Effizienzsteigerungspotenziale in der Endanwendung von Elektrizität

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1 WEC Workshop Energieeffizienz konkret 29. November 2006 Siemens Forum Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft Effizienzsteigerungspotenziale in der Endanwendung von Elektrizität Günther Brauner Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft TU Wien TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 1

2 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 2 Zukunftsszenarien: Ölimporte in Asien Mt oe China Ot her Asia India 200 Japan 100 Sout h 0 Korea Source: IEEJ Asia/World Energy Outlook, September 2006 / Koyama

3 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 3 Oil Demand and Supply in Asia 2,500 2,000 1,500 1, Mt oe Demand Production Net import 70% Rate of import dependence 54% 60% % % % 89% Net Oil Import mb/d mb/d (2.6-fold growth) Source: IEEJ Asia/World Energy Outlook, September 2006 / Koyama

4 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 4 +1%/a +1,4%/a -0,2%/a -0,4%/a

5 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 5 Primärenergiebedarf in Europa fossil, hydro, öko 140,00% 120,00% 100,00% 80,00% 60,00% 40,00% 20,00% 0,00% EU-25 EU-15 Deutschland Österreich Quelle: Eurostat / TU Wien

6 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 6 Bruttostromerzeugung in der EU EU-25: 1,7 %/a, AT: 2,2 %/a Quelle: EUROSTAT

7 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 7 EU-Grünbuch über Energieeffizienz KOM(2005)265 vom & Allokationsplan für Energieeffizienz Kom(2006)545 vom Europa vergeudet 20% seiner Energie durch ineffiziente Nutzung Einsparung von 20 % der Energie bis 2020 = Verbesserung der Versorgungssicherheit Schnellste, wirksamste und kostengünstigste Methode Erreichen des EU-Kyoto Zieles von 2012 (-8%) Effizienzsteigerungen durch Einsparungen finanzieren Regenerative Energien massiv ausbauen

8 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 8 Einsparpotenzial entsprechend Grünbuch Energieeffizienz bis 2020 & Allokationsplan für Energieeffizienz Kom(2006)545 endgültig vom gültig ab % Einsparpotenzial 2020 in % -5% -10% -15% -20% -25% -30% -35% Haushalt -27% Geschäftsgebäude -30% Verkehr Industrie -26% -25% Ziel 2020

9 EU-Richtlinie zur Endenergieeffizienz EU-Richtlinie 2006/32/EG zur Endenergieeffizienz und zu Energiedienstleistungen vom 5. April 2006 Umsetzung bis in nationales Recht Jeder Staat muss einen Energieeffizienz-Allokationsplan (EEAP) verabschieden Im Zeitraum von 2006 bis 2015 muss im Mittel 9% der Endenergie eingespart werden (-1%/a). Prioritäre Sektoren: Haushalt, Dienstleistungen, Verkehr Richtlinie stellt keine Anforderungen an Verbraucher Energieversorger und Händler Angebot an Dienstleistungen zur Effizienz-Beratung, individuellen Verbrauchserfassung, Verbot von Maßnahmen die Energiesparen behindern (flat rates von Stromanbietern verbieten?) TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 9

10 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 10 WEC- Workshop heute Lösungsansätze zur Effizienzsteigerung in der Elektrizitätswirtschaft Upstream Ansätze Effizientere Erzeugungsanlagen Regenerative Energie ausbauen Netzverluste senken Downstream Ansätze (Allokationsplan Energieeffizienz) Effizientere Produktionsverfahren in der Sachgüterproduktion Effiziente Gebäude (Passivgebäude) Effizienter Verkehr (regenerative Mobilität?) Effiziente Endnutzung (effiziente Geräte und Sparen)

11 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 11 Effizienz in der Erzeugung: Altersstruktur der thermischen Kraftwerke in Österreich 1200 Engpassleistung [MW] Baujahr Quelle: VEÖ/TU-Wien: Erzeugungskapazitäten

12 Einsparpotenzial durch neue thermische Kraftwerke in Österreich Jahr Altbestand in MW Neubau in MW eta mittel Primärenergie ohne Bedarfssteigerung Primärenergie mit Bedarfssteigerung % 100 % 100 % % 80 % 98 % % 69 % 103 % Annahmen: Primärenergiebedarf auf unteren Heizwert des Brennstoffs bezogen Neubau von GuD-Anlagen mit η = 60 % Bedarfssteigerung Elektrizität 2 % / a TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 12

13 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 13 Szenarien Endeffizienz und Erzeugungsbedarf: Mehr-/Minderbedarfsszenarien Elektrizität Energiebedarf (2000 = 100%) heute EU 2006/32/EG Kom (2006)545 2%-Szenario 0%-Szenario -1%-Szenario

