Ansätze und Strategien für ein Nachhaltiges Energiesystem der Zukunft

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1 Ansätze und Strategien für ein Nachhaltiges Energiesystem der Zukunft Gerhard Faninger Alpen-Adria Universität Klagenfurt Institut für Interventionsforschung und Kulturelle Nachhaltigkeit (IKN) Kurzfassung: Es werden Ansätze und Strategien zur Transformation des aktuellen Energiesystems in ein nachhaltiges Energiesystem in einer Kreislaufwirtschaft, in Verbindung mit höchstmöglicher Effizienz bei Erzeugung und Nutzung zur Diskussion gestellt. Dezentralen Energiesystemen mit regional verfügbaren erneuerbaren Energieträgern wird gegenüber zentral organisierten Energiesystemen der Vorzug gegeben. Regionale Energiekonzepte bringen eine höhere Versorgungssicherheit sowie auch Vorteile in der Wertschöpfung der Region. Günstige Voraussetzungen für eine Realisierung. Optimal erscheint in regionalen Energiekonzepten die Kombination von dezentralen Systemen mit einem überregionalen System: Das dezentrale Energiesystem wird von einem zentralen Stromnetz (z.b. mit Anteilen von PV- Strom und Wind-Strom) unterstützt, und Überschussstrom aus den dezentralen Energie-Einheiten wird in das zentrale Netz eingespeist. Die Planung eines regionalen nachhaltigen Energiesystems erfordert eine systematische Vorgehensweise unter klaren Vorgaben bzw. Zielen. Planung eines nachhaltigen Energiesystems und die erforderlichen Maßnahmen zur Realisierung werden am Beispiel einer Strategie für die Realisierung der Energiewende im Bundesland Kärnten illustriert. Keywords: Energiewirtschaft und Energiepolitik im Wandel. Optionen für ein nachhaltiges Energiesystem der Zukunft. Planung der Energiewende. Marktfaktoren der Energiewende. Technische und realistische Potentiale für Energie-Effizienz und Erneuerbare Energie. Überwindung von Barrieren und Hemmnissen bei der Umsetzung der Energie-Transformation. Strategie und Szenarien für die Realisierung der Energiewende im Bundesland Kärnten bis Seite 1 von 40

2 1. Die Energiewirtschaft am Wendepunkt Mit der Entdeckung /Verfügbarkeit fossiler Energieträger Mitte des 19. Jahrhunderts konnte eine rasche technische Entwicklung vorangetrieben werden. Wie keine andere Technik hat die Energietechnik die Menschheitsgeschichte von nun an geprägt: das Industrie-Zeitalter wurde eingeleitet, verbunden mit einem rasanten Anstieg des Energieverbrauches. Die Weltwirtschaft hat sich entscheidend verändert. Die derzeitige Energiewirtschaft erfüllt nicht die Kriterien an eine nachhaltige und damit zukunftsorientierte Energieversorgung. In den Vorräten begrenzte fossile und nukleare Energieressourcen einerseits und die Bedrohung der Umwelt und des Lebensraums durch klimarelevante Treibhausgase und radioaktive Strahlen (Unfälle in Atomkraftwerken und ungelöstes Problem zur sicheren und langfristigen Endlagerung von radioaktivem Abfall) andererseits sind überzeugende Argumente für eine Umstrukturierung unserer derzeitigen Energieversorgung mit dem Ziel einer höheren Effizienz bei Erzeugung und Verwendung, in Verbindung mit einem verstärkten Einsatz nachhaltiger und umweltschonender Energieträger. Verfügbarkeit von Fossilen und Nuklearen (Kernspaltung) Ressourcen Bedrohung der ERDE durch die Energieversorgung Nuklear (Uranium) Coal Gas Bestehende Felder Erwartete Felder (??) Emissionen bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe Radioaktive Belastung bei nuklearen Reaktorunfällen Ungelöstes Problem der sicheren Endlagerung von radioaktivem Abfall Oil Jahre 2. Energiepolitik im Wandel Orientierte sich die Energiepolitik in den Jahren der ersten Ölpreis-Krise - mit der Gründung der Internationalen Energieagentur IEA an der Verringerung der Auslandsabhängigkeit in der Energieversorgung, so wurde in den folgenden Jahren die Bedrohung unseres Lebensraumes durch Energiebedingte Treibhausgase zum vorherrschenden Thema der nationalen und internationalen Energiepolitik. Die Notwendigkeit einer Transformation des auf fossilen Energieträgern basierenden Energiesystems wurde im letzten Jahrzehnt durch an Intensität und Häufigkeit auftretenden Wetterkapriolen bestärkt. Die globale Erwärmung mit schwerwiegenden Konsequenzen für Mensch, Flora und Fauna wurde zu einem Zukunftsproblem. Die Energiepolitik wurde in den EU-Mitgliedsländern neu orientiert. Ziel ist es, fossile Energieträger bereits mittelfristig (2050) durch erneuerbare Energieträger zu substituieren und auf den Einsatz von Nuklearenergie zu verzichten. Als spätester Termin für die globale Energiewende wird 2100 gefordert: UNO-Klimabericht Seite 2 von 40

3 Die Energiepolitik im Wandel (1) Die Energiepolitik im Wandel (1) Bis 1975 Bis 1975 Bis zum Zeitpunkt der Öl-Preis-Krise Mitte der 1970er Jahre war die Frage der Energieversorgung kein Thema der internationalen und nationalen Politik. Die Gestaltung der Energieversorgung wurde der Energiewirtschaft überlassen Der sprunghafte Anstieg des Ölpreises von Seiten der Öl-Lieferländer führte zum Umdenken in den Industriestaaten: Der Auslandsabhängigkeit in der Energieversorgung muss entgegengewirkt werden. Gründung der Internationalen Energieagentur, IEA als Teilorganisation der OECD. Der Energieforschung wurde neu definiert. Damit wurde die Transformation des auf fossilen Energieträgern basierenden Energiesystems eingeleitet. Die Energiepolitik im Wandel (2) Die Energiepolitik im Wandel (2) Die Notwendigkeit einer Energiewende wurde durch Intensität und Häufigkeit auftretender Wetterkapriolen bestärkt: eine rasche Klimaänderung, bedingt durch den Ausstoß von energiebedingten und umweltwirksamen Kohlendioxid-Emissionen kann nicht ausgeschlossen werden, die globale Erderwärmung mit schwerwiegenden Konsequenzen für Mensch, Flora und Fauna wurde zu einem Zukunftsproblem. Seit 2008 Seit 2008 Von Seiten der EU-Kommission werden Zielvorgaben für Maßnahmen zur Energie-Effizienz, Markteinführung Erneuerbarer Energieträger und damit zur Reduktion von umweltrelevanten CO 2 -Emissionen zur Umsetzung in den EU-Mitgliedsländern gemacht. Seite 3 von 40

4 ENERGIENEUDENKEN Die Notwendigkeit der Umstrukturierung der derzeitigen Energieversorgung auf ein Nachhaltiges Energiesystem wird nun auch von der IEA anerkannt. In der Energiestrategie Österreich wird eine Energiewende bis 2050 angestrebt. ENERGIENEUDENKEN ENERGIENEUDENKEN Das Weltenergiesystem steht an einem Scheideweg. Die derzeitigen weltweiten Trends von Energieversorgung und Energieverbrauch sind eindeutig nicht zukunftsfähig. Es braucht nichts Geringeres als eine Energierevolution. Internationale Energieagentur, IEA/OECD Energiestrategie Österreich EU-Zielvorgaben für das Energieaufkommen in den EU-Mitgliedsländern Beschlossen Beschlossen 2014 Verbesserung der Energie-Effizienz Aufbringung und Verbrauch + 20% + 27% Verstärkter Einsatz Erneuerbarer Energie + 20% + 27% Reduktion der energiebedingten und umweltrelevanten CO 2 -Emission - 20% - 30% Seite 4 von 40

