Energie der Zukunft Programmverantwortung: Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie und Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit Programmmanagement: Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbh (FFG) Energieautarkie für Österreich? Kompaktfassung des Endberichts des Projekts Zukunftsfähige Energieversorgung für Österreich
Energie der Zukunft Energieautarkie für Österreich? Verfasser Rupert Christian Prof. Dr. Reinhold Christian (Umwelt Management Austria) Kompaktfassung des Endberichts des Projekts Zukunftsfähige Energieversorgung für Österreich mit Beiträgen von Dipl.-Ing. (FH) Rene Bolz Rupert Christian Dipl.-Ing. Ralph Feichtinger (Umwelt Management Austria) Univ.-Doz. Dr. Andreas Windsperger Dipl.-Ing. Marcus Hummel (Institut für Industrielle Ökologie) Univ.-Doz. Dr. Peter Weish (Forum Wissenschaft & Umwelt)
Zukunftsfähige Energieversorgung für Österreich In den Jahren 2008 bis 2010 bearbeitete Umwelt Management Austria gemeinsam mit dem Institut für Industrielle Ökologie und dem Forum Wissenschaft & Umwelt die Fragen, inwieweit eine Vollversorgung Österreichs mit erneuerbaren Energieträgern langfristig möglich wäre und ob eine Energieautarkie Österreichs erreichbar ist. Die vielfältigen und umfangreichen Ergebnisse finden sich im Endbericht Zukunftsfähige Energieversorgung für Österreich (ZEFÖ) zusammengefasst auf etwas mehr als 400 Seiten, Online unter: www.uma.or.at und auch www.energiesystemederzukunft.at/rxml/results.html?id=5379&active=. Die vorliegende Kompaktversion wurde erstellt, um Interessenten aus Politik und Verwaltung, Wissenschaft und Wirtschaft, Medien und allgemeiner Öffentlichkeit rasch einen Überblick über die gewählten Methoden, Forschungsansätze und über die Ergebnisse zu ermöglichen. Zugunsten dieser besseren Übersichtlichkeit und Verständlichkeit wurde in dieser Fassung darauf verzichtet, alle Szenarien und Varianten im Detail darzustellen. Die für die Entwicklung der Energiedienstleistung relevantesten Annahmen werden allerdings in den jeweiligen Kapiteln sektorspezifisch angegeben. Durch die Auswahl der dargestellten Szenarien werden die maximalen Bandbreiten der entwickelten Energiezukünfte für Österreich aufgezeigt. Weitere Informationen, Literaturverzeichnis, Quellenangaben und Zitate etc. finden sich in dem erwähnten ausführlicheren Endbericht zur Forschungsarbeit auf der Internetseite www.energiesystemederzukunft.at/rxml/results.html?id=5379&active=. Das Projekt wurde aus Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert und im Rahmen des Programms ENERGIE DER ZUKUNFT durchgeführt. Dieses Programm wird im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie und des Bundesministeriums für Wirtschaft und Arbeit durch die Forschungsförderungsgesellschaft abgewickelt. Impressum: Medieninhaber, Verleger und Herausgeber: Umwelt Management Austria 3100 St. Pölten, Brunngasse 18/2 Tel.: 02742/21454, Fax: 02742/21454-20 E-Mail: uma@noe-lak.at, Web: www.uma.or.at
VORWORT Energie 2030 Der sanfte Weg und Energiesparpotenziale für Österreich waren die Titel von zwei in den Jahren 1984 und 1994 erschienenen Studien der Österreichischen Gesellschaft für Ökologie, bei denen bereits einige Experten und Autoren des gegenständlichen Werks mitwirkten. Groß war seinerzeit die Aufregung um die Vorschläge zu Energieeffizienz und Einsatz erneuerbarer Energieträger. Die Befürchtungen reichten von der Vernichtung von tausenden Arbeitsplätzen bis zum Untergang ganzer Industrie-Zweige. Heute, viele Jahre danach, ist die Forderung nach Energieeffizienz und dem Einsatz erneuerbarer Energieträger eine allgemein anerkannte. Auch das Bewusstsein, dass nur damit die Energieversorgung in unserem Land nachhaltig gesichert werden kann, ja sogar wirtschaftliche Vorteile lukriert werden können, hat sich durchgesetzt. Abseits dieser prinzipiellen Überlegungen ist es bislang aber noch nicht gelungen, Szenarien für eine tatsächlich zukunftsfähige Energieversorgung zu entwickeln und in weiterer Folge auch umzusetzen. Es freut Umwelt Management Austria und seine Partner daher, dass mit der vorliegenden Studie an die Arbeiten der 80-er und 90-er Jahre angeschlossen werden kann. Die Entwicklung von Wegen in eine tatsächlich zukunftsfähige Energieversorgung ist ein Gebot der Stunde. Mit gegenständlicher Studie werden diesbezügliche Optionen aufgezeigt. Ob und in welcher Form sie beschritten werden hängt von den politischen Entscheidungen und Rahmenbedingungen ab. Umwelt Management Austria hofft, dass diese mutig und zukunftsweisend gestaltet werden nur so kann Österreich seinen Wohlstand wahren und weiter ausbauen. Die Erstellung dieser Studie wäre ohne die vielfältigen Expertisen aus Wissenschaft und Forschung, aus Politik und Verwaltung, aus Wirtschaft und Interessenvertretungen sowie ohne die Unterstützung des Programms Energie der Zukunft nicht möglich gewesen. Hierfür wollen wir sehr herzlich danken! So wie die Vorschläge aus den ersten Studien der Österreichischen Gesellschaft für Ökologie mittlerweile ihren Schrecken verloren haben und nunmehr als zukunftsweisend bestätigt wurden, mögen es auch die Vorschläge aus der Studie sein und Mut zur Umsetzung geben! Univ.-Prof. DI Dr. Alfred Schmidt Präsident Prof. Dr. Reinhold Christian Geschäftsführer
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Inhaltsverzeichnis VORWORT... 6 1. Einleitung... 12 1.1 Hintergrund... 12 1.2 Problemstellung... 12 1.3 Ziel des Projekts... 13 1.4 Grundlagen... 13 1.5 Vorgangsweise und Methoden... 15 2. Basisjahr... 19 2.1 Die Gesamtenergiebilanz... 19 2.1.1 Die Besonderheiten der Gesamtenergiebilanz...19 2.2 Methodik... 21 2.3 Der energetische Endverbrauch... 22 2.4 Der Stromverbrauch... 22 2.5 Trends der bisherigen Entwicklung... 23 3. Potenziale erneuerbarer Energieträger... 25 3.1 Methodik... 25 3.2 Wasserkraft... 25 3.3 Biomasse... 26 3.3.1 Landwirtschaft...26 3.3.1.1 Spezialisierte Systeme...27 3.3.1.2 Integrierte Systeme...27 3.3.1.3 Zusammenfassung...28 3.3.2 Forstwirtschaft...28 3.4 Wind... 29 3.5 Photovoltaik... 29 3.6 Solarthermie... 30 3.7 Wärmepumpe... 31 3.8 Geothermie... 32 3.9 Zusammenfassung... 32 4. Energiedienstleistungen der Zukunft... 34 4.1 Annahmen zur Bevölkerungsentwicklung... 34 4.2 Die Sektoren im Basisjahr... 36 4.2.1 Private Haushalte...36 4.2.1.1 Haushaltsgeräte...37 8
4.2.1.2 Klimaanlagen...38 4.2.1.3 Raumheizung...38 4.2.1.4 Warmwasser...40 4.2.1.5 Beleuchtung...40 4.2.1.6 Überführung auf die Struktur der NEA 1998...41 4.2.2 Dienstleistungsbereich...41 4.2.2.1 Raumheizung, Klimaanlagen, Warmwasser...42 4.2.2.2 Beleuchtung & EDV...44 4.2.2.3 Dampferzeugung...44 4.2.2.4 Industrieöfen...44 4.2.2.5 Standmotoren...45 4.2.2.6 Elektrochemische Zwecke...45 4.2.2.7 Zusammenfassung...45 4.2.3 Sachgüterproduktion...46 4.2.4 Landwirtschaft...47 4.2.5 Mobilität...48 4.2.5.1 Personenverkehr...49 4.2.5.2 Güterverkehr...53 4.3 Annahmen Szenario Pragmatisch... 55 4.3.1 Private Haushalte...55 4.3.1.1 Haushaltsgeräte...55 4.3.1.2 Klimaanlagen...57 4.3.1.3 Raumheizung...58 4.3.1.4 Warmwasser...58 4.3.1.5 Beleuchtung...59 4.3.2 Dienstleistungsbereich...59 4.3.3 Sachgüterproduktion...61 4.3.4 Landwirtschaft...62 4.3.5 Mobilität...62 4.3.5.1 Personenverkehr...62 4.3.5.2 Güterverkehr...66 4.4 Annahmen Szenario Forciert... 67 4.4.1 Private Haushalte...67 4.4.1.1 Haushaltsgeräte...67 4.4.1.2 Klimaanlagen...69 4.4.1.3 Raumheizung...69 4.4.1.4 Warmwasser...70 9
4.4.1.5 Beleuchtung...70 4.4.2 Dienstleistungsbereich...70 4.4.3 Sachgüterproduktion...72 4.4.4 Landwirtschaft...72 4.4.5 Mobilität...72 4.4.5.1 Personenverkehr...73 4.4.5.2 Güterverkehr...76 4.5 Ergebnisse... 77 4.5.1 Private Haushalte...78 4.5.2 Dienstleistungsbereich...78 4.5.3 Sachgüterproduktion...79 4.5.4 Landwirtschaft...80 4.5.5 Mobilität...80 4.5.6 Zusammenfassung...82 5. Weitere Bilanzaggregate... 84 5.1 Der Umwandlungsbereich... 84 5.1.1 Die Kokerei...84 5.1.2 Der Hochofenprozess...84 5.1.3 Wasserkraft, Windkraft, Photovoltaik...86 5.1.4 Thermische Kraftwerke, Heizwerke, KWK-Anlagen...86 5.1.5 Raffinerie und XTL...86 5.1.6 Transportverluste...87 5.2 Der nicht energetische Verbrauch... 87 5.2.1 Annahmen zur Entwicklung...87 5.2.2 Ergebnis...88 5.3 Der Verbrauch Sektor Energie... 88 5.3.1 Annahmen zur Entwicklung...89 5.3.1.1 Die Abteilungen 10, 11 und 12...89 5.3.1.2 Die Mineralölverarbeitung...89 5.3.1.3 Die Kokerei...89 5.3.1.4 Der Hochofen...90 5.3.1.5 Die Abteilung 40...90 5.3.2 Das Ergebnis...90 6. Jahresverlaufe... 91 6.1 Aufbringung... 91 6.2 Verbrauch... 92 6.3 Zusammenfassung... 92 10
7. Energieflussbilder... 94 8. Expertenevaluierung... 108 9. Zusammenfassung der Ergebnisse und Empfehlungen... 110 9.1 Quantitative Betrachtung... 110 9.2 Verknüpfung Aufbringung Energiedienstleistungen... 113 9.3 Zeithorizonte und Saisonalitäten... 114 9.4 Der Weg in die Realität... 115 9.5 Internationaler Vergleich... 117 9.6 Energiestrategie Österreich... 118 9.7 Empfehlungen... 119 Tabellenverzeichnis... 122 Abbildungsverzeichnis... 127 Abkürzungsverzeichnis... 128 11
1. Einleitung 1.1 Hintergrund Nach Jahrzehnten der Diskussion, der Verniedlichung und des Leugnens ist heute weltweit weitgehend anerkannt, dass der Klimawandel stattfindet und vielfältige Probleme für Menschen in aller Welt bringen kann und wird. Analysiert man die Ursachen diese Klimawandels, so wird rasch klar: Der Einsatz fossiler Energie, Verbrennungsprozesse sind dabei ein Kernproblem. Öl, Kohle und Gas setzen CO 2 frei, das über Jahrmillionen gebunden war. Bisherige Entwicklung und aktuelle Trends des Energieverbrauchs sind mit weiteren Problemen verbunden: Unser Wirtschaftssystem baut auf billigem Öl auf. Werden die erschöpfbaren Energieträger knapp, droht ein exorbitanter Preisanstieg und damit eine wirtschaftliche und soziale Katastrophe. Die Europäische Union und die Republik Österreich bekennen sich zum Ziel einer nachhaltigen Entwicklung, also zu einer Etablierung eines Wirtschafts- und Lebensstils, der auf Dauer aufrecht erhalten werden kann ohne die Handlungsoptionen der nachfolgenden Generationen zu schmälern. Auch in diesem Zusammenhang ist das Energiesystem von zentraler Bedeutung. Die Europäische Union und Österreich haben sich daher auch diesbezüglich zu ehrgeizigen Zielen bekannt. 1.2 Problemstellung Die Herausforderung ist groß: Der Verbrauch von elektrischer Energie und Energie insgesamt steigt rapide. Öl, Kohle und Gas gehen zur Neige. Auch Brennstoffe für Atomkraftwerke sind erschöpfbar. Die enormen Risiken der Verwendung von Atomenergie zeigen ebenfalls, dass deren nachhaltig dauerhafte Nutzung auszuschließen ist. Bereits vor den Engpässen der Energieversorgung droht eine wirtschaftliche Katastrophe. Langfristig gibt es nur erneuerbare Energieträger. 12
