen werden, berücksichtigen aber den Renovierungsgrad nicht. Im WM 2011 Szenario steigen die Sanierungen, in umfassenden Sanierungsäquivalenten ausgedrückt, von etwa 0,6% p.a. auf 1,2% (2020) bzw. 1,3% (2030) bei n und auf 1,2% (2020) bzw. 1,6% (2030) bei Dienstleistungsgebäuden an. 4,5% Sanierungs- und Kesseltauschraten [%] 4,0% 3,5% Kesseltauschraten 3,0% Sanierungsrate 2,5% Sanierungsrate Dienstleistungsgebäude 2,0% 1,5% 1,0% 0,5% 0,0% Abbildung 6: Sanierungs- und Kesseltauschraten im WM 2011 Szenario 20

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