5 3. Optionen für Nachhaltige Energiesysteme Für den Aufbau eines zukunftsorientierten nachhaltigen Energiesystems stehen zwei Optionen zur Auswahl: (1) Aufbau eines zentralisiert organisierten Energiesystems in internationaler Zusammenarbeit: Sonnenenergie anstelle von Erdöl und Erdgas war die Vision. (2) Entwicklung regionaler Energiekonzepte mit überregionaler Abstimmung. Optionen für den Aufbau eines Nachhaltigen Energiesystems Optionen für den Aufbau eines Nachhaltigen Energiesystems Globales Energiesystem Solare Wasserstoff-Energiewirtschaft PV-Anlage Regionale Energiesysteme Mit erneuerbarer Energie aus der Region Wohngebäude Lokales BHKW Speicher Speicher Speicher Energie- Management Speicher Power quality device Brennstoffzelle Wasserstoff aus erneuerbarer Energie Wind-Turbinen Bürogebäude etc. Industrie, Gewerbe Gebäude mit BHKW 3.1 Das Konzept der Solaren-Wasserstoff-Energiewirtschaft Dieser Gedanke wurde erstmals nach der Errichtung der ersten solarthermischen Kraftwerke in den USA (Barstov, 1980) und Spanien (Almeria, 1981) zur Diskussion gestellt. Das Potential der Sonnenenergie ist sehr groß, jedoch abhängig von Tages- und Jahreszeit sowie vom Standort und erfordert damit Lösungen für Speicherung und Transport. Eine Lösung des Energieproblems über Sonnenenergie wäre dann möglich, wenn es gelingt, diese speicherbar und transportierbar zu machen: Wasserstoff, erzeugt über Solarthermie und/oder Solarstrom wäre das Wunschziel: Solarthermische oder photovoltaische Stromerzeugung für Elektrolyse und/oder thermochemische Zersetzung/Spaltung über solare Hochtemperaturwärme. Seite 5 von 40

6 Solare Wasserstoff-Energiewirtschaft zur Ablösung des fossilen Zeitalters? Das globale Potential für eine solare Wasserstoffproduktion in sonnenreichen Zonen ist grundsätzlich vorhanden, von einer weltweiten Solaren Wasserstoff- Energiewirtschaft als Kooperationsvorhaben von sonnenreichen (Entwicklungs-) Ländern und Industrieländern mit Aufbau eines weltweiten Verteilnetzes wird heute eher abgegangen: Zu groß sind die Probleme für eine globale Zusammenarbeit und eine gemeinsame Finanzierung. Außerdem ist eine Wasserstoff-Produktion in Wüstengebieten unsicher, da das Wasser für die Elektrolyse oder photochemische Behandlung erst bereitzustellen ist und als Meerwasser entsalzt werden müsste. Auch Sandstürme sind ein Problem für die technischen Einrichtungen (Spiegelsysteme der Sonnenkraftwerke: Heliostate, Parabol-Spiegel, Zylinder- Wannen). Heute wird dem Einsatz von solar erzeugtem Wasserstoff in dezentralen Anwendungen der Vorzug gegeben, und dies würde auch auf die Wasserstoff- Produktion zutreffen. Einer raschen Markteinführung von Wasserstoff in der Energiewirtschaft stehen derzeit einerseits wirtschaftliche Faktoren und andererseits eine fehlende Infrastruktur entgegen. Wärme Elektro-Chemie Thermo-Chemie Photo-Chemie Solarer Wasserstoff Solarer Wasserstoff Seite 6 von 40

7 Vision Solare Wasserstoff-Energiewirtschaft European Solar DESERTEC Projekt Obwohl keine internationalen Bemühungen derzeit bestehen, Strom von Sonnenkraftwerken aus der Saharazone nach Europa zu exportieren, wurde 2012 von einer europäischen Industriegruppe das European Solar DESERTEC Projekt vorgestellt, mit welchem bis zum Jahre % des europäischen Stromverbrauches abgedeckt werden soll. Ob das erforderliche Budget von 400 Milliarden Euro aufgebracht werden kann und eine Kooperation mit den Ländern in der afrikanischen Saharazone möglich sein wird, steht derzeit nicht fest und darf bezweifelt werden. Strom aus der Wüste Solarthermische Kraftwerke Turm- und Zylinder-Kollektor-Konzept - Seit 1981 in Entwicklung und derzeit am Markt an sonnenreichen Standorten in den USA und Spanien etabliert. Europäisches Solar DESERTEC Projekt in Planung. Ziel: 15% Beitrag zum Stromverbrauch 2050 in Europa mit Solarstrom aus der Sahara. Geschätzte Investitionskosten: 400 Milliarden Euro. Potentielle Investoren: Große Firmen in Europa. Seite 7 von 40

8 3.2 Regionale Energiekonzepte Dem Aufbau regionaler Energiesysteme in einer Kreislaufwirtschaft in Verbindung mit höchstmöglicher Effizienz bei Erzeugung und Nutzung - wird heute der Vorzug gegenüber einem global organisierten Energiesystem gegeben. Mit regionalen Energiekonzepten sollen einerseits die Energie-Effizienz bei Erzeugung und Verbrauch in der Region sichergestellt und andererseits lokale erneuerbare Energieträger zur Abdeckung des nach Energie- Effizienz verbleibenden Energiebedarfes eingesetzt werden. Optimal erscheint in regionalen Energiekonzepten die Kombination von dezentralen Systemen mit einem überregionalen System: Das dezentrale Energiesystem wird von einem zentralen Stromnetz (z.b. mit Anteilen von PV- Strom und Wind-Strom) unterstützt, und Überschussstrom aus den dezentralen Energie-Einheiten wird in das zentrale Netz eingespeist. Kombination von dezentralen Energiesystemen mit einem zentralen Energiesystem Erzeugung Übertragungsnetz Verteilernetz Endverbraucher Zentrales Energiesystem z. z. B. B. Europäisches Stromnetz Stromnetz Solare und Biogene Wärme, Solar- und Wind-Strom Erzeugung Erzeugung Dezentrales Energiesystem Mit Mit Erneuerbaren Energieträgern Überregionale Stromversorgung Kombination von dezentraler Stromerzeugung mit einem zentralen Stromnetz Übertragungsnetz Verteilernetz Endverbraucher Solar- und Wind-Strom Solar- und Wind-Strom Zentrales Energiesystem z. z. B. B. Europäisches Stromnetz Dezentrales Energiesystem Mit Mit Erneuerbaren Energieträgern Seite 8 von 40