Auch die erneuerbaren Energieträger sind begrenzt. Auch bei enormer Steigerung der Ausbeute bis an die Grenzen der Verträglichkeit heran kann der aktuelle Energieverbrauch Österreichs durch heimische erneuerbare Energieträger keinesfalls gedeckt werden. Der Anteil der erneuerbaren Energieträger an der gegenwärtigen Energieversorgung ist gering. Viele Prognosen und Entwicklungen von Szenarien zeigen, dass diese Schere noch weiter aufzugehen droht. Somit stellt sich sehr ernsthaft die Frage, auf welche Weise die Energieversorgung Österreichs, Europas, ja weltweit, auf Dauer gesichert werden kann und soll. Kann tatsächlich mit erneuerbaren Energieträgern das Auslangen gefunden werden? Sind wesentliche Einschränkungen notwendig? Wie sieht die Energiezukunft aus? Die vorliegende Studie greift die Herausforderung auf und geht diesen Fragen nach. 1.3 Ziel des Projekts Projektziel war zu untersuchen, inwieweit, wie und unter welchen technischen Rahmenbedingungen die Energieversorgung Österreichs langfristig durch die dann ausschließlich verfügbaren erneuerbaren Energieträger gesichert werden kann und inwieweit dabei Einschränkungen vermieden werden können, eventuell sogar bei steigender Lebensqualität. 1.4 Grundlagen Zunächst gilt es, den Begriff sichere Energieversorgung im Spannungsfeld zwischen seit Jahrzehnten zum Teil rapid steigendem Energieverbrauch und vergleichsweise geringem Anteil erneuerbarer Energieträger und deren Begrenztheit zu hinterfragen. Energie ist kein Selbstzweck und wird nicht unmittelbar benötigt, sondern dient dazu, Produkte und Dienstleistungen bereit zu stellen. Solche Energiedienstleistungen können im Allgemeinen aber mit unterschiedlichen Mengen an Energie, unterschiedlichen Energieträgern und unterschiedlichen technischen Einrichtungen erbracht werden. Wir können daher unsere Energiezukunft innerhalb relativ großer Bandbreiten selbst wählen und gestalten. Die Konzeption der wünschenswerten Energiezukunft kann somit auch wesentliche andere gesellschaftliche Aspekte und Interessenlagen mit einbeziehen. Kriterien für die Auswahl könnten sein: 13
Reduktion der Treibhausgase Umwelt- und Naturschutz (Auswirkungen auf Luft, Wasser, Boden, Natur und Landschaft, Fauna und Flora, Biodiversität) nachhaltige Nutzung stofflicher und energetischer Ressourcen volkswirtschaftliche Aspekte (Beschäftigungswirkung im Inland, in den Regionen, Wertschöpfung in Österreich, Investitions- und Innovationsanreize, Reduktion von Auslandsabhängigkeit und Devisenabflüssen, vermiedene Schäden, Kaufkraft der österreichischen Bevölkerung, ) Soziales (Verfügbarkeit, Leistbarkeit für alle Bevölkerungsschichten mit vertretbarem Aufwand, Zugang zu den gesellschaftlich wünschenswerten Energiedienstleistungen) Sicherheit (Fehlerfreundlichkeit, Störanfälligkeit und Risiko, gesundheitliche Aspekte) Krisenanfälligkeit und Versorgungssicherheit Zuverlässigkeit und Stabilität des Energiesystems Mitwirkungsmöglichkeiten, persönliche Entscheidungsfreiheit der Bürger gesellschaftliche Akzeptanz Umsetzbarkeit (im Lichte aktueller Interessenlagen und Entscheidungsvorgänge) Energiewende unabdingbar Die dargestellte Herausforderung und eine überblicksmäßige Analyse der aktuellen Trends von Energieverbrauch und Energieversorgung legen nahe, dass eine nachhaltige Bereitstellung der wünschenswerten Energiedienstleistungen auf der Basis erneuerbarer Energieträger sich nicht aus der historischen Entwicklung ergeben wird. Es ist vielmehr eine Energiewende notwendig. Diese ist gekennzeichnet durch die Ziele den Energieverbrauch deutlich zu senken, die Effizienz der Energienutzung entscheidend zu steigern Energiedienstleistungen unter Beachtung sozialer und weiterer gesellschaftlich relevanter Kriterien vermehrt und für alle zugänglich bereit zu stellen 14
1.5 Vorgangsweise und Methoden Herkömmliche Energieszenarien führen im Allgemeinen zu modifizierten Trendfortschreibungen. Zwar werden bestimmte Annahmen und einige Parameter wie z. B. der Preis von Rohöl, der Dollarkurs etc. variiert, Zukunftsbilder aber letztlich durch Fortschreibung des Ist-Zustands und gegenwärtiger Trends entwickelt. Beispielhaft für diese Problematik kann der World Energy Outlook genannt werden (siehe Abbildung 1). Abbildung 1: New Policies Scenario World Energy Outlook 2010 (Quelle: http://www.worldenergyoutlook.org/docs/weo2010/weo2010_london_nov9.pdf 20.12.2010) Derartig leicht variierte Fortschreibungen bisheriger Trends führen zur Prognose exorbitanter Verbrauchssteigerungen und daher trotz des gegenwärtigen Booms zu sinkenden Anteilen erneuerbarer Energieträger. Österreich und kein anderes Land wären im Stande, bei derartigen Entwicklungen die Energieversorgung auf der Basis erneuerbarer Energieträger sicher zu stellen. Langfristig kann es dazu aber keine Alternative geben. Backcasting Modell In der vorliegenden Studie wurde daher ein anderer Weg gewählt: Energiezukünfte, die langfristig erreicht werden sollen, werden skizziert. Aus dem Vergleich mit der Ist-Situation werden die notwendigen Schritte abgeleitet. Potenziale erneuerbarer Energie Zunächst wurden die Potenziale erneuerbarer Energieträger in Österreich, die langfristig ökologisch und sozial verträglich erschließbar sind, untersucht. Aus der Recherche des 15
aktuellen Standes der Wissenschaft, Experteninterviews, Workshops und Best-Practice- Beispielen wurden diese langfristig erschließbaren Potenziale erneuerbarer in Bandbreiten abgeschätzt und berechnet. Dabei wurde auf die begrenzenden Faktoren wie Flächenverfügbarkeit oder Wasserführung ebenso Rücksicht genommen wie auf Begrenzungen, die aus konfligierenden gesellschaftlichen Zielen folgen wie z. B. Naturschutz und Tierschutz. Energiedienstleistungen 2005 bis 2050 Im Anschluss daran wurden die Energiedienstleistungen des Basisjahres (2005) recherchiert und unter bestimmten Annahmen weiter entwickelt. Dabei stellte sich heraus, dass es sehr schwierig ist, Energiedienstleistungen in Zahlen zu fassen. Trotz intensiver Literaturrecherche konnten derartige Ansätze in vielen Bereichen nicht gefunden werden. Bedürfnisse wie sozialer Kontakt, Besuch von Verwandten, Erholung, getrocknete Wäsche bis hin zu erreichter Arbeitsplatz oder behagliche Wohnsituation lassen sich nur bedingt durch Messgrößen ausdrücken. Dennoch musste versucht werden, Energiedienstleistungen behelfsweise durch geeignete Kennzahlen anzunähern. Dazu wurden Parameter herangezogen wie die Verkehrsleistung im Personenverkehr, der Heizwärmebedarf von Gebäuden, etc. Bei der Ausarbeitung der Studie war und bei der Lektüre des Berichts ist daher zu beachten, dass eine Steigerung oder Senkung des jeweiligen Parameters nicht immer parallel mit einer Steigerung oder Senkung von Quantität und Qualität der Energiedienstleistungen einhergeht: Geringere Verkehrsleistung kann für verbesserte Erreichbarkeiten stehen, geringerer Energieverbrauch für bessere thermische Qualität der Gebäude usw. Legt man als Mobilitätsziel zu Grunde, dass notwendige Wege von allen rasch, sicher, bequem und umweltfreundlich erledigt werden können, Erreichbarkeiten für alle gesichert sein und Belastungen für Menschen und Umwelt minimiert werden sollen, so lässt sich daraus die Forderung nach einer Raumordnung, einer Gestaltung des öffentlichen Raums und einem attraktiven Angebot des Umweltverbundes ableiten, die bei sinkenden Verkehrsleistungen verbesserte Erreichbarkeiten und höhere Lebensqualität und Lebensstandard sichern. Verknüpfung erneuerbare Energie Energiedienstleistungen Parallel zur Berechnung der Potenziale und der Weiterentwicklung der Energiedienstleistungen wurde ein Modell entwickelt, welches beide Komponenten abbildet 16
und miteinander verknüpft. Auch für Umwandlung und Transport wurde dabei der Einsatz effizienter Techniken vorausgesetzt. In diesem Zusammenhang wurden auch die weiteren Aggregate der Gesamtenergiebilanz wie beispielsweise der Verbrauch Sektor Energie eingehend untersucht. Dadurch konnten die Ergebnisse in Form von Energieflussbildern dargestellt werden. Szenarienbildung Zahlreiche und vielfältige Parameter bestimmen das Energiesystem der Zukunft. Zur Darstellung unterschiedlicher Optionen und um Bandbreiten der Entwicklung aufzuzeigen, wurden drei Szenarien erarbeitet. Business as usual Das Szenario Business as usual nimmt an, dass es zu keinen wesentlichen Änderungen der Trends im Vergleich zur bisherigen Entwicklung und Ist-Situation kommt. Effizienzgewinne und Energiesparmaßnahmen bleiben bescheiden. Der Energieverbrauch steigt weiterhin stetig an. Ausgangspunkt bildet das Basisjahr mit den Daten des Jahres 2005, die unter Berücksichtigung statistischer Schwankungen bereinigt wurden. In diesem Szenario wird der Trend des Energieverbrauchs in den einzelnen Sektoren im Wesentlichen extrapoliert. Anders in den beiden weiteren Szenarien: Den dargestellten Zielen des Projekts entsprechend kam hier keine Fortschreibung bisheriger Trends zum Tragen. Es wurde vielmehr der oben dargestellte Weg des Backcastings in unterschiedlicher Ausformung beschritten. Szenario Forciert Das Szenario Forciert setzt ein weitreichendes Umdenken von Politik und Bevölkerung voraus. Die derzeit gegebenen Effizienzpotenziale werden nahezu zu 100% ausgeschöpft, fallweise auch noch ausgeweitet. Im Bereich der Raumwärme bedeutet dies z.b. eine Sanierung auf Passivhausstandard. Enorme Effizienzsteigerungen elektrischer Geräte kennzeichnen diesen Weg. In Großstädten wird der motorisierte Individualverkehr im Jahr 2050 zu 100% durch Elektrofahrzeuge erbracht,. Zwar werden keine heute noch nicht bekannten oder konkret erwartbaren Techniken einbezogen, die Nutzung heute gegebener Optionen zur Senkung des Energieverbrauchs und zum Übergang auf erneuerbare Energieträger, vor allem aber auch zu einer Gestaltung 17
