Die Zukunft des Wärmebedarfs für Heizung und Brauchwasser erwärmung in österreichischen Gebäuden bis 2050

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1 Die Zukunft des Wärmebedarfs für Heizung und Brauchwasser erwärmung in österreichischen Gebäuden bis 2050 Andreas Müller Peter Biermayr Energy Ecnmics Grup (EEG) Technische Universität Wien IEWT Februar 2011

2 Zentrale Fragestellungen: Wie kann sich der Wärmebedarf vn Gebäuden und der dafür eingesetzte Energieverbrauch (langfristig) entwickeln? Wie beeinflussen die energieplitischen Rahmenbedingungen die zukünftige Wärmebereitstellung? Betrachtete Bereiche: Whngebäude und Gebäude des Dienstleistungssektrs, Gewerbe Heizen, Warmwasser Angewandte Methde: Mdellgestützte Analyse (ERNSTL/EE LAB Mdell) 2

3 Exgenes Wachstum des Gebäudebestandes (t=t 1 t n ) Klimadaten (mittlere Temp., slare Einstrahlung ) (t=t 1 t n ) Nutzerverhalten (t=t 1 t n ) Technlgiedaten der Wärmebereitstellung (t=t 1 t n ) Energiepreise (t=t 1 t n ) Technlgiedaten der therm. Sanierung (t=t 1 t n ) Abbildung des Wärmesektrs im ERNSTL/EE LAB Mdell Datenbank: Heiz und Warmwasserbedarf und Bereitstellung (t=t 0, Simulatinsinput für t 1 t n ) Gebäudebestand U Werte Gemetrie Alter Reginen Nutzungsart Installierte Wärmesysteme η/jaz/slarer Wärmeertrag Art der Energieträger O&M Ksten Berechnung des Energieeinsatzes für Raumwärme und Warmwasser Entscheidungsalgrithmus der Simulatin Lgit Mdell Lgistisches Wachstumsmdell Simulatinsergebnisse (t=t 1 t n ) Diffusinsbeschränkungen (t=t 1 t n ) Bimasseptenziale (t=t 1 t n ) Energiepl. Rahmenbedingungen(t=t 1 t n ) Preferences fr heating systems,, traditins, inertia (t=t 1 t n ) Wärmebereitstellungssystemen Energieeinsatz nach Energieträger (GWh) Investitinsbedarf (M ), Laufende Ksten (M ) Ksten vn Energieplitischen Maßnahmen (M ) etc. 3

4 Gebäudesanierungs und Kesseltausch Lebensdauer vn Bauteilen für den Austausch / Ersatz vn zentraler Bedeutung Instandhaltung Instandsetzung Zeitpunkt Ksten der Instandhaltung übersteigen die der Instandsetzung (Erneuerung/Ersatz) ERNSTL/EE LAB: Entscheidung wann Systeme getauscht werden durch Verteilungstheretischen Ansatz (Weibull) In der nachflgenden Analyse: Verteilung der Sanierungsqualitäten wurde hier exgen vrgegeben Zeitpunkt vn Maßnahmen wird vn Ksten nicht beeinflusst (Keine Vrzieheffekte) Anteil sanierter Gebäude 100% 80% 60% 40% 20% 0% Gebäudealter (Jahre) vr

5 Lgit Mdell & Lgistisches Diffusinsmdell Kstenbasierter Ansatz Günstigste Technlgie erhält die höchste Zuteilung, aber auch teurere Technlgien kmmen zum Zug Lgit Mdell (hne Barrieren) cheat,b,t,i N Heat,b,t,i, Heat,t,i Wärmegestehungsksten ERNSTL/EE LAB: Entscheidung welches System installiert wird stenverhältnis vn Technlgie i gegenüber der Referenztechnlgie (durchschnittliche Ksten der installierten Geräte zum Zeitpunkt t im Gebäude b) r b,t,i Heat,b, t,i Heat,b, t,mean Marktanteil der Technlgie i im Gebäude b zum Zeitpunkt t der sich aus dem Lgit Mdell ergibt Durchschnittlichen Ksten der installierten Geräte zum Zeitpunkt t im Gebäude b Lgistisches Diffusinsmdell Beschränkt maximales Wachstum bzw. maximalen Rückgang s = LM,b,t,i s I I e i 1 Heat,b,t,mean b,t,i Heat,b,t,i i 1 r e ib,t,i r ib,t,i 5