9 Auch in Entwicklungsländern mit noch fehlender Infrastruktur für die Wärme- und Stromversorgung wird dezentralen Energiesystemen der Vorzug zu geben sein und damit der Entwicklung von Ballungszentren entgegengewirkt werden. Beispiele für den Einsatz von Solartechniken sind sowohl solarthermische Anlagen für Warmwasser, Heizung und Klimatisierung, Kochen (mit Vermeidung von Abholzungen), Trocknung von Lebensmitteln als auch solarelektrische Anlagen (PV Systeme) für Beleuchtung und Elektrifizierung von Dörfern, Kühlung von Medikamenten und Lebensmitteln, Wasser-Pumpanlagen und Bewässerung, Stromversorgung von Gebäuden. Thermische Sonnenkraftwerke in regionalen Energiekonzepten Die bereits weit entwickelten thermischen Sonnenkraftwerke stellen eine ernstzunehmende Variante zur eigenen Strom- und Prozesswärme-Erzeugung in sonnenreichen Ländern dar. Derzeit sind mehrere konventionelle thermische Sonnenkraftwerke in den USA, Spanien und Marokko in Betrieb, oft in bivalenter Betriebsweise mit Gas- Kraftwerken. 200 MW Solarthermisches Kraftwerk Andasol mit konzentrierenden Kollektoren in Spanien 20 MW thermisches Sonnenkraftwerk (Turmkonzept) in Sevilla, Spanien 392 MW thermisches Sonnenkraftwerk Ivanpah (Turmkonzept) in der Mojave-Wüste in Kalifornien, USA Seite 9 von 40

10 Solaranlagen mit konzentrierenden Kollektoren werden auch zur Erzeugung von Hochtemperaturwärme in der Industrie (Prozesswärme auf höherem Temperaturniveau) sowie für photochemische Prozesse in Betracht gezogen: Solarchemie zur chemischen Speicherung von Sonnenenergie, thermo-chemische Herstellung von Wasserstoff mit Dissoziation/Spaltung von Wasser. Solarsysteme mit konzentrierenden Kollektoren zur Erzeugung von Hochtemperaturwärme 4. Marktfaktoren zur Energiewende 4.1 Beitrag des Energiemarktes zur Energiewende Der Energiemarkt in Europa wird sich in Zukunft verstärkt erneuerbaren Energieträgern zuwenden und diese wirtschaftlich konkurrenzfähig zu den in den Preisen steigenden fossilen Energieträgern am Markt einführen. Deutliche Signale am Markt ist der stete Rückgang von Ölheizungen trotz stark verbesserter Verbrennungstechniken und massiver Förderung durch den Mineralölhandel. Im Neubau werden Ölheizungen kaum mehr eingesetzt, im Altbau ist zu erwarten, dass mit dringend erforderlichen Sanierungsmassnahmen am Baukörper und am Heizungssystem sowie bei Übergabe an die Erben, biogene und solare Energieträger zum Standard werden. Diese Entwicklung sollte bis zum Jahre 2030 abgeschlossen sein. Mit den neuen Techniken zur Wärmeversorgung und zum Stromeinsatz in Gebäuden (Haushaltsgeräte, Beleuchtung, TV- und PC-Technik) wird eine Effizienzsteigerung und damit Stromeinsparung über das Marktangebot erfolgen. Uneffiziente Geräte werden heute bereits nicht mehr angeboten. Damit könnte der Markt allein schon einen Beitrag zur Energiewende leisten. Seite 10 von 40

11 Marktfaktoren für die Energiewende Marktfaktoren für die Energiewende Preisanstieg bei fossilen Energieträgern und Kostenreduktion bei Techniken zur Nutzung erneuerbarer Energieträger. Wärmeschutzmaßnahmen im Gebäudebereich: Energie-effiziente Gebäude im Neubau bereits heute Standard. Sanierungsmaßnahmen im Altbau sollten mit der Übergabe an die Erben - bis 2030 abgeschlossen sein. Mit den neuen Techniken zur Wärmeversorgung und zum Stromeinsatz in Gebäuden (Haushaltsgeräte, Beleuchtung, TV- und PC-Technik) wird eine Effizienzsteigerung und damit Stromeinsparung über das Marktangebot erfolgen. Uneffiziente Geräte werden heute bereits nicht mehr angeboten. Damit könnte der Markt allein schon einen Beitrag zur Energiewende leisten. 4.2 Energie-Einsparung durch Wechsel der Energie-Technik Der Wechsel von Verbrennungsmotoren zu Elektromotoren führt zu einer deutlichen Reduktion des Energieeinsatzes sowie der klimarelevanten Emissionen. Vergleich Verbrennungs-Motor mit Elektro-Motor Annahme: Jahresdistanz: km/jahr Verbrennungs-Motor: Liter Energieverbrauch: kwh Primärenergie-Bedarf: kwh el el CO 2 2 -Emission: kg kg CO 2 2 Elektro-Motor: kwh el Energieverbrauch: kwh el Primärenergie-Bedarf: kwh el el CO 2 2 -Emission: 468 kg kg CO 2 2 Seite 11 von 40

12 Auch mit dem Wechsel der Energietechnik sind Energie-Einsparungen zu erreichen. Beispiele sind der Ersatz von Ölkessel und Elektrospeicher durch Wärmepumpen- und Solarsysteme. Energieeinsatz in einem Einfamilien-Wohnhaus Vergleich Ölkessel und E-Warmwasserboiler und Wärmepumpe mit Solaranlage für Warmwasser Heizwärme: kwh/jahr; Warmwasser: kwh/jahr Jahres-Nutzungsgrad Ölkessel: 85%; Nutzungsgrad E-Boiler: 98% Jahresarbeitszahl Wärmepumpe (Heizung und Warmwasser): 3,5 Energieeinsatz, kwh/jahr kwh kwh Strom Haushaltsgeräte Strom Wärmepumpe Strom Warmwasser Heizöl PV-Strom Ölkessel Wärmepumpe PV - 3 kw(peak) Der Umstieg von einem Ölkessel und einem Warmwasser- Elektroboiler - im Altbestand häufig eingesetzt auf ein Wärmepumpe-Solar-Kombisystem führt zu einer deutlichen Reduktion des Brennstoff-Einsatzes. Mit der Stromeinsparung bei der Warmwasserbereitung (Solarwärme) und bei Haushaltsgeräten und Beleuchtung (stromeffiziente Produkte) wird der Einsatz einer Elektro-Wärmepumpe gerechtfertigt. Insbesondere dann, wenn eine PV-Anlage installiert wird. 5. Energiesysteme im Wandel: Evolution oder Revolution? Die Marktentwicklung erneuerbarer Energieträger hat sich vom Jahre 2004 bis Ende 2013 rasant entwickelt, sowohl global als auch in Europa. Die mittleren Jahres- Zuwachsraten liegen in diesem Zeitabschnitt bei bis zu 55% im Falle der Solar- Photovoltaik. Dies lässt den Schluss zu, dass die Techniken zur Nutzung erneuerbarer Energieträger vom Markt angenommen werden, auch wenn es noch Probleme bei der ökonomischen Bewertung im Vergleich zu konventionellen fossilen Energietechniken gibt. Der Markt im Sektor Erneuerbare Energie wurde zum Wirtschaftsfaktor: um 6,5 Milliarden Arbeitsplätze sind damit weltweit verbunden. Die Evolution in der Energiewirtschaft hat bereits begonnen. Die Aufgabe, bereits in den nächsten Jahrzehnten eine Substitution der fossilen Energieträger zu erreichen und nicht auf nukleare Energieträger zurückgreifen zu müssen, ist derart gewaltig, dass nur fundierte und wirksame Langfriststrategien auf nationaler und internationaler Ebene mit entsprechenden Umsetzungsstrategien zur Lösung dieses Problems beitragen können. Seite 12 von 40