unserer Lebenswelt, die mehr Lebensqualität mit geringerem Energieeinsatz ermöglicht, werden allerdings sehr weitgehend bis an die heute erkennbaren Grenzen ausgeschöpft. Szenario Pragmatisch Auch das Szenario Pragmatisch nutzt heute verfügbare Effizienzpotenziale, allerdings nicht in vollem Umfang. In maßgeblichen Parametern unterscheidet es sich deutlich vom Szenario Forciert. Beispielsweise wird im Bereich der Raumwärme die Sanierung nur auf Niedrigenergiehausstandard angenommen, die Effizienzsteigerung elektrischer Geräte etwas niedriger angesetzt und der motorisierte Individualverkehr in Großstädten auch im Jahr 2050 nur zu 80% mit Elektrofahrzeugen erbracht. Anzumerken ist, dass auch dieses Szenario Pragmatisch sich keineswegs pragmatisch aus der bisherigen Entwicklung ergibt, sondern tiefgehenden Bewusstseinswandel bei Bevölkerung, Politik, Verwaltung, Entscheidungsträgern in der Wirtschaft voraussetzt. Die Umsetzung beider Szenarien und der Weg in eine derartige Energiezukunft erfordern daher jeweils einen Bruch der aktuellen Trends. In allerdings höchst unterschiedlichem Ausmaß werden neben Bewusstseinswandel, Information und Qualifikation sowie finanziellen Anreizen auch stringente ordnungsrechtliche Vorgaben festzulegen und deren Kontrolle zu sichern sein. Innerhalb dieser Szenarien werden weitere Parameter zur Bildung von Varianten bzw. auch zur Beschreibung der Energiedienstleistungen der Zukunft herangezogen. Insbesondere wurden unterschiedliche Möglichkeiten der Bevölkerungsentwicklung (Anzahl, Altersverteilung, Siedlungsstruktur) bearbeitet. 18
2. Basisjahr 2.1 Die Gesamtenergiebilanz Die Gesamtenergiebilanz der Statistik Austria betrachtet die Energieaufbringung und den Energieeinsatz in Österreich im Zeitraum eines Kalenderjahres. Die Zeitreihen reichen zurück bis zum Jahr 1970. Eine wichtige Untergliederung der Gesamtenergiebilanz ist die nach den sechs Energieträgerklassen (Öl, Kohle, Gas, Erneuerbare, Fernwärme, Strom) und in weiterer Folge nach Subenergieträgern (z.b.: Steinkohle, Benzin, Brennholz). Des Weiteren umfasst die Gesamtenergiebilanz 10 Bilanzaggregate, nämlich die inländische Erzeugung von Rohenergie, Import, Lager, Export, Bruttoinlandsverbrauch, Umwandlungseinsatz, Umwandlungsausstoß, Verbrauch Sektor Energie, nicht energetischer Verbrauch und energetischer Endverbrauch. Umwandlungseinsatz und Umwandlungsausstoß sind dabei weiter untergliedert nach Art der Anlage (Kokerei, Hochofen, Raffinerie, Kraftwerke, KWK-Anlagen, Heizwerke und Gaserzeugung). In Sektoren unterteilt werden noch der Verbrauch Sektor Energie (7 Sektoren) und der energetische Endverbrauch (13 Sektoren des Produzierenden Bereichs, 5 Transportsektoren, die Sektoren öffentliche und private Dienstleistungen, private Haushalte und Landwirtschaft ). Für den energetischen Endverbrauch (und im Prinzip auch für den Verbrauch Sektor Energie) wird auch eine Untergliederung in 7 Nutzenergiekategorien ( Raumheizung, Klimaanlagen, Warmwasser, Dampferzeugung, Industrieöfen, Standmotoren, Traktion, Beleuchtung & EDV und elektrochemische Zwecke ) vorgenommen. Alle Unterteilungen der Gesamtenergiebilanz existieren auch auf Ebene der Subenergieträger. 2.1.1 Die Besonderheiten der Gesamtenergiebilanz In der Veröffentlichung Energiebilanzen 1970 (1988) 2005: Dokumentation der Methodik (Statistik Austria, Wien, Jänner 2007) wird festgehalten, dass die Energiebilanz kein starres Rechenwerk ist, sondern laufend adaptiert werden muss, unter anderem aufgrund steigender Anforderungen, neuer Erkenntnisse und sich ändernder Datenlage. Besonders deutliche 19
Änderungen zeigt der energetische Endverbrauch des Sektors Sachgüterproduktion im Jahr 2005 (von 283.142 TJ bis 309.800 TJ, je nach Veröffentlichungsdatum). Sofern überhaupt Änderungen vorgenommen werden, sind sie i. a. geringer als im hier angeführten Beispiel. Ein weiteres Problem ergibt sich bei der Sektorisierung, die auf der Wirtschaftsklassifikation ÖNACE beruht. Diese ÖNACE-Klassifikation ist zwar ausgesprochen detailreich, zugleich aber eine abstrakte Liste von wirtschaftlichen Tätigkeiten. Der Tatsache, dass ein Unternehmen auch mehreren Tätigkeiten, die in unterschiedliche Sektoren fallen, nachgehen kann, wird dabei keine Rechnung getragen. Da andererseits Unternehmen ihren Energieeinsatz meist nicht nach Sparten trennen, ist die Statistik Austria bei der Sektorisierung oft auf Erfahrungswerte und statistische Methoden angewiesen wodurch sich zwangsläufig Unsicherheiten ergeben. Gemäß der EU/IEA Methodik wird bei der Stromgewinnung aus Wasserkraft der Umwandlungseinsatz dem Umwandlungsausstoß gleichgesetzt (früher, d. h. bis 1998, wurden bei dieser Umwandlung 20% Umwandlungsverluste angesetzt). Bedingt durch diese Nettoverrechnung wird auch der gepumpte Zufluss nicht mehr ausgewiesen. Folglich werden auch nur die Pumpstromverluste (Pumpstrom minus Ertrag aus dem gepumpten Zufluss) ausgewiesen, und zwar als Verbrauch Sektor Energie. Grundlage für die Einteilung in Nutzenergiekategorien sind in erster Linie die Nutzenergieanalyse 1998 sowie weitere, sektorspezifische Stichprobenerhebungen. Die Nutzenergiekategorien liefern Aussagen darüber, wofür Energie verwendet wird. Zusätzlich dazu wird der letzte Umwandlungsschritt betrachtet, also die Umwandlung des energetischen Endverbrauchs in Nutzenergie und die dabei auftretenden Verluste. Die Statistik Austria selbst bezeichnet die Klassifikation der Nutzenergiekategorien als relativ grob. Das erstaunlichste Detail ist im Sektor private Haushalte zu finden. Hier werden der Verbrauch für Warmwasserbereitung und Kochen im Gegensatz zu den anderen Sektoren der Nutzenergiekategorie Industrieöfen zugeordnet, und nicht der Nutzenergiekategorie Raumheizung, Klimaanlagen, Warmwasser. Die Statistik Austria bezeichnet diese Zuordnung als methodische Abweichung. Insgesamt stecken in der Gesamtenergiebilanz also sowohl sehr viel Expertenwissen als auch enormer mathematischer Aufwand. Wie die oben angesprochenen Beispiele zeigen, lassen sich manche Besonderheiten aber nicht vermeiden, wobei nochmals darauf hingewiesen wird, dass ein Teil davon von außen vorgegeben ist (IEA/EU) bzw. aus vorgegebenen Strukturen folgt (NACE/ÖNACE-Klassifikation der Wirtschaftstätigkeiten). 20
2.2 Methodik Als Basisjahr wurde das Jahr 2005 gewählt. Grundlagen für die Erarbeitung waren sowohl die Zeitreihen der Gesamtenergiebilanz als auch jene der Bilanz der elektrischen Energie. Für die statistische Bereinigung wurden Querschnitte, Mittelwerte und lineare Extrapolationen verwendet. Etwas komplizierter war der Sachverhalt nur bei Änderungen aufgrund der Heizgradtag-Statistik. Querschnitte wurden in der Form 1 W W, 6 k 05 0i 3 i 4 berechnet, Mittelwerte gemäß der Formel 1 W W W 2 k 05 04 06, und lineare Extrapolationen als k W05 W. 04 W04 W 03 Bei der HGT-Korrektur wurde der Querschnitt der Jahre 2001 bis 2006 herangezogen, und zwar weil dieser drei kalte (2001, 2003, und 2005) und drei warme Jahre (2002, 2004 und 2006) enthält. Um einen allfälligen allgemeinen Verbrauchsanstieg zu berücksichtigen, wurden additive Korrekturterme eingefügt. Schließlich liegt der Durchschnitt der Heizgradtage der Jahre 2001 bis 2006 noch 2% über dem Mittelwert der Jahre 1980 bis 2006, weshalb noch ein Faktor 1/1,02 in der Formel berücksichtigt wurde. So ergibt sich 6 k 1 1 05 0i i 1 W W Korrekturterm. 6 1,02 Die Erstellung der Trends beruht ebenfalls auf linearer Extrapolation, allerdings über die Zeiträume von 15 bzw. 45 Jahren, was zu Formeln wie k 1 W W W W W20 W 05 15 2 6 8 06 00 06 98 und 21
k 1 W W W W W W W50 W 05 45 3 4 4 2 05 01 06 02 05 03 führt. 2.3 Der energetische Endverbrauch Der energetische Endverbrauch wurde in zwei unterschiedlichen Gliederungen, nämlich nach Sektoren bzw. nach Nutzenergiekategorien, untersucht und bereinigt. In einem letzten Schritt wurden diese beiden Gliederungen zusammengeführt, und zwar indem eine Matrix erstellt wurde, die den energetischen Endverbrauch gegliedert nach Sektoren und Nutzenergiekategorien wiedergibt (siehe folgende Tabelle). TRA RW BE ecz D IÖ SM Summe LW 9.905 8.693 873 10 118 1.994 2.780 24.373 SGP 0 25.812 10.875 1.799 74.865 85.679 111.757 310.787 MOB 341.126 0 0 0 0 0 0 341.126 DL 0 83.596 13.806 3 3.609 21.795 12.775 135.584 HH 0 199.176 7.107 0 0 38.882 28.107 273.272 Summe 351.031 317.277 32.661 1.812 78.592 148.350 155.419 1.085.142 Tabelle 1: Bereinigter energetischer Endverbrauch [TJ] 2005 nach Nutzenergiekategorien und Sektoren 2.4 Der Stromverbrauch Mit derselben Vorgehensweise wie schon der energetische Endverbrauch wurde auch der Stromverbrauch statistisch bereinigt. Das Ergebnis zeigt Tabelle 2. TRA RW BE ecz D IÖ SM Summe LW 0 832 873 10 0 1.083 1.591 4.389 SGP 0 1.728 10.875 1.799 415 16.853 55.132 86.802 MOB 11.715 0 0 0 0 0 0 11.715 DL 0 8.970 13.806 3 0 16.405 8.029 47.213 HH 0 8.718 7.107 0 0 8.851 28.107 52.783 Summe 11.715 20.248 32.661 1.812 415 43.192 92.859 202.902 Tabelle 2: Bereinigter Stromverbrauch [TJ] 2005 nach Nutzenergiekategorien und Sektoren 22
2.5 Trends der bisherigen Entwicklung Nachfolgend werden Trends, also auf zeitliche Entwicklungen der Verbrauchshöhe, für den energetischen Endverbrauch und den Stromverbrauch dargestellt. Dabei zeigt sich, dass die Entwicklung des energetischen Endverbrauchs i. a. steigend ist, und zwar mit einer durchschnittlichen jährlichen Zunahme in Höhe von rund 21,5 PJ. Extrapoliert man mit dieser Steigung bis 2020 bzw. 2050, so ergäben sich energetische Endverbrauche in Höhe von 1.407,6 PJ bzw. 2.052,6 PJ. Gegenüber dem Basisjahr würde das Verbrauchszunahmen von 30% bis 2020 und von 89% bis 2050 bedeuten. Tabelle 3 gibt die Ergebnisse für den energetischen Endverbrauch wieder. 2005 jährliche Zunahme 23 2020 2050 EE 1.085,1 21,5 1.407,6 2.052,6 LW 24,4 0,0 24,4 24,4 SGP 310,8 6,6 409,8 607,8 MOB 341,1 11,8 518,1 872,1 DL 135,6 2,3 170,1 239,1 HH 273,3 3,0 318,3 408,3 Summe 1.085,1 23,7 1.440,7 2.151,7 TRA 351,0 11,8 528,0 882,0 RW 317,3 3,2 365,3 461,3 BE 32,7 0,6 41,7 59,7 ecz 1,8 0,06 2,7 4,5 D 78,6 0,6 87,6 105,6 IÖ 148,4 2,9 191,9 278,9 SM 155,4 4,9 228,9 375,9 Summe 1.085,1 24,06 1446,1 2.167,9 Tabelle 3: Ergebnisse [PJ] der linearen Trendfortschreibung des energetischen Endverbrauchs bis 2020 bzw. 2050 Der gesamte Stromverbrauch steigt wie auch der energetische Endverbrauch stetig an. Speziell seit dem Jahr 2002 ist die Zunahme ziemlich linear und beträgt rund 4,4 PJ pro Jahr. Extrapoliert man wiederum mit dieser Steigung bis 2020 und bis 2050, so erhält man für die entsprechenden Jahre Stromverbrauche in Höhe von 268,9 PJ und 400,9 PJ. Relativ betrachtet entspricht das Zunahmen in Höhe von 33% bis zum Jahr 2020 und von 98% bis zum Jahr 2050. Tabelle 4 zeigt die zusammengefassten Ergebnisse.
