TransWind. 16. Österreichischer Klimatag Wien. Universität für Bodenkultur, Wien

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1 TransWind Das ökonomische Windkraftpotential Österreichs - ein partizipativer Modellierungsansatz Stefan Höltinger 1, Boris Salak 3, Thomas Schauppenlehner 3, Patrick Scherhaufer 2 und Johannes Schmidt 1 Universität für Bodenkultur, Wien Department für Wirtschafts- und Sozialwissenschaften 1.) Institut für Nachhaltige Wirtschaftsentwicklung 2. )Institut für Wald-, Umwelt- und Ressourcenpolitik Department für Raum, Landschaft und Infrastruktur 3.) Institut für Landschaftsentwicklung, Erholungsund Naturschutzplanung 16. Österreichischer Klimatag Wien

2 Projektziele von TransWind Entwicklung eines konzeptionellen Ansatzes zur Erforschung der sozialen Akzeptanz bei Windenergieprojekten -> Gründe für Akzeptanz UND auch Nicht-Akzeptanz Entwicklung partizipativer Ansätze zur Visualisierung und Kommunikation von Windenergieprojekten Modellierung des ökonomischen Windenergiepotentials unter Berücksichtigung der sozialen Akzeptanz -> minimaler und maximaler Beitrag, den die Windkraft zur Energiewende leisten kann TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 2

3 Daten und Methoden (I) Partizipativer Ansatz zur Modellierung des Flächenpotentials? Fragebogen Flächenpotentiale Theoretisches Windpotential Stakeholder Workshops Kriterienkatalog Ausschlussflächen GIS-Analyse - Verschneidung der Ausschlussflächen Technisches Windpotential Flächenpotential min und max Variante -> Bandbreite des akzeptierbaren Flächenpotentials med Variante -> Experteneinschätzung und rechtlichen Rahmenbedingungen Ökonomisches Windpotential TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 3

4 Daten und Methoden (II) Österreichischer Windatlas* Geostatische Modellierung mit einer Auflösung von 100 x 100m Messdaten von Wetterstationen und Ertragsdaten von bestehenden Windanlagen Flächenpotentiale Theoretisches Windpotential Technisches Windpotential Ökonomisches Windpotential *Krenn, A., Winkelmeier, J., Tiefgraber, C., René Cattin, Stefan Müller, Heimo Truhetz, Markus Biberacher, Sabine Gadocha, (2011). Windatlas und Windpotentialstudie Österreich. Wien. TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 4

5 Daten und Methoden (III) Technisches Windenergiepotential Mindestabstand zwischen zwei Windrädern Flächenpotentiale Theoretisches Windpotential 5 x Rotordurchmesser Technisches Windpotential Spezifischer Energieertrag Leistung (3 MW) Rotordurchmesser (100m) Nabenhöhe (130m) Ökonomisches Windpotential TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 5

6 Daten und Methoden (IV) Ökonomisches Windenergiepotential Stromgestehungskosten EUR/MWh für alle Standorte Gesamtinvestitionskosten und die Summe der abgezinsten jährlichen Betriebskosten durch die Summe der jährlichen Energieerträge Flächenpotentiale Theoretisches Windpotential Investitionskosten a, b Euro/KW Wartungs- und Betriebskosten a, c, d Euro/MWh/Jahr Anlagen Lebensdauer b, d Jahre 20 Diskontierungsrate b, c, d % 5 Technisches Windpotential a.) Hantsch et al., 2009; b.) Falkenberg et al., 2014; c.) Rehfeldt et al., 2013; d.) Kost et al., 2013 Aus den Stromgestehungskosten aller Standorte werden die Angebotskurven für die drei Flächenvarianten abgeleitet Ökonomisches Windpotential TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 6

7 Ergebnisse Flächenpotentiale (I) Minimales Flächenpotential Variante Fläche (km²) Anteil min 74 0,1% med ,7% max ,1% TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 7

8 Ergebnisse Flächenpotentiale (II) Mittleres Flächenpotential Variante Fläche (km²) Anteil min 74 0,1% med ,7% max ,1% TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 8

9 Ergebnisse Flächenpotential (III) Maximales Flächenpotential Variante Fläche (km²) Anteil min 74 0,1% med ,7% max ,1% TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 9

10 16 % 14 % Ergebnisse Flächenpotential (IV) Flächenpotentiale der Bundesländer (Anteil an der jeweiligen Gesamtfläche) 13,9 min med max 12 % 10 % 8 % 6 % 4 % 2 % 0 % 10,3 7,8 6,6 3,1 2,8 3,1 2,7 1,8 1,3 1,3 1,4 0,35 0,31 0,6 0,2 0,5 0,1 0,3 0,09 3,9 TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 10

11 TWh Szenarien Endenergieverbrauch und Windproduktion Szenarien - Endenergienachfrage (Strom) Szenarien - Windenergieproduktion EU Referenzszenario - Endenergienachfrage (Strom) EU Referenzszenario - Windenergieproduktion Endenergienachfrage -Strom ( ) Windenergieproduktion ( ) * Capros et al. (2013). EU Energy, Transport and GHG Emission Trends to 2050 (Reference Scenario 2013) Endenergienachfrage Strom 80,5 TWh (Steigerung um 1,5 % p.a.) 68,0 TWh (EU Referenzszenario*) 61,5 TWh (Stabilisierung auf Level 2012) Windenergieproduktion ❶ 16,1 TWh 20% Windenergieanteil bei einer Steigerung der Endenergienachfrage um 1,5 % p.a. ❷ 13,4 TWh "EU Referenzszenario* ❸ 6,2 TWh 2020 Zielvorgabe des Ökostromgesetz 2012 (entspricht ca. 10% Windenergieanteil) TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 11