13 Eine frühere als vom Markt bestimmte Umstrukturierung des Energiesystems - mit dem Vorteil einer rascheren Reduktion energiebedingter und klimarelevanter Emissionen und einer Verminderung wirtschaftlicher Probleme beim Bezug von Energiedienstleistungen wird aber nur über eine Energie-Revolution zu erreichen sein. Energiesysteme im Wandel: Evolution und Revolution Energie-Evolution Energie-Revolution Die Energie-Evolution hat bereits begonnen: Der Markt für erneuerbarer Energieträger hat sich In den letzten Jahren rasant entwickelt, sowohl global als auch in Europa. Eine Energie-Revolution ist notwendig, um eine frühere als vom Markt bestimmte Umstrukturierung des Energiesystems - mit dem Vorteil einer rascheren Reduktion energiebedingter und klimarelevanter Emissionen und einer Verminderung wirtschaftlicher Probleme beim Bezug von Energiedienstleistungen zu erreichen. Energiekonzepte im Wandel HEUTE Zentrale Produktion MORGEN Dezentrale Erzeugung und Verteilung Transportnetz PV-Anlage Speicher Speicher Brennstoffzelle Wohngebäude Wasserstoff aus erneuerbarer Energie Wohngebäude Verteilungsnetz Lokales BHKW Speicher Speicher Energie- Management Power quality device Wind-Turbinen Industrie, Gewerbe Bürogebäude etc. Bürogebäude etc. Industrie, Gewerbe Gebäude mit BHKW Seite 13 von 40

14 Globale Marktentwicklung Erneuerbarer Energieträger Biodiesel-Produktion, Milliarden Liter Ethanol Produktion, Milliarden Liter Mobilität Thermische Solaranlagen, GW(therm) 15 Wärme Windkraft, GW(el) Thermische Sonnenkraftwerke, GW(el) Strom Solar-PV, GW(el) Geothermie, GW(el) Bio-Kraftwerke, GW(el) Wasserkraft, GW(el) 8 11 Erneuerbare Energie, ohne Wasserkraft, GW(el) Mittlere Jahresänderung , %/a Gesamte Erneuerbare Energie Entwicklung Erneuerbarer Energieträger am Energieaufkommen in Österreich Mittlere Jahres-Zuwachsraten in der Zeitperiode Laugen Gasförmige biogene Energieträger Flüssige biogene Energieträger Biogas Pellets, Hackgut und Holzabfälle Brennholz Umweltwärme Tiefen-Geothermie Solarwärme Windstrom Solarstrom Strom aus Wasserkraft , Mittlere Jahres-Zuwachsraten, %/a Seite 14 von 40

15 6. Energiewende und Politik Der Aufbau eines neuen Energiesystems, welches die derzeit nach den Regeln des freien Marktes funktionierende Energiewirtschaft ablösen soll und dies in einer relativ kurzen Zeitperiode ist ohne energiepolitische Rahmenbedingungen nicht zu erreichen. Die Forderung nach mehr Energie-Effizienz, Substitution fossiler Energieträger, Ergänzung zentraler Energiesysteme mit dezentralen Einheiten, verbessertes Energiemanagement, höhere Umweltverträglichkeit. bedeuten wesentliche Eingriffe in die derzeitige Energie- Infrastruktur und in die Kosten der Energieversorgung. Die Energiepolitik kann durch Rahmenbedingungen in Verbindung mit politischen Maßnahmen wie Verordnungen, Vorschriften, Steuern und Förderungen die Weiterentwicklung der Energiewirtschaft im Sinne der energiepolitischen Ziele beeinflussen. Bereits realisierte Beispiele sind: Wärmeschutz von Gebäuden, Stromeinsatz für Beleuchtung und Haushaltsgeräte. In den meisten EU-Mitgliedsländern wurden die öffentlichen Ausgaben für Energieforschung deutlich erhöht, in Österreich um das Vierfache. Scherpunkt der derzeitigen Energieforschung ist die Weiterentwicklung und Markterprobung nachhaltiger Energietechniken. Auch das EU-Budget für Forschung und Entwicklung im Bereich Energie-Effizienz und Ausbau erneuerbarer Energieträger wurde angehoben und beträgt etwa 42% des gesamten Förderbudgets für Energietechniken. Millionen Euro/Jahr Ausgaben der Öffentlichen Hand für Energieforschung in Österreich Querschnittsthemen Wasserstoff & Brennstoffzelle Kraftwerke, Übertragung, Speicher Kernenergie Erneuerbare Energieträger Fossile Energieträger Energieeinsparung BMVIT 2014 Seite 15 von 40

16 Staatliche Staatliche Fördeungen Förderungen für für Energie-Techniken Energie-Techniken in in in EU-Mitgliedsländern Schätzwerte der EU-Kommission Schätzwerte der EU-Kommission Förderungen, Mrd Gesamt 2011: 106 Mrd 0 Nuklear- Energie Fossile Brennstoffe Erneuerbare Energie Energie-Techniken Energie- Effizienz 7. Energiewende und Gesellschaft Die Einführung dezentraler erneuerbarer Energiesysteme hat Auswirkungen auf Gesellschaft, Wirtschaft und Natur. Biogene Energieträger sowie Solar- und Windkraft- Anlagen verändern die Kulturlandschaft. Durch ihren dezentralen Charakter verändern sie räumliche Strukturen von Wirtschaft und Gesellschaft, ihre Verbreitung erfordert andere Infrastrukturen und führt zu anderen Mustern von Produktion und Konsum als zentralisierte Technologien - wie derzeit mit fossiler und nuklearer Energie. Der Raum- und Siedlungsplanung kommen neue Aufgaben zu, wie z.b. Zuteilung von Bodenflächen für die Anpflanzung von biogenen Energieträgern oder zur Installation von Windturbinen und freistehenden PV-Anlagen. Für dezentrale solarthermische und photovoltaische Anlagen haben sich im Gebäude integrierte Kollektoren und Solarmodule bewährt. Ästhetisch geplante solar-architektonische Elemente im Bauwesen haben zu einer von der Gesellschaft akzeptierten Solararchitektur geführt. Bei der Planung von dezentralen Energiesystemen ist dem Natur- und Landschaftsschutz Flora und Fauna eine besondere Bedeutung zuzumessen. Der Natur sollte gegenüber der Energieerzeugung Priorität zugeordnet werden. Für die soziale Verträglichkeit und Akzeptanz ist aber auch das Landschaftsbild mit entscheidend: z.b. Windturbinen, insbesondere in sensiblen Gebirgslandschaften und Naturschutzgebieten. Seite 16 von 40

17 Energiewende und Gesellschaft Energiewende und Gesellschaft Wind-Kraft und Landschaft Wind-Kraft und Landschaft Solar-Kollektoren & -Module als architektonische Gebäude-Elemente Bei der Planung von dezentralen Energiesystemen ist dem Natur- und Landschaftsschutz Flora und Fauna eine besondere Bedeutung zuzumessen. Der Natur sollte gegenüber der Energieerzeugung Priorität zugeordnet werden. Für die soziale Verträglichkeit und Akzeptanz ist aber auch das Landschaftsbild mit entscheidend: z.b. Windturbinen, insbesondere in sensiblen Gebirgslandschaften und Naturschutzgebieten. 8. Energiewende und Investitionsbedarf Zur Marktdurchdringung von Techniken zur Nutzung erneuerbarer Energieträger muss ein hoher Entwicklungsstand erreicht werden, um auch mit konventionellen Energietechniken mithalten zu können. Es besteht ein hoher Investitionsbedarf, der aber auch bei Aufrechterhaltung der fossilen und nuklearen Energieversorgung notwendig wäre (neue Pipelines, zusätzliche Speicher, moderne Raffinerien, Abriss alter Kernkraftwerke, Erschließung neuer Energiequellen etc.). Verlängerung des fossilen Zeitalters mit neuen Fördertechniken? Die Förderung von Gas (aus Schiefergas) und Öl (aus Ölsand) mit der Fracking-Methode wird in den USA seit etwa Anfang der 2000er Jahre verstärkt, was einen Boom am internationalen Erdöl- und Erdgas-Markt zur Folge hatte und mit einem Erdgas-Überangebot zu einem deutlichen Preisverfall führte: im Jahre 2014 von 120 US$ pro Barrel auf bis zu 50 US$ Ende Damit wurde auch die Rentabilität des Fracking-Verfahrens in Frage gestellt. Die Förderung von Gas (Schiefergas) und Öl (Ölsande) über Fracking würde zwar die Gasund Öl-Reserven deutlich erhöhen, der Einsatz chemischer Zusatzstoffe bedeutet aber einen negativen Einfluss für das Grundwasser zumindest mit der Technologie von heute. Einige Länder und Regionen haben Erdgas-und Öl-Fracking auf ihrem Gebiet gesetzlich verboten. Seite 17 von 40