2005 jährliche Zunahme 2020 2050 Eel 202,9 4,4 268,9 400,9 LW 4,4 0,0 4,4 4,4 SGP 86,8 2,8 128,8 212,8 MOB 11,7 0,0 11,7 11,7 DL 47,2 0,6 56,2 74,2 HH 52,8 0,8 64,8 88,8 Summe 202,9 4,2 265,9 391,9 TRA 11,7 0,0 11,7 11,7 RW 20,2 0,2 23,2 29,2 BE 32,7 0,6 41,7 59,7 ecz 1,8 0,06 2,7 4,5 D 0,4 0,008 0,5 0,8 IÖ 43,2 0,9 56,7 83,7 SM 92,9 2,5 128,9 200,9 Summe 202,9 4,268 265,4 390,5 Tabelle 4: Ergebnisse [PJ] der linearen Trendfortschreibung des Stromverbrauchs bis 2020 bzw. 2050 24
3. Potenziale erneuerbarer Energieträger Nachdem mit dem Basisjahr die Referenz für weitere Betrachtungen festgelegt wurde, gilt es die in Österreich langfristig verfügbaren Potenziale erneuerbarer Energieträger zu betrachten. Langfristig muss es gelingen, einzig mit diesen den Energiebedarf zu decken. 3.1 Methodik Um die Potenziale erneuerbarer Energieträger in Österreich abschätzen zu können, wurden umfangreiche Literaturrecherchen durchgeführt. Zusätzlich wurden mehrere Workshops durchgeführt, einige Experten wurden auch schriftlich um ihre Einschätzung gebeten. Aus all diesen Daten und Erkenntnissen wurde nachfolgende Abschätzung der Potenziale erneuerbarer Energieträger erstellt. Auf eine Berücksichtigung von möglichen Auswirkungen des Klimawandels musste dabei aufgrund der Komplexität der Sachverhalte verzichtet werden. 3.2 Wasserkraft Im Jahr 2005 wurde ein Wasserkraftpotenzial in Höhe von 39.019 GWh (ca. 140 PJ) genutzt. Darin sind ca. 4000 GWh (14,4 PJ) Kleinwasserkraft enthalten. Das bis 2050 zusätzlich realisierbare Potenzial wird häufig mit 13.000 GWh angegeben, worin Neubau und Optimierung von bestehenden Anlagen berücksichtigt sind. Schiller geht davon aus, dass von diesem Potenzial 9.750 GWh auf Großwasserkraft und 3.250 GWh auf Kleinwasserkraft entfallen. Pirker schlüsselt das Potenzial nicht weiter auf, geht allerdings von 13.000 ± 500 GWh aus. Pelikan verteilt das Potenzial mit 9.360 GWh auf Groß- und 3.640 GWh auf Kleinwasserkraft. Zusätzlich gibt er das Potenzial bis zum Jahr 2020 mit 6.500 GWh an. Diese Potenzialabschätzungen berücksichtigen den Verzicht auf Neubau unterhalb Wiens sowie allgemeine Umweltrahmenbedingungen, allerdings weder die Vorgaben der Wasserrahmenrichtlinie noch die der Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie. Das Lebensministerium geht in einem realistischen Szenario von einem bis 2020 zusätzlich realisierbaren Potenzial in Höhe von 4.500 GWh aus, wovon 3.375 GWh auf Groß- und 1.125 GWh auf Kleinwasserkraft entfallen sollen. In einem forcierten Szenario werden 7.500 GWh, mit 5.625 GWh aus Groß- und 1.875 GWh aus Kleinwasserkraft, für realisierbar gehalten. Auch hier sind Neubau und Optimierung enthalten. Der Masterplan Wasserkraft des Wirtschaftsministeriums sieht bis 2020 ein Potenzial von 6.500 GWh, wovon 4.643 GWh auf Groß- und 1.857 GWh auf Kleinwasserkraft entfallen. 25
Das Potenzial für 2050 wird mit 12.000 GWh angegeben. Davon sollen 10.600 GWh durch Neubau und 1.400 GWh durch Optimierungen realisiert werden. Nachfolgende Tabelle fasst diese Potenzialeinschätzungen zusammen. 2020 2050 ges. Gwk Kwk ges. Gwk Kwk Schiller --- --- --- 13.000 9.750 3.250 Pirker --- --- --- 13.000 --- --- Pelikan 6.500 --- --- 13.000 9.360 3.640 Lebensministerium real. 4.500 3.375 1.125 --- --- --- forc. 7.500 5.625 1.875 --- --- --- Masterplan 6.500 4.643 1.857 12.000 --- --- Tabelle 5: Abschätzung der gegenüber 2005 zusätzlich realisierbaren Potenziale [GWh] der Wasserkraft Die Autoren sind der Meinung, dass obige Abschätzungen ökologische Anforderungen und Vorgaben viel zu wenig berücksichtigen. Zusätzlich gehen sie davon aus, dass der Optimierung bestehender Anlagen der Vorrang gegenüber dem Neubau einzuräumen ist. Damit ergeben sich Potenzialeinschätzungen gemäß Tabelle 6. 2020 2050 ges. NEU OPT. ges. NEU OPT. Einschätzung der Autoren 1.060 700 360 3.300 1.400 1.900 Tabelle 6: Zusätzlich realisierbare Potenziale [GWh] der Wasserkraft nach Meinung der Autoren Ausgehend von rund 140 PJ aus Wasserkraft im Jahr 2005 bedeutet das, dass im Jahr 2020 144,2 PJ und im Jahr 2050 152,3 PJ gewonnen werden können. 3.3 Biomasse 3.3.1 Landwirtschaft Österreichs Fläche umfasst 83.871 km² (8.387.100 ha). Im Jahr 2005 standen 1.405.234 ha Ackerland, 907.904 ha Wirtschaftsgrünland sowie 881.502 ha extensiv genutztes Grünland zur Verfügung. Im Jahr 2000 beanspruchte ein Bürger der EU-15 durchschnittlich eine Fläche von 4.400 m² für Ernährung (inklusive Wein, Tabak, ), stoffliche Nutzung und Erzeugung von Agrarrohstoffen. Die für eine autarke Ernährung benötigte Fläche wird jedoch mit nur 1.500 bis 2.000 m²/c angegeben. Die Statistik Austria prognostiziert einen Bevölkerungsanstieg 26
von derzeit 8,3 Mio. auf 9,5 Mio. Österreicher im Jahr 2050. Bei einem Flächenbedarf von 2.000 m²/c für die autarke Ernährung an, beträgt die erforderliche Gesamtfläche im Jahr 2050 1.904.000 ha. Dadurch würde sich die Konkurrenz zwischen Lebensmittelproduktion und energetischer Nutzung der Biomasse verschärfen. Schließlich wird die in heutigen (spezialisierten) Systemen gewonnene Biomasse entweder als Nahrung oder als Energieträger verwertet. Die wohl beste Lösung dieses Problems stellen integrierte Systeme dar, in denen der Ertrag eines Feldes teils als Lebensmittel, teils auch als Energieträger dient. 3.3.1.1 Spezialisierte Systeme Der Vorteil spezialisierter Systeme liegt in den hohen erzielbaren Erträgen je Flächeneinheit. Ein großer Nachteil ist jedoch die nur begrenzt zur Verfügung stehende Fläche. So geht das Lebensministerium in seinem realistischen Biomasseszenario für das Jahr 2020 von einer für Energiegewinnung verfügbaren Fläche von 400.000 ha aus. Die eine Hälfte davon soll zur Bereitstellung von Biodiesel und Ethanol dienen, die andere zum Anbau von Energiepflanzen. Auch 20% des gesamten Strohanfalls sollen für die energetische Nutzung verwendet werden. Das gesamte Potenzial soll 2020 63 PJ betragen. Im forcierten Biomasseszenario, ebenfalls für 2020, geht das Lebensministerium von zusätzlichen 50.000 ha für den Anbau von Energiepflanzen, einer jährlichen Ertragssteigerung von 1,5% und der energetischen Nutzung von 25% des Strohanfalls aus. Das gesamte Potenzial des forcierten Biomasseszenarios beträgt im Jahr 2020 85 PJ. Laut Amon können in spezialisierten Systemen überhaupt nur rund 20% der Ackerfläche für den Anbau von Energiepflanzen genutzt werden. Wenn man die Nutzung von Wirtschaftsdünger und Grünlandflächen nicht berücksichtigt, einen Ertrag von 6.500 m³ Methan pro Hektar und die Ackerfläche von 2005 (1.405.234 ha) zugrunde legt, ergibt sich ein Potenzial in Höhe von knapp 66 PJ für das Jahr 2020. 3.3.1.2 Integrierte Systeme Integrierte Systeme beruhen auf einem Bioraffinerie-Konzept. Nachfolgend werden Potenziale derartiger Systeme auf Basis der Publikationen von Amon erläutert. Für die Berechnung eines langfristigen Potenzials der Biomasse legt Amon integrierte Systeme zugrunde. Genutzt werden kann auf diese Weise die gesamte Ackerfläche sowie 20% des Wirtschaftsgrünlandes. Die Nutzung des Grünlandes ist eingeschränkt, weil dieses zur Futtermittelproduktion (u. a. durch direkte Beweidung) dient (vgl. Amon, T. et al. 2008). 27
In der Berechnung verwendete Amon die Zahlen des Jahres 2006 für Ackerland mit 1.377.251 ha sowie Grünland mit 909.407 ha. Außerdem rechnet er in solchen Systemen mit 3.500 m³ Methan pro Hektar für Ackerland sowie mit 3.000 m³ Methan pro Hektar für Grünland. Laut Amon ergibt das 192,33 PJ vom Acker und 21,77 PJ vom Wirtschaftsgrünland. Im Rahmen der Tierhaltung könnten in Bezug auf die von Amon verwendeten Daten aus dem Jahr 2004 7,25 PJ in Form von Biogas gewonnen werden. In Summe lassen sich mit dem integrierten System langfristig ca. 221 PJ bereitstellen. 3.3.1.3 Zusammenfassung Das Lebensministerium sieht für das Jahr 2020 also ein Biomassepotenzial aus der Landwirtschaft zwischen 63 und 85 PJ. Für dasselbe Jahr geht Amon von einem Potenzial in Höhe von 66 PJ aus, für das Jahr 2050 sieht er rund 221 PJ als realisierbar an. Die Autoren schätzen das Potenzial der Biomasse aus der Landwirtschaft für 2020 unter Annahme einer bereits teilweise erfolgten Umstellung auf integrierte Systeme auf 80 PJ. Für 2050 werden unter der Voraussetzung eines vollständigen Umstiegs auf integrierte Systeme 205 PJ für realistisch gehalten. 3.3.2 Forstwirtschaft Nach den Ergebnissen der österreichischen Waldinventur 2000-2002 des Bundesforschungs- und Ausbildungszentrums für Wald, Naturgefahren und Landschaft (BFW) sowie des Bundesamtes für Wald betrug der Waldanteil 42,2% der österreichischen Staatsfläche. Die Waldfläche umfasste also 3.960.000 ha. Auf den Kleinwald entfielen davon 2.130.000 ha (ca. 54%), auf Betriebe 1.240.000 ha (knapp 31%) sowie auf die Österreichische Bundesforste AG 591.000 ha (rund 15%). Die jährliche Nutzung im gesamtösterreichischen Durchschnitt mit 18.797.000 Vorratsfestmetern (Vfm) macht nur etwa 60 % des jährlichen Zuwachses in Höhe von 31.255.000 Vfm aus. Im Kleinwald beträgt die jährliche Nutzung mit 9.046.000 Vfm nur 46 % des spezifischen Jahreszuwachses. Das Lebensministerium hat ein bis 2020 reichendes Szenario erstellt. Datengrundlagen bildeten dabei die Holzeinschlagsmeldung (HEM) für den Bereich Holznutzung auf Basis HEM und die Agrarstrukturerhebung für den Bereich Weitere Holznutzung Wald und sonstiges Holzaufkommen. Im Rahmen einer 2008 durchgeführten Expertenschätzung ergaben sich für das Jahr 2020 Potenziale für die energetische Holznutzung auf Basis HEM von 78,3 PJ und für die 28
Weitere Holznutzung Wald und sonstiges Holzaufkommen von 51,3 PJ. Zusätzlich wurde das Potenzial durch Holzimporte auf 15,5 PJ geschätzt. Im Jahr 2009 wurde die Schätzung hinsichtlich Holznutzung auf Basis HEM seitens des Lebensministeriums leicht nach oben korrigiert, und zwar auf 83,65 PJ. Erhöht man die Potenzialschätzung für Weitere Holznutzung Wald und sonstiges Holzaufkommen im gleichen Ausmaß wie das Potenzial Holznutzung auf Basis HEM, so lassen sich in diesem Bereich 54,8 PJ realisieren. Im Bereich Abfälle und Ablauge wird bis 2020 ein Potenzial von 55 PJ für möglich gehalten, im Jahr 2005 betrug es 44 PJ. Die Autoren betrachten den Import auch 2020 nicht als Potenzial. Aus der Summe der Potenziale von Holznutzung auf Basis HEM, Weitere Holznutzung und sonstiges Holzaufkommen und Abfälle und Ablauge ergibt sich damit für 2020 ein Potenzial in Höhe von rund 193,5 PJ. Nimmt man an, dass sich die Potenziale der Holznutzung auf Basis HEM und im Bereich Weitere Holznutzung und sonstiges Holzaufkommen bis 2050 um 12% gegenüber 2020 steigern lassen, und geht von einem Potenzial von 60 PJ im Bereich Abfälle und Ablauge aus, so ergibt sich ein gesamtes Potenzial in Höhe von 215,6 PJ. 3.4 Wind Die IG Windkraft gibt die Potenziale der Windkraft mit rund 26 PJ für das Jahr 2020 und in etwa 68 PJ für das Jahr 2050 an. Das Lebensministerium hat die Abschätzung für 2020 übernommen. Die Firma ENERCON GmbH geht von einem bis 2050 realisierbaren Potenzial in Höhe von 54 PJ aus. Für das Jahr 2020 haben die Autoren die 26 PJ übernommen, für 2050 werden 61 PJ als realisierbares Potenzial betrachtet. 3.5 Photovoltaik Im Bereich der Photovoltaik ist die Ausrichtung der Module von großer Bedeutung. In einer Studie kommt die IEA zu dem Ergebnis, dass die gut für Photovoltaik geeignete Dachfläche (80% vom maximal und lokal jährlich verfügbaren Sonnenenergieertrag) in Österreich 139,62 km² beträgt, die Fassadenfläche 52,36 km². Eine Übersicht über diese Flächen nach Gebäudetypen zeigt Tabelle 7. 29