12 Ergebnisse Ökonomisches Potential Angebotskurven für die drei Flächenpotentiale (min, med, max) Windenergieproduktion ❶ 16,1 TWh 20% Windenergieanteil bei einer Steigerung der Endenergienachfrage um 1,5 % p.a. ❷ 13,4 TWh "EU Referenzszenario* ❸ 6,2 TWh 2020 Zielvorgabe des Ökostromgesetz 2012 (entspricht ca. 10% Windenergieanteil) ❸ ❷ ❶ TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 12

13 Minimales Flächenpotential => nur 5,9 TWh möglich Ergebnisse Standorte (I) TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 13

14 Mittleres Flächenpotential 6,2 TWh = 10% Windenergieanteil bei Stabilisierung des Endenergieverbrauchs Ergebnisse Standorte (II) TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 14

15 Ergebnisse Standorte (III) Mittleres Flächenpotential 16,1 TWh = 20% Windenergieanteil bei einer Endenergienachfrage von 80,5 TWh (Zunahme um 1,5% p.a.) TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 15

16 Maximales Flächenpotential 6,2 TWh = 10% Windenergieanteil bei Stabilisierung des Endenergieverbrauchs Ergebnisse Standorte (IV) TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 16

17 Ergebnisse Standorte (V) Maximales Flächenpotential 16,1 TWh = 20% Windenergieanteil bei einer Endenergienachfrage von 80,5 TWh (Zunahme um 1,5% p.a.) TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 17

18 Zusammenfassung und Empfehlungen Große Bandbreite für das sozial akzeptierbare Flächenpotential Minimales Flächenpotential Ziele laut Ökostromgesetz 2012 für 2020 können knapp nicht erreicht werden Mittleres und maximales Flächenpotential bieten ausreichend geeignete Standorte für ambitionierte Windenergieziele (> 20 % Anteil) Das ökonomischen Windenergiepotentials wird maßgeblich von den Flächenpotentialen beeinflusst Maßnahmen zur Förderung der Windenergie sollten in Abstimmung mit den festgelegten Eignungszonen getroffen werden TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 18

19 Danke für Ihr Interesse Stefan Höltinger, Boris Salak, Thomas Schauppenlehner, Patrick Scherhaufer und Johannes Schmidt TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 19

20 APPENDIX TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 20

21 Stakeholdergruppe TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 21

22 Flächenpotential - Ausschlussflächen Beispiel Natura2000 und Important Birdareas TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 22

23 Flächenpotential - Kriterien TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 23

24 Häufigkeit Theoretisches Potential Häufigkeitsverteilung Energieertrag wird von der Häufigkeitsverteilung der jährlichen Windgeschwindigkeit bestimmt nicht von den mittleren jährliche Windgeschwindigkeit 0,18 0,16 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 A=6; k=2 -> MWh/a A=6; k=2,4 -> MWh/a A=5,8; k=1,4 -> MWh/a Windgeschwindigkeit (m/s) Gegenüberstellung von 3 Weibullverteilungen mit einer mittleren Windgeschwindigkeit von 5,3 m/s. Differenz im Energieertrag bis zu 30% TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 24

25 Leistung (kw) Technisches Windpotential Spezifische Erträge je nach Windanlagentyp Anlage A Anlage B Nennleistung (MW) 2,0 MW 3,3 MW Rotordurchmesser (m) 80 m 105 m Nabenhöhe(m) Volllaststunden (h) Energieertrag (MWh) (A=6, k=2, v= 5,3m/s, Luftdichte= 1,164 kg/m³, cut-in 3m/s, cut-off 25m/s) 3000 Anlage B 2000 Anlage A Windgeschwindigkeit auf Nabenhöhe (m/s) TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 25

26 Trends und Szenarien Quelle: Berkhout, V., Linke, Katrin, Neuscha fer, Moritz, Pfaffel, Sebastian, Rafik, Khalid, Rohrig, Kurt, Rothkegel, Renate, Zieße, Mark, Faulstich, Stefan, Hahn, Berthold, Go rg, Philip, Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES), Kassel. (2014). Windenergiereport Deutschland Stuttgart: Fraunhofer Verlag. TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 26

27 Trends - Endenergieverbrauch Steigender Stromverbrauch für Kühlen und Heizen (Klimaanlagen und Wärmepumpen Steigende Anzahl an Elektrogeräten im Haushalt Elektromobilität TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 27

28 Trends Stromproduktion 2050 (1) (1) EC (2013): EU Energy, Transport and GHG emissions - Trends to Reference Scenario 2013 TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 28

29 Ergebnisse Flächenpotential (IV) Ausgewiesene Eignungsflächen der Bundesländer TRANSWIND 16. Österreichischer Klimatag Wien 29