18 Die Förderung von Ölsand und Schiefergas stellen einen wesentlichen Eingriff in unseren Lebensraum dar und ist deshalb aus ökologischen Gründen zu hinterfragen. Zerstörung der Landschaft, Eingriffe in Flora und Fauna, hohe Produktionskosten sind Argumente gegen den Einsatz dieser Technik, nur um das Fossile Energie-Zeitalter um einige Jahre und vielleicht auch Jahrzehnte zu verlängern. Energieversorgung und Klimaschutz: Weltweiter Investitionsbedarf bis 2030 CO2-Management 63 Erneuerbare Energie 138 Kernenergie Gaskraftwerke Kohlekraftwerke Gesamter Investitionsbedarf bis 2030: 432 Mrd US$ Erdgas Erdöl Kohle Internationale Energieagentur, IEA Investitionen, Mrd.US$ Verlängerung des fossilen Zeitalters mit neuen Fördertechniken? ÖL-Sande Förderung von Schiefergas Hydraulic Fracturing Schiefergas Grundwasser - Reservoir Die Förderung von Ölsand und Schiefergas stellt einen wesentlichen Eingriff in unseren Lebensraum dar und ist deshalb aus ökologischen Gründen zu hinterfragen. Zerstörung der Landschaft, Eingriffe in Flora und Fauna, hohe Produktionskosten sind Argumente gegen den Einsatz dieser Technik, nur um das Fossile Energiezeitalter um einige Jahre und vielleicht auch Jahrzehnte zu verlängern. Seite 18 von 40

19 9. Planung der Energiewende Die Planung eines regionalen nachhaltigen Energiesystems erfordert eine systematische Vorgehensweise unter klaren Vorgaben bzw. Zielen: (1) Energieeffizienz im Sinne einer Vervielfachung der Produktivität eingesetzter Energie. Energiedienstleistungen sollten langfristig mit der Hälfte der derzeitigen Energiemengen abzudecken sein und (2) erneuerbare Energieträger sollten den nach Energieeffizienz verbleibenden Primärenergiebedarf abdecken können. Die Maßnahmen müssen gut überlegt, in deren Auswirkungen bewertet und eine wirtschaftliche und soziale Verträglichkeit angestrebt werden. Die Einbindung aller an der zukünftigen Energieversorgung Beteiligten ist in der Ausarbeitung einer Energiestrategie und deren Umsetzung essenziell. 9.1 Politische Zielvorgabe zur Entwicklung des zukünftigen Energiesystems Ausgangspunkt der Planung des Energiekonzeptes ist die politische Vorgabe mit dem angestrebten Zeitpunkt der Energiewende. Der Zeitpunkt der Energiewende ergibt sich aus dem Wechselspiel zwischen Energiedienstleistungen (nach Energieeffizienz) und Einsatz erneuerbarer Energieträger. Politische Zielvorgabe zur Entwicklung eines Nachhaltigen Energiesystems Um den globalen Temperaturanstieg aufgrund des Klimawandels auf 2 C zu begrenzen, forderte der Rat der Europäische Union (2009) alle Verhandlungsparteien der Klimakonferenz in Kopenhagen auf, sich das 2 C Ziel zu eigen zu machen. Bis zum Jahre 2050 müssten die Industrieländer ihre Treibhausgas-Emissionen um mindestens 80 % bis 95 % gegenüber dem Niveau von 1990 absenken. Die Die politische Vorgabe erfordert die die Transformation unseres derzeitigen Energiesystems mit mit fossilen Energieträgern auf auf ein ein Nachhaltiges Energiesystem mit mit Erneuerbaren Energieträgern. Seite 19 von 40

20 9.2 Energie-Strategie und Energie-Szenarien Mit einer Energie-Strategie soll eine frühere als vom Markt bestimmte Umstrukturierung des Energiesystems erreicht werden. Mit Strategien sollen aber auch die Barrieren zur Umsetzung der technischen Potentiale zur Erhöhung der Energie-Effizienz und zum Ausbau erneuerbarer Energieträger überwunden werden. Die Ausarbeitung des Energie-Konzeptes erfolgt auf der Grundlage der vorgegebenen Energie-Strategie. Konzept zur Entwicklung von Energie-Szenarien Konzept zur Entwicklung von Energie-Szenarien Darstellung und und Analyse des des IST-Zustandes Ermittlung Ermittlung von von Potenzialen zur zur Effizienz-Steigerung und und zum zum Ausbau Erneuerbarer Energieträger Szenarien für die Entwicklung des Energieaufkommens Szenarien für die Entwicklung des Energieaufkommens Szenarien für den verstärkten Einsatz Erneuerbarer Energieträger Szenarien für den verstärkten Einsatz Erneuerbarer Energieträger Maßnahmen zur zur Umsetzung des des Energiekonzeptes Konkrete Vorschläge für die Umsetzung Konkrete Vorschläge für die Umsetzung In den Szenarien werden verschiedene Varianten vorgegeben und miteinander nach energetischen, ökologischen und wirtschaftlichen Kriterien bewertet. Aussagefähigkeit und Grenzen von Energie-Szenarien Die Ergebnisse von Energie-Szenarien weisen auch Grenzen auf. Entscheidende Faktoren für die zukünftige Energieversorgung sind nicht abgesichert: Entwicklung der Bevölkerung, Verfügbarkeit von Energieträgern, Zuverlässigkeit der Versorgung, Entwicklung der Energiepreise, Umweltauswirkungen bei Erzeugung und Einsatz von Energieträgern, tatsächlich erreichbare Reduktion des Energiebedarfes durch verbesserte Energieeffizienz und tatsächlich realisierbarer Einsatz erneuerbarer im allgemeinen lokaler - Energieträger. Damit können Energieszenarien nur Anhaltspunkte für eine mögliche Entwicklung des Energiemarktes geben. Seite 20 von 40