Wohngebäude Landwirtschaft Industrie Gewerbe sonstige gesamt Dach 85,65 17,13 15,19 17,45 4,20 139,62 Fassade 32,12 2,14 5,70 8,73 1,58 52,36 Tabelle 7: Übersicht über die für Photovoltaik gut geeigneten Flächen [km²] an und auf Gebäuden In der Photovoltaik-Roadmap wird davon ausgegangen, dass sich auf diesen Dach- und Fassadenflächen bis 2050 theoretisch 33,33 TWh/a bzw. 120 PJ Strom über Photovoltaik erzeugen lassen. In einer näheren Betrachtung werden ca. 20 TWh/a, also 72 PJ, bis 2050 durch Nutzung von 3/4 der Dach- bzw. 1/4 der Fassadenflächen als realistisch betrachtet. Das Lebensministerium geht davon aus, dass bis 2020 ein Potenzial von 7,2 bis 10,8 PJ erschlossen werden kann. Das Österreichische Kuratorium für Landtechnik und Landentwicklung (ÖKL) geht davon aus, dass auf den landwirtschaftlichen Betrieben insgesamt rund 76 km² Dachfläche zur Nutzung durch Photovoltaik zur Verfügung stehen und berechnet den Ertrag für diese Fläche mit knapp über 30 PJ. Obwohl dieses Potenzial des ÖKL deutlich überhöht ist, fällt im Vergleich mit der IEA-Studie der enorme Unterschied zwischen den als geeignet betrachteten Flächen auf. Die Autoren gehen deshalb davon aus, dass das Potenzial für 2050 lt. Roadmap jedenfalls um 10 PJ nach oben, also auf 82 PJ, korrigiert werden kann. In obigen Abschätzungen nicht betrachtet ist nachgeführte Photovoltaik auf Freiflächen. Geht man davon aus, dass dafür im Jahr 2050 20.000 ha zur Verfügung stehen, so lassen sich jedenfalls zusätzliche 12,5 PJ Photovoltaikstrom gewinnen. Gemeinsam mit dem korrigierten Potenzial der Roadmap ergibt sich also für 2050 ein Potenzial in Höhe von 94,5 PJ. Für das Jahr 2020 gehen die Autoren in Anlehnung an das Lebensministerium von einem realisierbaren Potenzial in Höhe von 9 PJ aus. 3.6 Solarthermie Das Lebensministerium schätzt in Anlehnung an eine Studie der TU Wien sowie in Abstimmung mit Experten, dass mit Solarthermie 2020 ein Potenzial in Höhe von 26 bis 28 PJ erschlossen werden kann. Weitere Informationen zur zitierten Studie liegen nicht vor. Der Verein zur Förderung der thermischen Solarenergie hält es langfristig für realistisch 50% der benötigten Wärme im Niedertemperaturbereich sowie der Kälte in Österreich durch Solarthermie zu decken. Dazu wären nach Meinung des Vereins bis 2050 5,93% der technisch nutzbaren Landflächen, 41,87% der technisch nutzbaren Dachflächen sowie 32% 30
der technisch nutzbaren Fassadenflächen erforderlich. Diese Abschätzungen beruhen nicht auf den Daten der IEA-Studie, sondern auf Daten von Kaltschmitt (siehe folgende Tabelle). Dächer Fassaden Freiflächen Summe theoretisch 306 500 27.400 28.200 technisch 107 10 270 390 Tabelle 8: Flächenpotenziale [km²] für Solarthermie lt. Kaltschmitt Konkret geht der Verein zur Förderung der thermischen Solarenergie davon aus, dass 2020 über 33 PJ solarthermisch bereitgestellt werden können, und zwar bei einem Flächenbedarf von 24 km². 2050 wird die Bereitstellung von rund 90 PJ für möglich gehalten. Dafür wird eine Fläche von 64 km² benötigt, und zwar mit der oben genannten Verteilung auf Dach-, Fassaden- und Freilandflächen. Die Autoren halten 26 bis 28 PJ im Jahr 2020 für durchaus realistisch. Für das Jahr 2050 werden 90 PJ als absolute Obergrenze betrachtet. 3.7 Wärmepumpe Im Bereich der Wärmepumpe schätzt das Lebensministerium in Anlehnung an eine Studie der TU Wien sowie in Abstimmung mit Experten, dass bis 2020 ein Potenzial von 25 bis 27 PJ Umgebungswärme realisiert werden kann. Der Wärmepumpenaktionsplan der Leistungsgemeinschaft Wärmepumpe Austria enthält zwei Szenarien für die Haushalte. Gemäß Szenario 1 können 2020 16,2 PJ zur Verfügung gestellt werden, gemäß Szenario 2 22,8 PJ. Zusätzlich wird das Potenzial aus den Bereichen Gewerbe/Industrie und Dienstleistungen mit 15,1 PJ angegeben. Insgesamt ergibt sich also eine Bandbreite von 31,3 bis 37,9 PJ. Im Rahmen eines ZEFÖ-Workshops hielt K. Ochsner bis zum Jahr 2020 ein Potenzial in Höhe von 45 PJ für realisierbar. E. A. Müller hielt rund 33 PJ für möglich. Das Potenzial 2050 beträgt nach Aussagen der EVN nur 15 PJ und liegt damit sogar unter den für 2020 als realisierbar betrachteten Potenzialen. Kaltschmitt geht davon aus, dass längerfristig 98,8 PJ realisierbar sind. Die Erschließung von 25 bis 28 PJ bis 2020 erscheint den Autoren durchaus realistisch und plausibel. Für 2050 werden in Anlehnung an Kaltschmitt 95 PJ als Obergrenze der realisierbaren Potenziale betrachtet. 31
3.8 Geothermie Bei einer gegenwärtigen Installation von 60 MW thermisch stehen noch etwa 300 bis 600 MW durch Nutzung natürlicher Thermalwasser zur Verfügung. Diese Potenzialabschätzung stellt nur die bisher bekannten und gegenwärtig wirtschaftlich erschließbaren Potenziale bis zu einer Tiefe von 1500 bis 2000 m dar. Außerdem wurden Mindestabstände von 5 km zwischen entsprechenden Anlagen vernachlässigt. Bei diesem angenommenen realisierbaren Potenzial könnten bei 4.000 Betriebsstunden im Rahmen der Stromerzeugung bei einem Wirkungsgrad von 12% knapp 0,5 PJ elektrische Energie zur Verfügung gestellt werden. Weitere Abschläge u.a. für notwendige Abstände lassen ein Potenzial von 0,35 PJ unter gegenwärtigen Bedingungen als realistisch erscheinen. Bei 4.000 Betriebsstunden und einem realisierbaren Potenzial von 510 MW könnten im Rahmen der Wärmebereitstellung knapp 7,4 PJ thermische Energie gewonnen werden. Idealer Weise sollten Anlagen, welche Wärme und Strom bereitstellen können, immer kombiniert betrieben werden, um die Vergeudung thermischer Energie zu vermeiden. Die Autoren halten die Erschließung von 7,4 PJ thermischer Energie im Jahr 2050 für durchaus realisierbar. Der Stromgewinn wird im weiteren Verlauf dieser Studie jedoch vernachlässigt. 3.9 Zusammenfassung Die folgende Tabelle fasst die nach Meinung der Autoren realisierbaren Potenziale erneuerbarer Energieträger zusammen. 2020 2050 Wasserkraft 144,2 152,3 Biomasse Landwirtschaft 80,0 205,0 Forstwirtschaft 193,5 215,6 Windenergie 26,0 61,0 Photovoltaik 9,0 94,5 Solarthermie 27,0 90,0 Wärmepumpe 26,5 95,0 Geothermie 0 7,4 Summe 506,2 920,8 Tabelle 9: Potenziale [PJ] erneuerbarer Energieträger in Österreich in den Jahren 2020 und 2050 32
In obiger Tabelle nicht enthalten ist das Potenzial industrieller Abwärme. Dieses wird für 2020 auf 4,1 PJ geschätzt, für 2050 auf 6,3 bis maximal 12 PJ. Damit halten die Autoren bis 2020 ein gesamtes Potenzial in Höhe von 510,3 PJ für realisierbar, bis 2050 in Höhe von 932,8 PJ. In Tabelle 9 finden sich zumindest teilweise eher optimistische Obergrenzen der Potenziale erneuerbarer Energieträger. Die Realisierung dieser Potenziale kann mit großen Herausforderungen verbunden sein. Unter solchen Bedingungen ist eine Zielerreichung von 100% kaum möglich. Im Bereich der landwirtschaftlichen Biomasse stellt sich die Frage, ob tatsächlich eine Umstellung auf integrierte Systeme, und zwar zu 100%, erfolgt. Auch bei der forstlichen Biomasse ist unsicher, ob der Anteil der stofflichen Nutzung steigt. Sollte er steigen ist damit aber die Auswirkung auf das Potenzial forstlicher Biomasse nicht eindeutig geklärt. In den Bereichen der Sonnenenergie sind die Potenziale nur durch die Fläche beschränkt, die man zur Verfügung stellen will bzw. kann. Dennoch ist speziell im Bereich der Solarthermie fraglich, wie 90 PJ verbraucht werden sollen. Ähnlich ist die Situation für Wärmepumpen. Tabelle 10 stellt daher aus der Recherche abgeleitete Bandbreiten der Potenziale inländischer Aufbringung von erneuerbarer Rohenergie dar. In sämtliche Berechnungen und Darstellungen im Rahmen des gegenständlichen Projekts flossen jedoch die Annahmen gemäß Tabelle 9 ein. 2020 2050 Minimum Maximum Minimum Maximum Wasserkraft 141,5 144,2 145,9 152,3 Biomasse Landwirtschaft 63,0 85,0 97,5 221,0 Forstwirtschaft 173,6 193,5 159,5 215,6 Windenergie 25,9 26,3 54,0 68,0 Photovoltaik 7,2 10,8 36,0 94,5 Solarthermie 26,0 28,0 26,0 90,0 Wärmepumpe 25,0 45,0 15,0 98,8 Geothermie 0,0 0,0 0,0 7,8 industrielle Abwärme 0,0 4,1 6,3 12,0 SUMME 462,2 536,9 540,2 960,0 Tabelle 10: Bandbreiten der Potenziale [PJ] erneuerbarer in den Jahren 2020 und 2050 33
4. Energiedienstleistungen der Zukunft Heute sind wir von Energiedienstleistungen umgeben wohin wir auch schauen. Damit ist aber auch ein ungeahnter Energieverbrauch verbunden. Wie einfache Beispiele unmittelbar einsichtig belegen, ist es möglich heute nachgefragte Energiedienstleistungen mit geringerem Energieverbrauch zu erhalten oder gar auszubauen. Es zeigt sich aber, dass nicht alle Energiedienstleistungen in Zahlen gefasst werden können. Teilweise musste bei den folgenden Betrachtungen also eine Annäherung durch messbare Parameter vorgenommen werden. 4.1 Annahmen zur Bevölkerungsentwicklung Im Jahr 2005 betrug die österreichische Bevölkerungszahl 8.233.306. Laut Prognose der Statistik Austria wird unsere Bevölkerung steigen, und zwar auf 8.703.656 im Jahr 2020 und dann weiter auf 9.522.456 im Jahr 2050. Diese Entwicklung wird in weiterer Folge als Bevölkerungsvariante 1 betrachtet. Da in den meisten anderen europäischen Nationen die Prognosen eine gegenteilige Entwicklung vorhersagen, wurde ein Rückgang der Bevölkerung, und zwar auf 7.900.000 im Jahr 2020 und 7.500.000 im Jahr 2050, als Bevölkerungsvariante 2 gewählt. Für beide Bevölkerungsvarianten wurde auch eine Entwicklung der Haushalte angenommen. Für die Anzahl der Personen in den Haushalten wurde auf Prognosen der Statistik Austria zurückgegriffen. Im Jahr 2005 lebten 1,2% der Bevölkerung in Anstalten (also nicht in Haushalten). Laut diesen Prognosen sollen das im Jahr 2020 1,4% sein und im Jahr 2050 2,2%. Die nachfolgende Tabelle stellt die diesbezüglichen Überlegungen in Zahlen dar. Bevölkerungsvariante 1 Bevölkerungsvariante 2 Bevölkerung Haushalte Personen Bevölkerung Haushalte Personen 2005 8.233.306 3.477.197 8.134.506 8.233.306 3.477.197 8.134.506 2020 8.703.656 3.874.104 8.581.805 7.900.000 3.303.500 7.789.400 2050 9.522.456 4.357.093 9.312.962 7.500.000 3.136.234 7.335.000 Tabelle 11: Varianten der Entwicklung der österreichischen Bevölkerung, der Anzahl ihrer Haushalte und der in den Haushalten lebenden Personen 34