6 Lgit Mdell Marktanteile im Fall vn 2 Technlgien hne weitere Restriktinen In Abhängigkeit vn: Kstenrelatin gegenüber Referenztechnlgie Breite der Kstenverteilung 6

7 ERNSTL/EE LAB Mdell Gesamtmdell Alle Gebäude unter Berücksichtigung aller Barrieren nach 30 Simulatinsperiden in Abhängigkeit vn Anteile am Gesamtenergieeinsatz für Heizen und Warmwasser 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Fernwärme Wien Nahwärme Fernwärme Wärmepumpe, Luft/Wasser Wärmepumpe, Sle/Wasser Strm, direkt Pellets Hackgut Stückhlz Khle Heizöl Gas Umgebungswärme Slarthermie

8 Österreichischer Whngebäudebestand Szenari der zukünftigen Entwicklung 5,000 4,500 Histrische Entwicklung Szenari Whnungen vn Whnungen vn ,000 Whnungen vn Whnungen (1000 WE) 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1, Whnungen vn Whnungen vn Whnungen vn Whnungen vn Whnungen vn Whnungen vn Whnungen vn Whnungen Whnungen vr Quelle: Statistik Austria, ÖROK Alle Whnungen davn Hauptwhnsitze (HWS) Whnungsentwicklung : Österreichische Raumrdnungsknferenz Entwicklung : Trendentwicklung vn Statistik Austria, eigene Berechnungen Berücksichtigt: Abnahme der Whnungsbelegung, Bevölkerungsentwicklung Hälfte der WE in 2050 stammen aus der Bauperide vr

9 frciertestrendszenari Energiebedarf des österreichischen Gebäudebestandes 100 Energiebedarf Raumwärme und Warmwasser (HWB + WWB) (TWh) % 45 55% NWG, NWG, , renviert NWG, NWG, vr 2010, renviert nach 2010 NWG, vr 2010 WG, WG, , renviert WG, , unrenviert WG, , renviert WG, , unrenviert WG, , renviert WG, , unrenviert WG, vr 1945, renviert 0 WG, vr 1945, unrenviert Sanierungsrate: Maximum in : 1,8%, danach sinkt SR, Sanierung: HWB BP pre 1945: kwh/m², BP pst 1945: kwh/m² bis 2020, Ab 2020: BP pst 1945 <55 kwh/m², Neubau < 25 kwh/m² ab 2020 In den kmmenden 40 Jahren Reduktin des Energiebedarfes um 50% (45 55 %) Energetischer Anteil des heutigen Gebäudebestandes in 2050: 75 80% 9

10 frciertestrendszenari Energieverbrauch des österreichischen Gebäudebestandes 120 Gebäudebestand unverändert Neubau: Qualität 70er Endenergiebedarf (TWh) Alle Gebäude Whngebäude +5% 2% 5% 27% Gebäudebestand unverändert Neubau: Qualität 90er Gebäudebestand unverändert Neubau: Qualität effizient Gebäudebestand: Qualität unverändert, Abriss berücksichtigt Neubau: Qualität effizient Gebäudebestand: Sanierung und Heizungssystemtausch Neubau: Qualität effizient 10

11 Vergleich der Plicy Szenarien: Entwicklung des fssilen Energieträgerverbrauches Endenergieeinsatz: Fssile ET und Strm (TWh) Endenergiebedarf alle ET Frzen Technlgy Reference Scenari Bau Szenari 1: Plicy IST Szenari A: Nutzungsverpflichtung Szenari B: Förderungen Szenari C: CO 2 Steuer Szenari D: Hhe Energiepreise Szenari E: Ausgewgen Bau Szenari 1: IST Förderungen Szenari A: Erneuerbaren Nutzungsverpflichtung Neubau (Bestand): 2030: 30% (15%) 2050: 50% (25%) Szenari B: Investitinszuschüsse Bimasse, Fernwärme, Wärmepumpe: 60 75% Slarthermie WW: 20 35%, SlKmbi: 50 60% Szenari C: CO 2 Steuer /t CO 2 (inkl. MWSt.) 40 Szenari D: Hhe Energiepreise Ölpreis: 2030: 125 $/bar., 2050: 175 $/bar. 30 Höhere Szenari Energiepreise, E: Ausgewgene Energieplitik neue Technlgien Förderungen: 20 und Förderungen Bestand: Bim., Fernw., Wärmep.: 10 20% Slarthermie: 20 30% 10 Neubau: Hälfte der Förderung CO 2 Steuer: (2050): 30 (85) /t CO 2 Erneuerbaren Nutzungsverpflichtung: Neubau 2030 (2050): 15% (30%) Bestand 2030 (2050): 7,5% (15%) Betriebswirtschaftliche Gesamtksten im Szenari A am niedrigsten 11