21 9.3 Prioritäten bei der Ausarbeitung von Energie-Konzepten Prioritäten bei der Ausarbeitung von Energie-Konzepten haben die in der Region vorliegenden Möglichkeiten und Potentiale zur Energie-Transformation: Energie-Effizienz- Potentiale und verfügbare regionale erneuerbare Energieträger. Insbesondere sind die erforderlichen Randbedingungen mit energie-politischen Maßnahmen abzuklären, unter Beachtung der sozialen Verträglichkeit in der Kommune bzw. Region. Ökonomische Hindernisse bei der Umsetzung der Energie-Transformation ergeben sich aufgrund unterschiedlicher Interessen der Energiekonsumenten. Ein Ausgleich ist über energie-politische Maßnahmen anzustreben. Beispiele sind Wärmeschutzmaßnahmen an Mehrparteien-Wohngebäuden sowie energierelevante Investitionen im Gewerbe- und Industriebereich, für die eine Amortisation der Investition in maximal 5 Jahren erwartet wird. Eine Forderung, welcher derzeit nicht nachgekommen werden kann. Prioritäten bei der Transformation des Energiesystems Prioritäten bei der Transformation des Energiesystems Ausschöpfung des technischen Energie-Einsparpotentials mit Maßnahmen zur Energie-Effizienz bei Aufkommen und Anwendung Rahmenbedingungen für einen verstärkten Einsatz fester biogener Energieträger in den Bereichen Heizkraftwerke und Prozesswärme Rahmenbedingungen für den Ausbau von Biokraftstoffen: Politische Vorgaben, ökologische Bewertung, Zuteilung von Bodenflächen Ausbau der Stromerzeugung mit Photovoltaik-Anlagen Dezentral (für Eigennutzung) und zentral (Netzeinspeisung) Abklärung der Einsatzmöglichkeiten von Windkraftanlagen Bewertung nach ökologischen und wirtschaftlichen Kriterien Bewertung der Wärmeversorgung im kommunalen Bereich nach energetischen, ökologischen und wirtschaftlichen Kriterien Nahwärme, Mikro-Wärmenetz, dezentrale Wärmeversorgung 9.4 Einsatz biogener Energieträger Besondere Aufmerksamkeit ist der Verwendung biogener Energieträger in den einzelnen Einsatzbereichen zu schenken, ohne die Produktion von Nahrungsmitteln und Futter einzuschränken. Biogene Rohstoffe sollten vermehrt für die Fern- und Nahwärmeversorgung sowie für Prozesswärme im Mitteltemperatur- und Hochtemperatur-Bereich herangezogen werden, für die Wärmeversorgung von Eigenheimen, welche nicht an ein Fernwärmenetz angeschlossen sind, sollte dem Einsatz von Wärmepumpen-Solar-Kombisystemen der Vorzug gegeben werden. Seite 21 von 40

22 Bevorzugter Einsatz biogener Energieträger in in einem zukünftigen nachhaltigen Energiesystem In Österreich besteht ein großes Potential an biogenen Energieträgern aus einer nachhaltigen Forstwirtschaft. Der Waldbesitz ist auf zahlreiche Besitzer aufgeteilt, sodass die Bereitstellung der biogenen Rohstoffe zu organisieren ist: Bringung, Verteilung, Zwischenlagerung sowie gesicherte Versorgung mit transparenten Preisen. Für die Forstwirtschaft bringt eine ganzjährige Biomassenutzung Jahresarbeitsplätze und gesicherte Einnahmen. Priorität für den Einsatz von biogenen Energieträgern wird der Fernwärmeversorgung und dem Einsatz für Prozesswärme im Mittel- und Hochtemperatur-Bereich zuzuordnen sein. 9.5 Flüssige Biomasse als Ersatz von Öl- und Gas-Antriebssystemen Anforderung an flüssige Biomasse-Produkte (Ethanol, Bio-Diesel) sind Produkte aus einer nachhaltigen Forst- und Landwirtschaft, ohne Beeinträchtigung des Ackerbaus für Nahrungsmittel für Mensch und Tier. Die für den Anbau von biogenen Energieträgern zur Erzeugung von Biosprit erforderlichen Flächen sind nach den Kriterien der Landschafts- und Raumplanung festzulegen: z. B. ungenutzte Ackerflächen, Brachland, Stilllegeflächen. Der für den vollständigen Ersatz von fossilen Brennstoffen für den Transport erforderliche Landbedarf von ca. 432 Millionen Hektar in der EU-27 ist einerseits nicht verfügbar und außerdem nicht zu vertreten. Für die Beimischung von Biosprit bis 10% wäre derzeit ungenutzte Ackerfläche vorhanden. Das noch ungelöste Problem ist die Aufbringung von biogenen Energieträgern für eine großtechnische Nutzung, bei Beachtung einer möglichst positiven Energiebilanz und umweltbezogener Aspekte. Die Erzeugung von Biosprit steht heute politisch auf dem Prüfstand. Biosprit-Ziele (beispielsweise der EU mit 10% Treibstoffanteil im Jahre 2020) werden hinterfragt. Heute fehlt es noch an überzeugenden Kriterien und international abgesicherten politischen Regelungen betreffend die Nachhaltigkeit der Biosprit-Erzeugung. Sicherzustellen wäre die Priorität für die Nahrungsmittel-Erzeugung, der Nachweis der tatsächlichen Einsparungen an CO 2 und die Energiebilanz, sowie die Abklärung möglicher Auswirkungen auf die biologische Seite 22 von 40

23 Vielfalt. Der für den vollständigen Ersatz von fossilen Brennstoffen für den Transport erforderlich Landbedarf von ca. 432 Millionen Hektar in der EU-27 ist einerseits nicht verfügbar und außerdem nicht zu vertreten. Für die Beimischung von Biosprit bis 10% wäre derzeit ungenutzte Ackerfläche vorhanden. Flüssige Biomasse als Ersatz von Öl- und Gas-Antriebssystemen in in der Mobilität Anforderung an flüssige Biomasse-Produkte (Ethanol, Bio-Diesel) sind Produkte aus einer nachhaltigen Forst- und Landwirtschaft, ohne Beeinträchtigung des Ackerbaus für Nahrungsmittel für Mensch und Tier. Die für den Anbau von biogenen Energieträgern zur Erzeugung von Biosprit erforderlichen Flächen sind nach den Kriterien der Landschafts- und Raumplanung festzulegen: z. B. ungenutzte Ackerflächen, Brachland, Stilllegeflächen. Bio-Brennstoffe aus der Land- und Forstwirtschaft Bio-Brennstoffe aus der Land- und Forstwirtschaft Abfälle aus der Land- und Forstwirtschaft könnten zur Erzeugung von Bio-Treibstoffen genutzt werden, ohne Einfluss auf die Nahrungsmittel-Produktion und ohne Rodung von Waldflächen. Nach einer Schätzung der IEA würden weltweit die vorhandenen Abfälle aus Land- und Forstwirtschaft um 40% des derzeitigen Öleinsatzes im Verkehrssektor abdecken. Allerdings werden derzeit die Abfälle vorwiegend zur Erzeugung von Waldhackgut und Pellets im Wärmesektor bereits genutzt. Das realistisch verfügbare Abfallpotential zur Umwandlung in Bio-Treibstoffe wird auf 10 bis 25% geschätzt. Bio-Treibstoffe aus der Land- und Forstwirtschaft haben weltweit das Potential, um 4% bis 10% am derzeitigen Transport-Sektor abzudecken. Das weltweite Problem des vollständigen Ersatzes von Erdöl im Transport-Sektor könnte damit nicht gelöst werden. Seite 23 von 40