Eine weitere Untergliederung der Bevölkerung erfolgt nach Gemeindegrößenklassen, wobei zwischen < 20.000 Einwohner, 20.000 bis 100.000 Einwohner und > 100.000 Einwohner unterschieden wurde. Innerhalb dieser Größenklassen wurde auch eine Verteilung auf die Altersgruppen < 15 Jahre, 15 bis 60 Jahre und > 60 Jahre vorgenommen. Tabelle 12 zeigt die Verteilung auf Gemeindegrößenklassen. < 20.000 EW 20.000 100.000 EW > 100.000 EW 2005 55 8 37 2020 51 9 40 2050 44 11 45 Tabelle 12: Verteilung der Bevölkerung [%] auf Gemeindegrößenklassen Die folgende Tabelle zeigt die Altersstrukturen innerhalb der Gemeindegrößeklassen. Die Prozentangaben beziehen sich also jeweils auf die Bevölkerungszahl in der entsprechenden Gemeindengrößenklasse, nicht auf die gesamte Bevölkerung. < 20.000 EW 20.000 100.000 EW > 100.000 EW < 15 15-60 > 60 < 15 15-60 > 60 < 15 15-60 > 60 2005 16,4 62,2 21,3 15,0 63,0 22,0 14,4 63,5 22,1 2020 14,3 59,4 26,3 14,0 60,0 26,0 15,1 61,4 23,5 2050 13,2 51,7 35,0 13,3 52,1 34,6 14,7 55,6 29,7 Tabelle 13: Altersstruktur [%] innerhalb der Gemeindegrößenklassen Ebenfalls betrachtet wurden die Entwicklung der Beschäftigtenanzahl, mit Unterscheidung zwischen den Sektoren Sachgüterproduktion und Dienstleistungsbereich, und die Anzahl der Schüler. Tabelle 14 stellt die in Zahlen gefassten Annahmen dar. Bevölkerungsvariante 1 Bevölkerungsvariante 2 DL SGP Schüler DL SGP Schüler 2005 2.434.545 882.455 378.000 2.434.545 882.455 378.000 2020 2.682.208 882.455 399.594 2.434.545 882.455 362.698 2050 3.091.046 882.455 437.186 2.434.545 882.455 297.717 Tabelle 14: Annahmen zur Entwicklung der Beschäftigtenanzahl in der Sachgüterproduktion und im Dienstleistungsbereich sowie zur Anzahl der Schüler 35
4.2 Die Sektoren im Basisjahr 4.2.1 Private Haushalte Für die privaten Haushalte können der energetische Endverbrauch und der Stromverbrauch, beide gegliedert nach Nutzenergiekategorien, aus Kapitel 2 übernommen werden. TRA RW BE D IÖ SM ecz Summe EE ----- 199.176 7.107 ----- 38.882 28.107 ----- 273.273 Eel ----- 8.718 7.107 ----- 8.851 28.107 ----- 52.783 Tabelle 15: Stromverbrauch [TJ] und energetischer Endverbrauch [TJ] im Basisjahr nach Nutzenergiekategorien Die Verteilung der restlichen Energieträger wurde der Publikation Gesamteinsatz aller Energieträger 2005/2006 Ergebnisse für Österreich (Statistik Austria) entnommen und mit dem Korrekturfaktor, f k EE EE BJ HH Eel Eel BJ HH 0,92, auf den Verbrauch laut Basisjahr normiert. Die folgende Tabelle zeigt das Ergebnis. Energieträger energetischer Endverbrauch Anteil am Verbrauch Öl 67.151 30,46 Kohle 4.153 1,89 Gas 53.626 24,32 Fernwärme 26.526 12,03 Biomasse fest 64.737 29,36 Solarthermie 2.170 0,98 Wärmepumpe 2.125 0,96 SUMME 220.489 100,00 Tabelle 16: Energetischer Endverbrauch [TJ] exklusive Strom der Haushalte sowie Anteile [%] im Basisjahr Für die folgenden Betrachtungen von Energiedienstleistungen und Verbrauchsstrukturen erweist sich eine andere Einteilung als die nach Nutzenergiekategorien, nämlich die in die fünf Kategorien Haushaltsgeräte, Klimaanlagen, Raumheizung, Warmwasser, und Beleuchtung als sinnvoll. Selbstverständlich können aber beide Strukturen ineinander überführt werden. 36
4.2.1.1 Haushaltsgeräte Der Verbrauch der Kategorie Haushaltsgeräte setzt sich zusammen aus dem Verbrauch der Nutzenergiekategorie Standmotoren, dem Verbrauch für Kochen (E- und Gasherde, Nutzenergiekategorie Industrieöfen) und dem Verbrauch für EDV. Modelliert wurde dieser Verbrauch durch Ausstattungsgrade und durchschnittliche Verbrauche. Die folgende Tabelle zeigt zusätzlich die errechneten Verbrauche. Weißware Sonstige Küchen- und Haushaltsgeräte Kommunikation Unterhaltungselektronik Gerätekategorie Ausstattung mittlerer Eel Eel Elektroherd 91 449,3 5.118 Kühlgerät 98 357,9 4.391 Gefriergerät 78 506,0 4.941 Geschirrspüler 60 346,0 2.599 Waschmaschine 95 223,0 2.652 Wäschetrockner 34 394,0 1.677 Bügeleisen 98 50,0 613 Staubsauger 99 70,0 868 Kaffeemaschine 95 100,0 1.189 Toaster 90 20,0 225 Fön 81 50,0 1.186 Mikrowelle & Co. 65 210,0 1.709 Dunstabzugshaube 59 90,0 665 Festnetztelefon 71 39,0 347 Mobiltelefon 80 3,5 82 PC inkl. Peripherie 79 179,0 1.770 Internetanschluss 48 60,5 363 TV-Geräte 125 210,0 3.286 Videorecorder + DVD 77 70,0 675 Mobile Geräte 17 10,0 21 HIFI-Anlagen 69 65,0 561 SET-TOP-Boxen 97 70,0 850 SUMME --- -------- 35.787 Tabelle 17: Ausstattungsgrade [%], mittlere Verbrauche (mittlerer Eel) je Gerät [kwh/a] und Stromverbrauch (Eel) [TJ] für Haushaltsgeräte im Basisjahr Anzumerken ist noch, dass die mittleren Verbrauche von Fön und Mobiltelefon nicht auf die Anzahl der Haushalte, sondern auf die Anzahl der in diesen Haushalten lebenden Personen zu beziehen sind. Der Publikation Gasverbrauch der Haushalte (Statistik Austria, 2007) kann entnommen werden, dass 1,84% des Gasverbrauchs und damit 987 TJ auf Kochen entfallen. Der energetische Endverbrauch der Kategorie Haushaltsgeräte beträgt damit 36.774 TJ, wovon 37
6.105 TJ auf die Nutzenergiekategorie Industrieöfen, 2.562 auf Beleuchtung & EDV und 28.107 TJ auf Standmotoren entfallen. 4.2.1.2 Klimaanlagen Unter Klimaanlagen fallen Klimatisierung (Ventilatoren, Luftent- und Befeuchter, Klimaanlagen) und Zusatzheizung (elektrische Heizstrahler, Radiatoren, Heizlüfter, Handtuchtrockner und eingebaute Stromheizungen). Der Verbrauch dieser Kategorie wird also rein mit Strom gedeckt. In der Studie Wärme und Kälte aus Erneuerbaren 2030 (Haas et al., 2007) wird der Verbrauch für Klimatisierung mit rund 360 TJ angegeben, im Strom- und Gastagebuch (Statistik Austria, 2009) jener für Zusatzheizung mit 680 TJ. In Summe werden in dieser Kategorie also 1.040 TJ Strom verbraucht. 4.2.1.3 Raumheizung Der restliche Verbrauch der Nutzenergiekategorie Raumheizung, Klimaanlagen, Warmwasser entfällt somit auf Raumheizung. Laut der Publikation Gasverbrauch der Haushalte (Statistik Austria, 2007) entfallen 77% des Gasverbrauchs auf Raumheizung. Für die restlichen Energieträger wurde die Verteilung gemäß Tabelle 16 auf die Kategorie Raumheizung übertragen. Mit den Wirkungsgraden der Nutzenergieanalyse 1998 wurde dieser energetische Endverbrauch auch in den Nutzenergiebedarf umgerechnet (siehe Tabelle 18). Energieträger Verbrauch Wirkungsgrad Nutzenergiebedarf Öl 60.029 75 45.022 Kohle 3.714 65 2.414 Gas 41.292 70 28.904 Fernwärme 23.713 95 22.527 Biomasse fest 57.871 65 37.617 Solarthermie 1.940 90 1.746 Wärmepumpe 1.899 90 1.709 SUMME 190.458 --- 139.939 Tabelle 18: Energetischer Endverbrauch [TJ], Wirkungsgrade [%] und Nutzenergiebedarf [TJ] exklusive Strom in der Kategorie Raumheizung im Basisjahr Der Stromverbrauch in dieser Kategorie beträgt 7.678 TJ und wird mit einem Wirkungsgrad von 100% in Nutzenergie umgerechnet. Der energetische Endverbrauch beträgt also 198.136 TJ, der Nutzenergiebedarf 147.617 TJ. 38
In dieser Kategorie erweist sich die Datenlage als sehr vielfältig. So liegen Daten betreffend die Wohnnutzfläche (WNF), Bruttogeschoßfläche (BGF) und mittleren Heizwärmebedarf (HWB) des österreichischen Gebäudebestandes vor, und zwar in einer Untergliederung nach Bauperioden sowie Ein/Zwei- (EFH) und Mehrfamilienhäusern (MFH, siehe folgende Tabelle). WNF BGF HWB vor 1919 1919-1944 1945-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2005 EFH 30.193.400 12.742.723 92.693.679 37.284.094 33.177.407 8.754.071 MFH 25.965.333 8.868.375 49.195.669 15.796.208 17.643.150 4.737.154 EFH 34.722.410 14.654.132 106.597.731 43.249.549 38.817.566 10.504.886 MFH 29.081.173 9.932.581 55.099.149 18.007.677 20.289.623 5.589.841 EFH 160 170 200 130 100 60 MFH 130 140 145 100 80 45 Tabelle 19: WNF [m²], BGF [m²] und HWB [kwh/m²a] des österreichischen Gebäudebestandes nach Bauperioden und Gebäudegrößenklasse im Basisjahr Durch Multiplikation der jeweiligen BGF mit dem entsprechenden HWB ergibt sich ein Nutzenergiebedarf in Höhe von 202.812 TJ. Dieser Wert liegt nicht nur deutlich über dem oben angegebenen Nutzenergiebedarf, er liegt sogar über dem energetischen Endverbrauch, was definitionsgemäß unmöglich ist. Die Lösung dieses Problems liegt einerseits im allgemeinen Reduktionsfaktor (~ 0,8, in der OIB Richtlinie 6 festgelegt) und andererseits im sogenannten Servicefaktor. Der allgemeine Reduktionsfaktor stellt eine Korrektur dar, die die Übererfassung (Stiegenhäuser, ) der beheizten BGF betrifft. Der Servicefaktor erfasst Automatisierungsgrade von Heizanlagen und soll gleichzeitig auch von der Norm abweichendes Nutzerverhalten abbilden. Er liegt je nach Gebäude und Bewohner zwischen 0,6 und 1,1. Wir führen hier einen allgemeinen Servicefaktor ein. Damit und mit dem allgemeinen Reduktionsfaktor wird der über BGF und HWB berechnete Nutzenergiebedarf auf den aus der Gesamtenergiebilanz errechneten Wert korrigiert. Für den allgemeinen Servicefaktor erhalten wir den Wert 0,9125. Der gesamt Korrekturfaktor, also das Produkt aus allgemeinem Reduktionsfaktor und allgemeinem Servicefaktor, beträgt damit 0,73. Mit diesem Faktor wird also der auf Tabelle 19 beruhende Nutzenergiebedarf in Höhe von 202.812 TJ auf den aus der Gesamtenergiebilanz errechneten Wert von 147.617 TJ korrigiert. Da in den Szenarien Pragmatisch und Forciert die Tabelle 19 als Grundlage der Berechnungen dient, werden auch dort die Ergebnisse multiplikativ mit dem Faktor 0,73 korrigiert. 39
4.2.1.4 Warmwasser Der Verbrauch der Kategorie Warmwasser findet sich in der Nutzenergiekategorie Industrieöfen. Über den Gasverbrauch gibt die Veröffentlichung Gasverbrauch der Haushalte (Statistik Austria, 2007) Auskunft. So entfallen 21,16% des Gasverbrauchs auf Warmwasserbereitung. Zieht man vom Stromverbrauch der Nutzenergiekategorie Industrieöfen den Verbrauch für Elektroherde in Höhe von 5.118 TJ ab, so verbleiben 3.733 TJ Stromverbrauch für Warmwasserbereitung. Der Verbrauch für Warmwasserbereitung an sonstigen Energieträgern ergibt sich als Differenz der Tabelle 16 und der Tabelle 18. In folgender Tabelle ist der energetische Endverbrauch für Warmwasserbereitung sowie die Umrechnung in den Nutzenergiebedarf anhand der Wirkungsgrade der NEA 1998 dargestellt. Energieträger Verbrauch Wirkungsgrad Nutzenergiebedarf Öl 7.122 75 5.342 Kohle 441 65 286 Gas 11.347 75 8.510 Fernwärme 2.813 95 2.672 Biomasse fest 6.866 65 4.463 Strom 3.733 90 3.360 Solarthermie 230 90 207 Wärmepumpe 225 90 203 SUMME 32.777 --- 25.043 Tabelle 20: Energetischer Endverbrauch [TJ], Wirkungsgrade [%] und Nutzenergiebedarf [TJ] in der Kategorie Warmwasser im Basisjahr Geht man von einem Warmwasserverbrauch von 40 Litern pro Kopf und Tag aus, bezogen auf die Personen in Haushalten, so ergibt sich bei einer spezifischen Wärme von 4,19 kj/kgk und einem Gewicht von 0,99 kg/l sowie einer angenommenen Temperaturerhöhung von 10 C auf 55 C ein Nutzenergiebedarf in Höhe von 22.169 TJ. Die Differenz zu dem in Tabelle 20 ausgewiesenen Wert dürfte der Warmhaltung dienen. Sie lässt sich aber keiner Technologie eindeutig zuordnen. 4.2.1.5 Beleuchtung Der Verbrauch für Beleuchtung betrug im Basisjahr 4.545 TJ. Den Verbrauch für die unterschiedlichen Leuchtmittel und ihren Anteil am gesamten Verbrauch gibt die folgende Tabelle wieder (Quelle: Strom- und Gastagebuch, Statistik Austria). 40