14 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 14-1%-Minderbedarfsszenarien Elektrizität in AT ab 2030 reicht vorhandene Wasserkraft aus! Voraussetzung: Industrie, Haushalt, Transport, Dienstleister sparen 30 % an Elektrizität bis 2030 ein. Energiebedarf (2000 = 100%) %-Szenario 0%-Szenario -1%-Szenario Anteil Wasserkraft

15 0%-Szenario Elektrizitätsbedarf in AT ab 2030 ist mit jeweils +10 % Wasser, Wind, Bio+Solar eine überwiegend regenerative Energieversorgung möglich! Voraussetzung: Elektrizitätsbedarf bleibt unverändert bis TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 15 Anteil der Regenerativen Energie in % thermisch Bio+Solar Wind Wasser

16 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 16 2%-Szenario Elektrizität (business as usual) Wasserkraft sinkt ohne Neubau von 70 % auf 44 % 56 % aus thermischen Kraftwerken und Ökoenergie realistisch: davon ½ fossil thermisch + ½ Ökostrom Hohe Kosten für Brennstoff und Neubau von Kraftwerken und Netzen Große Unweltauswirkungen (Emissionen) Starke Abhängigkeit von sicheren fossilen Ressourcen

17 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 17 Mehr-/Minderbedarfsszenarien Elektrizität Energiebedarf (2000 = 100%) %-Szenario 0%-Szenario -1%-Szenario Realszenario?

18 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 18 Sektoren der Elektrizitätsanwendung in Österreich [Statistik Austria 2003] Sachgüterproduktion 38% Landwirtschaft 2% Haushalt 29% Transport 7% Dienstleistung 24%

19 Elektrizitätsbedarf im Haushalt Jährliche Steigerung um 2 % Ursachen der Steigerung: Demographische Entwicklung life style Möglichkeiten der Bedarfsminderung: Erneuerung der Haushaltsgeräte (Effizienzsteigerung) Ändern der Verbrauchsgewohnheiten (Sparen) TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 19

20 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 20 Strombedarf Wohnen: Single und Einfamilienhaus relativer Elektrizitätsbedarf je Person 1,40 1,20 1,00 1,00 1,30 1,23 0,80 0,60 0,75 0,65 0,58 0,40 0,20 0,00 1 P/WoE 2 P/WoE 3 P/WoE 4 P/WoE 1-2 P/EFH 3+P/EFH

21 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 21 Wohnstatistik in Österreich Anteil in % Personen je Haushalt

22 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 22 Jahresverbrauch des Haushalts Standard Anwendung Jahresverbrauch in kwh Anteil in % Beleuchtung + Aufzug ,7 Warmwasser ,7 Kühlen ,7 Gefrieren 400 7,8 Waschmaschine 192 3,8 Wäschetrockner 317 6,2 Fernsehen 235 6,8 PC, Drucker, DSL 400 7,8 Kochen, Backen 168 3,3 Summe stand-by 423 8,2 Summe Betrieb ,8 Summe Gesamt ,00 Quelle: TU Wien EAEW

23 Statistik der Haushaltsgeräte 3,259 Mio. Haushalte in Österreich Haushaltsgeräte Durch- Lebensdauer Anteil am dringung Jahre Strombedarf Elektroherd 85 % % Mikrowelle 64 % % Geschirrspüler 57 % % Kühlschrank 115 % % Gefrierschrank 74 % % Waschmaschine 95 % % Wäschetrockner 37 % % Fernseher 146 % % TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 23

24 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 24 Viele alte Haushaltsgeräte sind im Einsatz: Ersatz der alten Geräte durch neue effiziente könnte 10 15% des Haushaltsstromes einsparen. 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 Backofen Kühlschrank Gefrierschrank Waschmaschine Wäschetrockner 0,

25 Modell des Strombedarfs im Haushalt Alle Arten von Haushaltsgeräten berücksichtigt Szenarien mit alten und neuen Geräten Strombedarf im stand-by und im Betrieb berücksichtigt Mittlere Betriebsdauern berücksichtigt Personenzahl je Wohnung berücksichtigt TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 25

26 Typen von Haushalten Beispiele für Elektrizitätsbedarf: Vier-Personen-Haushalt (Eltern mit zwei Kindern): konv : typischer konventioneller Gerätebestand maxi : hohe Gerätezahl, alt spar : neue Geräte + Energie-Sparen Single-Haushalt S-Luxus : Neue Luxusausstattung S-Spar : Neue Geräte + Energie-Sparen TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 26