24 9.6 Energiewende im Wärmebereich Im Wärmebereich sind bei der Realisierung der Energiewende keine unüberwindbaren Probleme zu erwarten. Zunehmende Bedeutung wird Wärmepumpe-Solar-Kombisystemen zukommen, mit Strom aus erneuerbarer Energie. Vorgaben für ein Nachhaltiges Energiesystem zur Wärmeversorgung von Gebäuden in in Österreich (1) Reduktion des Wärmebedarfes von Gebäuden durch Energieeffizienz- Maßnahmen am Baukörper und bei der Energieversorgung (Wärme und Strom) von zumindest 20% bis 2020, 30% bis 2030 und 35% bis 2050, jeweils bezogen auf das Jahr (2) Weiterer Ausbau solarthermischer Anlagen und Wärmepumpen um durchschnittlich 3% Jahreszuwachs der jeweiligen Jahreskapazität. (3) Umstellung von Elektroheizungen sowie Elektroboiler für Warmwasserbereitung auf thermische Solaranlagen und Wärmepumpen. (4) Ausschöpfung des Strom-Einsparpotentials bei Haushaltsgeräten, Klimatisierung, Beleuchtung und Umwälzpumpen im Heizungssystem. (5) Ausbau von im Gebäude integrierten PV-Anlagen. Energie-Bedarf, MWh/Jahr 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 Energie-Reduktionspotential in in Wohngebäuden Beispiel Einfamilien-Wohnhaus Warmwasserbereitung ab ab Energie-effizientes Wohnhaus mit mit Solaranlage Energie-Reduktionspotential in Wohngebäuden 21,60 MWh 2,50 2,60 16,50 15,60 MWh - 28% 2,50 2,60 10,50 Standard-Gebäude Energie-Effizientes Gebäude 10,30 MWh 1,20 1,30 7,80 Niedrigenergie- Gebäude Gebäude-Standard - 52% Strombedarf Warmwasserbedarf Raumwärmebedarf - 69% 6,80 MWh 1,20 1,30 4,30 Passivhaus Seite 24 von 40

25 Energiestrategie 2050 für Wohngebäude Wärmeversorgung Wärmeversorgung von Gebäuden in Österreich IST-Zustand 2009 Energieautarkie 2050 Endenergie, PJ PJ % 205 PJ Strom Umweltwärme Solarwärme Biomasse Erdgas Heizöl Weiterer Ausbau solarthermischer Anlagen und Wärmepumpen um durchschnittlich 3% Jahreszuwachs der Jahreskapazität. Energiestrategie 2050 für Wohngebäude Stromversorgung Endenergie, PJ Wärmeversorgung von Gebäuden in Österreich IST-Zustand 2009 Energieautarkie ,39 PJ ,08 0,31 32,11 PJ ,44 2, Stromeinsatz im Gebäude Strom für Raumwärme und Warmwasser Strom für Kühlen und E-Geräte Strom für Wärmepumpe Strom für Solaranlage Umstellung von Elektroheizungen und Elektroboiler für Warmwasserbereitung auf thermische Solaranlagen und Wärmepumpen. Ausschöpfung des Strom-Einsparpotentials bei Haushaltsgeräten, Beleuchtung und Umwälzpumpen im Heizungssystem. Ausbau von im Gebäude integrierten PV-Anlagen. Seite 25 von 40

26 9.7 Zukunftsoption Solare Stromerzeugung Bei der Energie-Transformation von fossilen und nuklearen Energieträgern zu erneuerbaren Energieträgern kommt der Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen höchste Priorität zu. Mit Strom lassen sich alle Formen von Nutzenergie erzeugen und Strom kann mit geringen Verlusten über weitere Entfernungen transportiert werden. Für das regionale Energieaufkommen werden die verfügbaren Energiequellen heranzuziehen sein: Biogene und solare Energiequellen, Umweltwärme und oberflächennahe Geothermie, dezentrale solare Stromerzeugung und an ausgewählten Standorten auch Tiefen-Geothermie. Strom aus erneuerbaren Energiequellen Höchste Priorität bei der Energie-Transformation Nutzenergie-Formen Antriebsenergie Industrie, Haushalt, Verkehr Beleuchtung und Kommunikation Strassen, Industrie, Haushalt, Radio und TV, PC etc. Wärme Gebäude, Industrie etc. Gas aus erneuerbarer Energie Methangas (E-Gas), Wasserstoff Eine zunehmende Bedeutung ist der Photovoltaik zur Stromerzeugung zuzumessen, vorrangig über im Gebäude integrierte Anlagen. Das Flächenangebot einerseits und ein angenommener moderater Jahreszuwachs von 5%/Jahr (bezogen auf die aktuelle Jahres- Kapazität) andererseits lassen im Jahre 2050 einen PV-Beitrag von 20% am derzeitigen Stromangebot in Österreich erwarten. Seite 26 von 40

27 Strategie für die Nutzung von PV-Strom in Österreich Strategie für die Nutzung von PV-Strom in Österreich Flächenangebot für PV-Module in Österreich Freiaufstellung: Grenzertragsböden Fläche, km² Freiaufstellung: Gemeinden Gebäude PV-Anlagen für Eigenbedarf PV-Anlagen für das öffentliche Netz. Betrieben von Stromlieferanten Entwicklung des Anteiles von PV-Strom am Stromaufkommen in in Österreich Szenario 2020, 2030 und ,0 20,0 Endenergie für Stromaufkommen in Österreich 2011: GWh PV-Strom-Beitrag ,00 PV-Strom-Anteil am Stromaufkommen, % 15,0 10,0 5,0 0,0 PV-Strom- Beitrag ,32 PV-Strom-Beitrag ,03 2,21 2,41 PV-Strom-Beitrag ,12 5,00 6,12 8,99 13,79 1%/Jahr 3%/Jahr 5%/Jahr 1%/Jahr 3%/Jahr 5%/Jahr 1%/Jahr Jahreszuwachs der Jahreskapazität, %/Jahr 3%/Jahr 5%/Jahr Seite 27 von 40

28 9.8 Methangas aus erneuerbaren Energiequellen Der CO 2 -Ausstoß aus energieintensiven Industriebetrieben - wie. z. B. der Zementindustrie - wird mit Wasserstoff, der aus erneuerbarem Strom aus Wasser elektrolytisch produziert wird, zu Methangas umgewandelt und in bestehenden Erdgasspeichern gelagert und in das bestehende Erdgas-Netz eingespeist. Das Methangas kann dann über Gaskraftwerke wieder als Strom genutzt, als Heizung oder auch für den Verkehr z.b. Erdgasautos - verwendet werden. Mit dieser Methode wird einerseits der CO 2 -Ausstoß reduziert und andererseits ein erneuerbarer Energieträger in das vorhandene Energiesystem eingebracht. Die Herstellung von Methangas aus erneuerbaren Energiequellen befindet sich noch in der Entwicklungsphase. Methan-Gas von Erneuerbarer Energie Methan-Gas von Erneuerbarer Energie Quellen Quellen Speicher, Transport Speicher, Transport Verbrauch Wind Stromnetz Strom Solar H 2 O CO 2 Elektrolyse, H 2 -Tank Tank H 2 CO 2 Methan Process Gas- Kraftwerk Wärme Atmosphäre, Biomasse, Abfälle, Industrie (fossile Brennstoffe) Renewable Power Methane (EE-Methane) Plant Gasnetz Gas Speicher Transport Synthetische Methan-Gas-Produktion (E-Gas) Synthetische Methan-Gas-Produktion (E-Gas) Elektrolyse (H 2 ) Biogas-Kraftwerk (CO 2 ) H 2 CO CO 2 Methan Methan E-Gas: Substitution von Erdgas Seite 28 von 40