12 Entwicklung des Energieträger Plicy Szenari A: Erneuerbaren Verpflichtung bei Tausch des Heizungssystems Neubau (Bestand): 2030: 30% (15%) Anteil Erneuerbar der Fernwärme, 2050: 50% (25%) Anteil Erneuerbar Keine Investitinszuschüsse Endenergiebedarf Raumwärme u. Warmwasser (TWh) Fssile ET und Strm direkt Strm Wärmepumpen Fernwärme Bimasse Umgebungswärme Slarthermie Gebäude (1000 #) Wärmepumpen Bimasse Fernwärme Fssile ET und Strm direkt Slarthermie Slarthermie: Wärmespeicher mit hher Speicherdichte steht ab zur Verfügung, Wärmepumpe: Investr VOLLSTÄNDIGE Infrmatin über JAZ Reduktin bei hher Vrlauftemperatur, Strm WP: 0% Erneuerbar 2030: Anteil der Erneuerbaren Endenergie (inkl. Fernwärme) : ~90% 12

13 Schlussflgerungen (1): Energiebedarf Grßteil der heutigen Gebäude wird in 40 Jahren nch bestehen FrciertesTrendszenari, Energieverbrauch 2050: 75% 80% verursacht durch bereits bestehende Gebäude (2030: ca. 95%) Gefahr des Lck in Effektes wenn Sanierungen mit unzureichender Qualität durchgeführt werden Energiebedarf für Heizen und Warmwasser: Reduktin um 25 35% bis 2030 (45 55% bis 2050) 13

14 Schlussflgerungen (2): Energieträger Erneuerbare Energieträger (und KWK und Abwärme Fernwärme) sind für nachhaltige Wärmebereitstellung ausreichend um erneuerbaren (und KWK FW) Anteil vn 80% 90% in 2030 zu erreichen Alle Technlgien werden benötigt Vraussetzung: adäquater Gebäudebestand Schlüsseltechnlgien, Rahmenbedingung: Hchdichter Wärmespeicher Dwnscaling vn Bimassefeuerungsanlagen, Emissinsreduktinen Erhöhung / Beibehalten der Installatinsqualität vn Wärmepumpen, Kriterienkatalg der vrab eine Eignung der Wärmepumpen bewertet Installatin: Messbarkeit der Erträge/Effizienz vn Slarthermie und Wärmepumpe im laufenden Betrieb vrsehen Wärmenetze: Bei Errichtung / Erweiterung zukünftige Reduktin der Wärmenachfrage (stärker) berücksichtigen (Mikr statt Nahwärmenetze) 14

15 Schlussflgerungen (3): Energieplitik Regulative Maßnahmen: Ksten effizient und wirksam Werden für Umsetzung ambitinierter Ziele benötigt Erneuerbaren Ziele 2020: Erreichbar, aber zusätzliche Plitikinstrumente sind erfrderlich Kurzfristige Ziele (2020) sind durch Erhöhung der Sanierungsrate der Verbesserung der Sanierungsqualität umsetzbar Langfristige Anfrderungen (2030/2030+): Längerfristige, ambitiniertere Ziele sind nur durch eine Erhöhung der Sanierungsqualität erreichbar Dies erhöht die Barrieren Sanierungen durchzuführen Daher empfehlen wir, zugunsten der energieplitischen Frcierung erhöhter Sanierungsqualitäten, eine angemessene Reduktin der anvisierten Sanierungsraten in Kauf zu nehmen! Ziel für 2020: 80% der Gebäude auf Niedrigenergiehaus Standard sanieren anstatt 3% Sanierungsrate 15

16 Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit! Weitere Infrmatinen / Fragen: Andreas Müller Energy Ecnmics Grup mueller@eeg.tuwien.ac.at tel: web:

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