27 Einsparpotenzial im 4-Personen-Haushalt Jahresverbrauch in kwh Betrieb stand by konv maxi spar 100 % 114 % 58 % TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 27

28 Strom-Einsparpotenziale im Standardhaushalt (Beispiel) TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 28 Freilufttrocknung anstelle Wäschetrockner -6,8 % Neuer Kühlschrank mit Tiefkühlfach -2,9 % Kein Zweitkühlschrank (Altgerät) -5,9 % Keine Gefriertruhe -7,8 % Flachbildschirm-TV anstelle Bildröhre -2,4 % Energiesparlampen (Wohnung + Haus) -8,9 % Einsparpotenzial -34,7 % Einsparpotenzial von mindestens -30% ohne merklichen Verlust an Lebensqualität möglich Einsparpotenzial sofort realisierbar, geringste Kosten

29 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 29 Einsparpotenzial im Single-Haushalt Jahresverbrauch in kwh "'Betrieb' stand by S-Luxus 3,2 : 1 S-Spar

30 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 30 Vergleich der Leistung von TV-Geräten 600 Leistung in Watt Leistungsbandbreite Leistung min. LCD-TV CRT-TV Plasma-TV

31 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 31 Vergleich der Jahresenergie von TV-Geräten 700,00 kwh/a 600,00 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 0,00 Betrieb kwh/a stand by kwh/a LCD-TV CRT-TV Plasma-TV

32 Vergleich von Kühlschränken Kühlschrank mit Strom- und Wasseranschluss für Eiswürfel und Crushed Ice mit Hausbar 532 l Inhalt Klasse A Jahresverbrauch: 525 kwh Kühlschrank 130 l mit Gefrierfach 16 l Klasse A++ Jahresverbrauch: 125 kwh TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 32

33 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 33 Zusammenfassung Energieeffizienz Haushalt Stromeinsparungspotenzial im Haushalt hoch viele uneffiziente Altgeräte Zweitgeräte nur im Dauerbetrieb relevant (Zweitkühlschrank, Zweit-Tiefkühltruhe) Stand-By-Verluste betragen 8 bis 15 % Beleuchtung hat Bedarf von bis zu 15 % Kochen macht nur 5% aus (abnehmende Tendenz) Anreize zum raschen Ersatz von Altgeräten schaffen Verzicht auf Zweitkühlschrank, Tiefkühltruhe, Wäschetrockner Energiesparlampen anstelle Glühbirne LCD-Fernseher anstelle Röhren- oder Plasmafernseher Notebook mit Internetcard anstelle PC, Monitor und DSL-Router Stand-By-Verluste durch Abschaltung vermindern

34 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 34 Zusammenfassung Energieeffizienz Energieeinsparpotenzial in Industrie und produzierendem Gewerbe zukünftig zu heben Verkehr hat große Potenziale, ist aber schwer umzusetzen (Mobilitätsbedürfnis ist groß) Gebäude haben großes Potenzial, hoher Kapitaleinsatz und lange Umsetzungsdauer erforderlich

35 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 35 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Univ.-Prof. Dr. Günther Brauner Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft TU Wien Gusshausstrasse 25/373, A-1040 Wien Tel.:

36 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 36

37 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 37 Elektrizitätsbedarf von Haushalten Anwendungsbereich Anteil in % [VDEW 2000/2005] Anteil in % [VSE 2005] Kühlschrank Gefriergerät 10 8 Warmwasser Bad + Küche Elektroherd 9 9 Geschirrspüler 3 4 Beleuchtung 8 14 Waschmaschine 4 6 Wäschetrockner 3 5 Fernseher, Audio, Video, PC 10 6 Elektrische Heizgeräte 2 2 sonstige Anwendungen Quelle: TU Wien EAEW

38 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 38 Steigerung des Primärenergiebedarfs der Welt Mtoe Kohle Öl Gas Nuklear Hydro Erneuerbare

39 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 39 Vergleich EU-USA: Öl-Importabhängigkeit 100% North America European Union 80% 60% 40% 20% 0%

40 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 40 EU USA: Gas-Importabhängigkeit 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% North America European Union

41 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 41 Brennstoffe der fossil-thermischen Kraftwerke in EU Brennstoff Bestand 2002 Neubau ab 2010 Kohle 60 % 32 % Öl 15 % 7 % Erdgas 25 % 60 %

42 Realszenario 2030 Energieeffizienz in allen Sektoren weiter steigerbar Neuer Zusatzbedarf: Wärmepumpen Automatisierung Gebäude und Haus Industrieautomation Nah- und Fernverkehr Elektroauto TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 42

43 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 43

44 TU Wien Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft 44