29 9.9 Konzepte für alternative Antriebssysteme Für alle Optionen alternativer Antriebssysteme existieren am Markt bereits Pilotprojekte: Fahrzeuge mit Biosprit-Verbrennungsmotoren. Elektro-Fahrzeuge mit Batterie-Betrieb. Wasserstoff-Fahrzeuge, mit flüssigem und gasförmigem Wasserstoff, und in Verbindung mit einer Brennstoffzelle. Hybrid-Fahrzeuge in Kombination elektrischer Antrieb und Verbrennungsmotor. Entscheidend bei der Umsetzung der Energiewende im Transport-Sektor wird insbesondere das Angebot der Automobil-Produzenten sein. Initiativen im Bereich der Energie-Transformation im Sektor Mobilität werden nicht im regionalen Bereich zu organisieren bzw. zu regeln sein, sondern über die nationale und internationale (EU) Politik. Maßnahmen im regionalen Bereich werden sich auf die folgenden Bereiche konzentrieren: Verbesserung der Attraktivität des öffentlichen Verkehrs, Zurückdrängen des privaten Pendlerverkehrs, Verlagerung des Transportes von der Straße auf die Schiene, Test von alternativen Antriebssystemen im öffentlichen Verkehr. Antriebsenergie für den Transport-Sektor aus Erneuerbaren Energieträgern (1) Brennstoffe produziert aus festen Biomasse-Produkten: Ethanol und Methan. Fortgeschrittene biologische Umwandlungsprozesse. (2) Strom, erzeugt über Erneuerbare Energie zum Antrieb von Elektro-Fahrzeugen. (3) Wasserstoff, erzeugt über Strom von Erneuerbaren Energieträgern (Wasserkraft, Solarstrom, Windstrom) Auch in Kombination mit Brennstoffzellen. Seite 29 von 40

30 10. Planung der Energie-Transformation Transformation des Energie-Systems von Nicht-Erneuerbaren Energieträgern zu Erneuerbaren Energieträgern Nicht-Erneuerbare Energieträger Nicht-Erneuerbare Energieträger Erneuerbare Energieträger Erneuerbare Energieträger 10.1 Planungsschritte Die Planungsschritte müssen wohlüberlegt und konsequent vorgenommen werden. Beginnend von einer IST-Analyse bis zu den Schlussfolgerungen und Empfehlungen an die Energiepolitik. (1) Darstellung und Analyse der Energieversorgung in den letzten 10 Jahren und Beschreibung des IST-Zustandes: Energieaufkommen, Endenergie-Verbrauch, Anteil erneuerbarer Energieträger; (2) Ermittlung von Potentialen zur Effizienz-Steigerung und zum Ausbau Erneuerbarer Energieträger (zugeordnet den Einsatzbereichen); (3) Szenarien für die Entwicklung des Energieaufkommens und für den verstärkten Einsatz erneuerbarer Energieträger, einerseits unter Zugrundelegung des Trends aus den letzten fünf Jahren und andererseits unter Annahme neuer energiepolitischer Rahmenbedingungen; (4) Zuordnung der Energieträger an die Verbrauchersektoren nach energetischen und ökonomischen Kriterien (Niedertemperatur- und Mitteltemperatur-Wärme, Hochtemperaturund Prozesswärme, Stromeinsatz, Mobilität) sowohl nach aktuellen Daten als auch mit Berücksichtigung in der Technik verbesserter Marktangebote; (5) Maßnahmen zur Umsetzung des Energiekonzeptes: Auf die Energiewende ausgerichtete politische Rahmenbedingungen: Verordnungen, Förderungen, etc.; Marktinitiativen in Zusammenarbeit von Politik, Wirtschaft und Wissenschaft; Einbindung, Motivation zur Mitwirkung der Bevölkerung; Kommunen / Gemeinden als Partner; Vermeidung von Seite 30 von 40

31 ökologischen und sozialen Konflikten; Einbindung der Stromanbieter und der Forstwirtschaft in die Energie-Umsetzungsstrategie; Monitoring der erzielten Ergebnisse auf Jahresbasis mit Bewertung der vorgenommenen Maßnahmen. (6) Konkrete Vorschläge für die Umsetzung (Energie-Masterplan). Vorgehensweise bei der Planung eines Nachhaltigen Energiesystems Analyse des Energieaufkommens in den letzten Jahren. Ist ein Trend in Bezug auf Nachhaltigkeit zu erkennen? Entwicklung Energie-Effizienz und Erneuerbare Energie Abschätzung der technischen Möglichkeiten zur Verbesserung von Energie-Effizienz und Einsatz Erneuerbarer Energie. Zugeordnet den Einsatzbereichen. Welche Auswirkungen sind auf das Energiesystem zu erwarten? Hemmnisse zur Realisierung eines Nachhaltigen Energiesystems Wie können Barrieren durch z.b. politische Rahmenbedingungen überwunden werden? Szenarien für die Realisierung Unter welchen Vorgaben ist ein Nachhaltiges Energiesystem zu realisieren? Schlussfolgerungen und Empfehlungen für die Umsetzung der Energiestrategie Monitoring der Ergebnisse zur Umsetzung der Zielvorgaben In der Praxis werden die Zielvorgaben nicht immer erfüllt werden. Die den Energie-Szenarien zugrunde gelegten Annahmen können sich im Laufe der Zeit verändern, einerseits durch weitere Entwicklung der Techniken und einem geänderten Marktangebot, und andererseits durch unterschiedliche Preisentwicklungen bei den Energieträgern sowie geänderten politischen Rahmenbedingungen. Es ist deshalb erforderlich, die Vorgaben in den Szenarien auf Jahresbasis zu überprüfen und die Initiativen bei der Umsetzung des Energiekonzeptes auf die geänderten Randbedingungen abzustimmen. Seite 31 von 40

32 10.2 Beitrag erneuerbarer Energieträger zum Energieaufkommen Der Beitrag erneuerbarer Energieträger zum Energieaufkommen wird aus dem technisch umsetzbaren Potential in der Region ermittelt und den einzelnen Einsatzbereichen nach ökonomischen Kriterien zugeordnet. Potentiale für den Ausbau Erneuerbarer Energieträger Potentiale für den Ausbau Erneuerbarer Energieträger Für eine Nachhaltige Energieversorgung stehen in Österreich die folgenden Energieträger zur Verfügung: Wärmeaufkommen: Biowärme (Brennholz, Hackgut, Pellets), Solarwärme, Umweltwärme (genutzt über Wärmepumpen) Stromaufkommen: Wasserkraft (Groß- und Klein-Wasserkraftwerke), Solarstrom (Photovoltaik-Anlagen), Windstrom (an geeigneten Standorten). Antriebsenergie und Mobilität: Biosprit (aus biogenen Energieträgern), Strom (aus erneuerbarer Energie), Wasserstoff (flüssig oder gasförmig, in Verbindung mit Brennstoffzellen, erzeugt aus Strom von erneuerbarer Energie). Abschätzung und Prognose zum Beitrag Erneuerbarer Energieträger zum Energieaufkommen Ermittlung / Schätzung des technisch-wirtschaftlichen Ausbaupotentials der Erneuerbaren Energieträger in der Region Wasserkraft, Solar- und Windstrom, Biogene Energieträger, Solarwärme, Umweltwärme, Geothermie, sonstige erneuerbaren Energieträger Zuordnung der Energieträger nach Energiedienstleistung Niedertemperatur- und Mitteltemperatur-Wärme, Hochtemperatur- und Prozesswärme, Stromeinsatz, Mobilität Erforderliche Marktentwicklung Erneuerbarer Energieträger zur Abdeckung des Energiebedarfes nach Energiedienstleistung (nach Ausschöpfung des Einsparpotentials) Jahres-Marktzuwachs der Jahresproduktion, %/Jahr Nach Zeitperioden: , , , ) Ergebnis Zeitpunkt Zeitpunkt der der vollständigen Abdeckung des des erforderlichen Energieaufkommens mit mit Erneuerbaren Energieträgern Seite 32 von 40