Anteil Stromverbrauch Glühlampen 51 2.318 Energiesparlampen 7 318 Leuchtstoffröhren 9 409 Niedervolt-Halogenlampen 31 1.409 Hochvolt-Halogenlampen 2 91 SUMME 100 4.545 Tabelle 21: Anteile [%] und Stromverbrauch [TJ] für Beleuchtung nach Leuchtmitteln im Basisjahr 4.2.1.6 Überführung auf die Struktur der NEA 1998 Die folgende Tabelle zeigt noch die Überführung des hier dargestellten energetischen Endverbrauchs der privaten Haushalte in die Gliederung nach den Nutzenergiekategorien der NEA 1998. Kategorie Verbrauch Aufteilung Verbrauch NEK Raumheizung 198.136 RH 198.136 Klimatisierung 1.040 KA 1.040 Warmwasser 32.777 WW 32.777 Haushaltsgeräte 36.774 KO 6.105 199.176 RW 38.882 IÖ Rest 28.107 28.107 SM KOM 2.562 Beleuchtung 4.545 BEL 4.545 7.107 BE SUMME 273.272 273.272 273.272 Tabelle 22: Überführung des energetischen Endverbrauchs [TJ] im Basisjahr auf die Struktur der NEA 1998 4.2.2 Dienstleistungsbereich Auch für den Dienstleistungsbereich sind aus Kapitel 2 der energetische Endverbrauch und der Stromverbrauch bekannt (siehe folgende Tabelle). TRA RW BE D IÖ SM ecz Summe Eel ----- 8.970 13.806 ----- 16.405 8.029 3 47.213 EE ----- 83.596 13.806 3.609 21.795 12.775 3 135.584 Tabelle 23: Stromverbrauch [TJ] und energetischer Endverbrauch [TJ] im Basisjahr nach Nutzenergiekategorien Normiert man die Verbrauche an sonstigen Energieträgern aus der Gesamtenergiebilanz wie schon bei den Haushalten mit einem Korrekturfaktor, 41
f k EE EE Eel k k 05 05 Eel 05 05 1, 015, auf das Basisjahr, so ergibt sich das Bild gemäß folgender Tabelle. Verbrauch 2005 Verbrauch Basisjahr Öl 26.256 26.654 Kohle 545 553 Gas 28.044 28.469 Fernwärme 21.911 22.243 Biomasse fest 5.131 5.210 Strom 47.384 47.213 Solarthermie 2.660 2.700 Wärmepumpe 2.504 2.542 SUMME 134.435 135.584 Tabelle 24: Energetischer Endverbrauch [TJ] im Dienstleistungsbereich nach Energieträgern 2005 und im Basisjahr Der Sektor Dienstleistungsbereich deckt einen überaus vielfältigen Bereich ab, umfasst er doch u. a. die Wasserversorgung oder auch das Unterrichtswesen. Der Studie Wärme und Kälte aus Erneuerbaren 2030 (Haas et al. 2007) konnten Daten zu Flächen im Dienstleistungsbereich entnommen werden. Anhand der Arbeitsstättenzählung wurden diese Angaben ergänzt. Insgesamt konnte die Fläche der Dienstleistungsgebäude auf rund 125.000.000 m² geschätzt werden. Das entspricht einer Erhöhung der von Haas et al. angegeben Fläche um 15,9%. Der Verbrauch für Klimatisierung wird in derselben Studie mit 955 TJ angegeben. In Analogie zur gesamten Fläche wurde er um 15,9% auf 1.107 TJ erhöht. In weiterer Folge wurden die Nutzenergiekategorien u. a. anhand der Wirkungsgradlisten der NEA 1998 so weit möglich noch weiter verfeinert. 4.2.2.1 Raumheizung, Klimaanlagen, Warmwasser Diese Nutzenergiekategorie setzt sich zusammen aus den Verbrauchen für Raumheizung, Klimaanlagen, Warmwasserbereitung und Kochen. Den Klimaanlagen wurde bereits ein Verbrauch in Höhe von 1.107 TJ, allein durch Strom gedeckt, zugeordnet. Der Verbrauch für Kochen kann auf mehrere Arten ermittelt werden. So gibt beispielsweise der Österreichische Energiekonsumenten Verband (ÖEKV) den Verbrauch österreichischer Großküchen 2002 mit 10.667 TJ an. Aus der Arbeitsstättenzählung sind nicht nur die 42
Arbeitsstätten im Bereich Beherbergungs- und Gaststättenwesen (50.355) bekannt, sondern auch die Betriebsgrößen. Die Anzahl der Mahlzeiten pro Tag wird für kleine Restaurants mit 100 angegeben, für große Zentralküchen mit rund 3.000. Da auch die Verbrauche für die Zubereitung stark schwanken, lässt sich eine große Bandbreite für den gesamten Verbrauch errechnen. Als plausibler Mittelwert wurden 4.841 TJ gefunden. Es wurde angenommen, dass 968 TJ davon mit Strom gedeckt werden, die restlichen 3.873 TJ mit Gas. Für die Berechnungen der zukünftigen Verbrauche wurde dieser Verbrauch noch in einen Anteil der Gemeinschaftsverpflegung und einen der Gastronomie untergliedert. Die nötigen Abschätzungen beruhten hauptsächlich auf Daten aus dem 2. Lebensmittelbericht Österreichs (Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasser, Juli 2003). Die Aufteilung wurde mit 1.354 TJ für Gemeinschaftsverpflegung und 3.487 TJ für die Gastronomie angenommen. Für den Verbrauch für Raumheizung und jenen für Warmwasserbereitung verbleiben damit insgesamt 77.649 TJ, wovon 6.895 TJ mit Strom gedeckt wurden. Geht man davon aus, dass der Verbrauch für Warmwasserbereitung zwischen 3 und 5 PJ beträgt (das entspricht rund 10% bis 15% des Verbrauchs der privaten Haushalte für Warmwasserbereitung), so ergibt sich ein Verbrauch für Raumheizung pro Quadratmeter zwischen 161,44 und 165,89 kwh/a. Da im weiteren Verlauf der Arbeit konkrete Zahlen benötigt werden, wurde der Verbrauch für Raumheizung pro Quadratmeter mit 164 kwh/a angenommen. Damit ergibt sich ein Verbrauch für Raumheizung in Höhe von 73.800 TJ und für Warmwasserbereitung in Höhe von 3.849 TJ. Die folgende Tabelle zeigt die für Raumheizung angenommene Energieträgerverteilung samt der Umrechnung des energetischen Endverbrauchs in den Nutzenergiebedarf. Energieträger Verbrauch Wirkungsgrad Nutzenergiebedarf Öl 17.719 75 13.289 Kohle 131 65 85 Gas 19.928 70 13.950 Fernwärme 22.243 95 21.131 Biomasse fest 2.141 65 1.391 Strom 6.553 100 6.553 Solarthermie 2.543 90 2.289 Wärmepumpe 2.542 90 2.288 SUMME 73.800 --- 60.976 Tabelle 25: Energetischer Endverbrauch [TJ], Wirkungsgrade [%] und Nutzenergiebedarf [TJ] für Raumheizung im Basisjahr 43
Für Warmwasserbereitung scheinen in der Altersstruktur der Geräte im Dienstleistungsbereich (Statistik Austria) nur die Möglichkeiten Gas, Strom und Solarthermie auf. Obwohl das eher unrealistisch ist, wurde der Verbrauch des Basisjahres nur auf diese drei Energieträger aufgeteilt, und zwar gemäß Tabelle 26. Energieträger Verbrauch Wirkungsgrad Nutzenergie Gas 3.350 75 2.512 Strom 342 90 308 Solarthermie 157 90 142 SUMME 3.849 --- 2.962 Tabelle 26: Energetischer Endverbrauch [TJ], Wirkungsgrade [%] und Nutzenergiebedarf [TJ] für Warmwasserbereitung im Basisjahr 4.2.2.2 Beleuchtung & EDV Für öffentliche Beleuchtung könnten Werte aus der Schweiz (470 GWh/a) und Deutschland (3.500 GWh/a) gefunden werden. Laut EMP (Elektromontagen Personalmanagement GmbH) entfallen von der Lichtproduktion (gemessen in Lumen) 12% auf öffentliche Beleuchtung und 44% auf die Beleuchtung von Dienstleistungsgebäuden, der Rest entfällt auf die Sektoren private Haushalte und Sachgüterproduktion. Überträgt man diese Relation auf die Verbrauche für öffentliche Beleuchtung, so zeigt sich, dass der Wert aus der Schweiz auf 7.896 TJ führt, ein Zehntel des Werts aus Deutschland jedoch auf 5.880 TJ. Da diese Werte rund 57% bzw. 43% des Verbrauchs in der Nutzenergiekategorie Beleuchtung & EDV entsprechen, wurde der gesamte energetische Endverbrauch laut Basisjahr (13.806 TJ) jeweils zur Hälfte der Beleuchtung bzw. EDV zugewiesen. Für öffentliche Beleuchtung ergibt sich somit ein Verbrauch von 1.479 TJ, für Gebäudebeleuchtung von 5.424 TJ und für EDV von 6.903 TJ. 4.2.2.3 Dampferzeugung Der Energieverbrauch in dieser Nutzenergiekategorie beträgt im Basisjahr 3.609 TJ. Strom wird hier nicht eingesetzt. Laut Statistik Austria kommen flüssige, feste und gasförmige Brennstoffe zum Einsatz, die genauen Mengen sind aber nicht bekannt. 4.2.2.4 Industrieöfen In diese Nutzenergiekategorie fallen einerseits die tatsächlichen Industrieöfen, andererseits auch die elektrischen Groß-Geräte wie Bäckerei-Öfen und Groß-Waschmaschinen. In diese beiden Unterbereiche, also Industrieöfen und elektrische Groß-Geräte, wird auch der Energieverbrauch dieser Nutzenergiekategorie unterteilt. Da Elektroöfen den elektrischen 44
Groß-Geräten zugerechnet werden, wurde diesen der gesamte Stromverbrauch (16.405 TJ) zugewiesen. Der restliche Verbrauch (5.390 TJ) in dieser Nutzenergiekategorie wird den Industrieöfen zugewiesen. 4.2.2.5 Standmotoren Hier kann der Verbrauch wiederum nur gemäß elektrisch und nicht-elektrisch unterteilt werden. Den Standmotoren wird dabei der nicht-elektrische Verbrauch (4.746 TJ) zugeordnet. Der Gruppe der elektrischen Klein-Geräte wird der Stromverbrauch (8.029 TJ) zugerechnet. Damit umfasst die Gruppe der elektrischen Klein-Geräte auch elektrische Standmotoren. 4.2.2.6 Elektrochemische Zwecke Hier beträgt der Verbrauch im Basisjahr 3 TJ, allein durch Strom gedeckt. Eine weitere Untergliederung war nicht möglich. 4.2.2.7 Zusammenfassung Die folgende Tabelle zeigt den energetischen Endverbrauch und den Stromverbrauch des Basisjahres in der oben vorgenommenen Untergliederung. Endverbrauch Stromverbrauch Raumheizung 73.800 6.553 Warmwasserbereitung 3.849 342 Klimatisierung 1.107 1.107 Kochen 4.841 968 Gebäudebeleuchtung 5.424 5.424 öffentliche Beleuchtung 1.479 1.479 EDV 6.903 6.903 Dampferzeugung 3.609 0 Industrieöfen 5.390 0 elektrische Groß-Geräte 16.405 16.405 Standmotoren 4.746 0 elektrische Klein-Geräte 8.029 8.029 elektrochemische Zwecke 3 3 SUMME 135.585 47.213 Tabelle 27: Energetischer Endverbrauch [TJ] und Stromverbrauch [TJ] im Sektor Dienstleistungsbereich nach Kategorien im Basisjahr 45
4.2.3 Sachgüterproduktion Im Rahmen der Gesamtenergiebilanz wird der Sektor Sachgüterproduktion in 13 Untersektoren (Branchen) gegliedert. Für jeden dieser Sektoren ist der energetische Endverbrauch bekannt und kann auf das Basisjahr normiert werden. Das Ergebnis zeigt die folgende Tabelle. Branche Verbrauch 2005 Verbrauch Basisjahr Eisen & Stahl 37.965 38.086 Chemie und Petrochemie 35.785 35.899 Nicht-Eisen Metalle 6.643 6.664 Steine und Erden, Glas 34.360 34.470 Fahrzeugbau 12.904 12.945 Maschinenbau 18.967 19.027 Bergbau 8.933 8.962 Nahrungs- und Genussmittel, Tabak 19.158 19.219 Papier und Druck 61.051 61.245 Holzverarbeitung 17.691 17.748 Bau 42.607 42.743 Textil und Leder 5.038 5.054 Sonstiger Produzierender Bereich 8.698 8.726 SUMME 309.800 310.787 Tabelle 28: Energetischer Endverbrauch [TJ] des Sektors Sachgüterproduktion 2005 und im Basisjahr nach Branchen In der Energiebilanz wird der energetische Endverbrauch der unterschiedlichen Branchen des Sektors Sachgüterproduktion auch im Hinblick auf die eingesetzten Energieträger betrachtet. In der Regel kann über die Kenntnis der Charakteristik der Industriebereiche eine Zuordnung der eingesetzten Energieträger in die der Nutzenergieanalyse entsprechenden Nutzenergiekategorien erfolgen. So werden Industrieöfen in den Branchen Metallerzeugung, Steine & Erden sowie Bergbau stark eingesetzt. Die Dampferzeugung ist in den Bereichen Chemie, Nahrungsmittel, Papier und Holzverarbeitung die wichtigste Nutzenergiekategorie, die Standmotoren sind das in den Bereichen Fahrzeugbau, Maschinenbau und Bau. Stromverbrauch für elektrochemische Zwecke tritt nur in den Branchen Chemie und Nicht Eisen Metalle in nennenswerter Höhe auf. Anhand der Daten und den umfangreichen Kenntnissen der Projektbearbeiter hinsichtlich der Industrie-Struktur wurde eine Matrix entwickelt, die den energetischen Endverbrauch der unterschiedlichen Sparten auf 6 Nutzenergiekategorien aufteilt (siehe Tabelle 29). 46
RW D IÖ SM BE ecz Eisen & Stahl 399 4.184 21.519 9.054 2.930 0 Chemie und Petrochemie 1.746 18.769 3.498 10.481 195 1.210 Nicht-Eisen Metalle 352 99 4.411 1.316 116 370 Steine und Erden, Glas 2.019 146 27.921 4.163 209 13 Fahrzeugbau 2.127 19 2.347 8.067 344 40 Maschinenbau 5.211 342 6.828 2.370 4.169 108 Bergbau 264 152 4.837 3.672 37 0 Nahrungs- und Genussmittel, Tabak 1.391 10.891 1.478 4.992 466 2 Papier und Druck 5.373 31.160 4.072 19.299 1.342 0 Holzverarbeitung 2.734 5.198 4.624 5.133 59 0 Bau 2.673 33 1.531 37.817 690 0 Textil und Leder 688 1.466 218 2.351 331 0 Sonst. Produzierender Bereich 2.523 932 1.746 3.135 389 1 SUMME 27.499 73.390 85.030 111.848 11.277 1.743 Tabelle 29: Energetischer Endverbrauch [TJ] des Sektors Sachgüterproduktion im Basisjahr gegliedert nach Nutzenergiekategorien und Branchen Der Vergleich von Tabelle 29 mit den Ergebnissen des Basisjahres (siehe Tabelle 1) zeigt, dass es innerhalb der Nutzenergiekategorien zu Abweichungen kommt. Die mit 1.687 TJ bzw. 6,54% größte betrifft die Nutzenergiekategorie Raumheizung, Klimaanlagen, Warmwasser. Da alle anderen Abweichungen sowohl absolut als auch relativ deutlich geringer ausfallen, wurde für die Berechnungen die Gliederung gemäß Tabelle 29 herangezogen. Eine weitere Änderung gegenüber dem Basisjahr wurde in der Nutzenergiekategorie Standmotoren vorgenommen. Hier zeigen die Ergebnisse der NEA 2008, dass bereits eine weitgehende Umstellung auf Elektromotoren stattgefunden hat. Um die Effizienzpotenziale in den späteren Berechnungen nicht über zu bewerten, wurde der Stromverbrauch dieser Nutzenergiekategorie unter Beibehaltung des energetischen Endverbrauchs von 55.132 TJ im Basisjahr auf 93.841 TJ erhöht. Der relative Anteil dieses Werts am Verbrauch in der Nutzenergiekategorie Standmotoren entspricht damit jenem, den die NEA 2008 für 2005 ergeben hat. 4.2.4 Landwirtschaft Aus Kapitel 2 sind der korrigierte energetische Endverbrauch und der korrigierte Stromverbrauch des Sektors Landwirtschaft bekannt. Damit können auch die Verbrauche an anderen Energieträgern auf das Basisjahr normiert werden. Der Korrekturfaktor lautet: 47
f k EE EE Eel k k 05 05 Eel 05 05 0,969, das Ergebnis zeigt Tabelle 30. Verbrauch 2005 Verbrauch Basisjahr Öl 12.156 11.785 Kohle 110 107 Gas 689 668 Fernwärme 367 356 Biomasse fest 7.238 7.017 Strom 4.389 4.389 Solarthermie 27 26 Wärmepumpe 26 25 SUMME 25.002 24.373 Tabelle 30: Energetischer Endverbrauch [TJ] im Sektor Landwirtschaft nach Energieträgern 2005 und im Basisjahr Die Datenlage im Sektor Landwirtschaft ist besonders in Österreich extrem schlecht. Eine Gliederung des Energieverbrauchs nach den zusammengefassten Bereichen ist nicht möglich. Lediglich eine Gliederung nach Nutzenergiekategorien und Energieträgern konnte vorgenommen werden: TRA RW D IÖ SM BE ecz EE Öl 8.419 1.802 0 375 1.189 0 0 11.785 Kohle 0 17 38 52 0 0 0 107 Gas 0 500 80 88 0 0 0 668 Fernwärme 0 356 0 0 0 0 0 356 Biomasse fest 1.486 5.135 0 396 0 0 0 7.017 Strom 0 832 0 1.083 1.591 873 0 4.389 Solarthermie 0 26 0 0 0 0 0 26 Wärmepumpe 0 25 0 0 0 0 0 25 SUMME 9.905 8.693 118 1.994 2.780 873 10 24.373 Tabelle 31: Energetischer Endverbrauch [TJ] des Sektors Landwirtschaft im Basisjahr nach Nutzenergiekategorien und Energieträgern 4.2.5 Mobilität Für den Sektor Mobilität wurde ein anderer Ansatz gewählt. Da auch hier die eigentlichen Energiedienstleistungen nicht in Zahlen gefasst werden können, wurde ein Modell zur Beschreibung entwickelt, das auf den gängigen Kennzahlen beruht. Im Folgenden werden 48
diese Kennzahlen, der Rechengang zur Verkehrsleistung und in einem weiteren Schritt jener zum Energieverbrauch dargestellt. 4.2.5.1 Personenverkehr Verkehrsleistung Die Personenkilometer (Pkm), die eine Person bestimmten Alters aus einer Gemeindengrößenklasse an einem Tag zurücklegt, berechnen sich nach der Formel Pkm = Zahl Zweck i MS ij l j. Zahl steht dabei für die Anzahl der Wege an einem Tag, Zweck gibt den Anteil von z. B. Berufswegen daran wieder, ist also ein Vektor. Der Modal Split (MS) beschreibt, mit welchem Verkehrsmittel die Wege je nach Wegzweck zurückgelegt werden in Form einer Matrix. Die mittlere Weglänge je Verkehrsmittel ist in der Formel mit l abgekürzt ebenfalls als Vektor aufzufassen. Es gilt die Einstein sche Summenkonvention, über zweifach auftretende Indizes ist also zu summieren. Um die Verkehrsleistung des Personenverkehrs an einem Tag errechnen zu können, muss noch zwischen Werktag, Samstag, Sonntag, Feiertag und Urlaubstag unterschieden werden. Sodann müssen die gemäß obiger Formel berechneten Personenkilometer noch mit der Anzahl der Personen entsprechenden Alters aus der entsprechenden Gemeindegrößenklasse multipliziert werden. Schließlich werden die erhalten Werte summiert. Multiplikation mit der Anzahl der entsprechenden Tage in einem Jahr und neuerlich Summation liefert schließlich die Verkehrsleistung des Personenverkehrs im betrachteten Jahr. Gesondert betrachtet wurde noch der Flugverkehr. Die Verkehrsleistung wurde hier nach der Formel Verkehrsleistung=Passagierzahl Fluglänge 10%+90% 0,5 berechnet. Die 10% betreffen die Inlandsflüge, deren Energieeinsatz auch zur Gänze in Österreich gedeckt werden muss. Die 90% stellen internationale Flüge dar. Da der Energieverbrauch hier nicht nach Staatsgrenzen getrennt wird, müssen die in Österreich abfliegenden Flüge versorgt werden, nicht jedoch die landenden deshalb der Faktor 0,5. Diese Vorgehensweise deckt sich nicht mit der Betrachtung der Verkehrsleistung als Annäherung an die nachgefragte Energiedienstleistung. Sie ist aber unumgänglich. Schließlich sollen zukünftige Energiesysteme Österreichs modelliert werden. Damit muss auch die in Österreich zur Verfügung zu stellende Energiemenge betrachtet werden, und sicher nicht die Nationalität etwaiger Fluggäste oder ähnliches. 49
Nach der Darstellung der Rechengänge werden jetzt die benötigten Parameter dargestellt. Dabei wird unterschieden zwischen Werk- sowie Sonn- und Feiertagen. Für Samstage wird das arithmetische Mittel herangezogen, für Urlaubstage die halbe Verkehrsleistung der Sonn- und Feiertage angesetzt. Verteilung der Werk- und Sonntage Erhoben wurden die Tage des Jahres 2005, und zwar unterschieden nach Werktagen (Mo Fr), Samstagen, Sonntagen, Feiertagen und Urlaubstagen. Nach Berücksichtigung von Überschneidungen (Feiertag an einem Samstag), ergab sich folgendes Bild: es gab 225 Werktage, 47 (reguläre) Samstage, 58 Sonn- und Feiertage sowie 35 Urlaubstage. Wegzahl Die folgende Tabelle stellt die durchschnittlichen Wegzahlen an Werktagen sowie Sonn- und Feiertagen dar. Unterschieden wird auch nach Gemeindegrößenklassen und Altersstruktur. < 20.000 EW 20.000 100.000 EW > 100.000 EW < 15 15 60 > 60 < 15 15 60 > 60 < 15 15 60 > 60 Werk. 3 3,3 2,4 2,7 3,2 2,55 2,4 3,1 2,7 Sonn. 2,6 2,45 2,3 Tabelle 32: Durchschnittliche Wegzahlen an Werk- bzw. Sonntagen nach Gemeindegrößenklassen und Altersstruktur im Basisjahr Anteil der Wegzwecke an der Wegzahl Auch hier erfolgt die Unterscheidung nach Gemeindegrößenklassen und Altersstruktur. Dass die Wegzwecke an Sonn- und Feiertagen zu 100% dem Zweck Freizeit zugeordnet werden, wird in der Tabelle nicht extra angeführt. < 20.000 20.000 100.000 > 100.000 Beruf Ausbildung dienstlich privat Freizeit sonstiges < 15 2 66 1 9 21 1 15 60 31 2 12 33 19 3 > 60 8 0,5 5 55,5 28 3 < 15 3,5 60,5 1 11,5 23 0,5 15 60 36,5 2 13,5 28 18,5 1,5 > 60 5 0,75 3,5 58,75 30,5 1,5 < 15 5 55 1 14 25 0 15 60 42 2 15 23 18 0 > 60 2 1 2 62 33 0 Tabelle 33: Anteile [%] der Wegzwecke an den Wegen an Werktagen nach Gemeindegrößenklassen und Altersstruktur im Basisjahr 50
Modal Split nach Wegzwecken Die folgende Tabelle stellt den Modal Split nach Wegzwecken und an Werktagen dar. < 20.000 20.000 100.000 > 100.000 Beruf Ausbildung dienstlich privat Freizeit sonstiges Fuß 9 21 7 23 26 16 Rad 6 6 2 7 11 5 MIV 68 26 82 66 56 70 ÖV 17 47 9 4 7 9 Fuß 12,5 18,5 11,5 34,5 25 16 Rad 4,5 4,5 2,5 4,5 8 4 MIV 50 29 57 46 45,5 51 ÖV 33 48 29 15 21,5 29 Fuß 16 16 16 16 16 16 Rad 3 3 3 3 3 3 MIV 32 32 32 32 32 32 ÖV 49 49 49 49 49 49 Tabelle 34: Anteile [%] der Verkehrsmittel an den Wegen an Werktagen nach Wegzwecken und Gemeindegrößenklassen im Basisjahr Tabelle 35 gibt den Modal Split an Sonn- und Feiertagen wieder. < 20.000 20.000 100.000 > 100.000 Fuß 24 26 28 Rad 5 4 3 MIV 68 56,5 45 ÖV 3 13,5 24 Tabelle 35: Anteile [%] der Verkehrsmittel an den Wegen an Sonn- und Feiertagen nach Gemeindegrößenklassen im Basisjahr Durchschnittliche Weglängen nach Verkehrsmitteln In der folgenden Tabelle sind die durchschnittlichen Weglängen nach Verkehrsmitteln, Gemeindegrößenklassen sowie Werk- bzw. Sonn- und Feiertagen dargestellt. < 20.000 20.000 100.000 > 100.000 Werktag Sonntag Werktag Sonntag Werktag Sonntag Fuß 1,4 1,9 1,1 1,55 0,8 1,2 Rad 2,5 6,9 2,95 5,95 3,4 5 MIV 15,9 25,5 12,95 20,25 10 15 ÖV 29,1 63,6 18,3 36,2 7,5 8,8 Tabelle 36: Durchschnittliche Weglängen [km] nach Verkehrsmitteln, Gemeindegrößenklassen sowie Werk- bzw. Sonn- und Feiertagen im Basisjahr 51
Flugverkehr Um die Leistung des Flugverkehrs berechnen zu können, werden die Passagierzahl und die durchschnittliche Fluglänge benötigt. Im Jahr 2005 brachten es Österreichs Flughäfen auf rund 23,6 Mio. Passagiere. Die durchschnittliche Fluglänge betrug in etwa 2.750 km. Verkehrsleistung im Basisjahr Die folgende Tabelle stellt die im Basisjahr erbrachte Verkehrsleistung in Mio. Personenkilometern dar. Fuß Rad MIV ÖV Flug SUMME Verkehrsleistung 2.059 1.348 25.201 64.355 35.694 128.657 Tabelle 37: Verkehrsleistung [Mio. Pkm] nach Verkehrsmitteln und gesamt im Basisjahr Energieverbrauch Um den Energieverbrauch aus der Verkehrsleistung berechnen zu können, werden Daten bezüglich der im MIV, ÖV und Flugverkehr zum Einsatz kommenden Verkehrsmittel benötigt, und zwar sowohl hinsichtlich des spezifischen Verbrauchs pro Personenkilometer als auch zu ihrem Anteil an der zu erbringenden Verkehrsleistung. Die folgende Tabelle gibt Auskunft über den spezifischen Verbrauch der zur Verfügung stehenden Verkehrsmittel. MIV ÖV Flugverkehr Technologie/Treibstoff spezifischer Verbrauch PKW Benzin/Diesel 0,77 PKW Biokraftstoff 0,77 PKW Erdgas 0,8 PKW Biogas 0,8 PKW - Elektrisch 0,15 Bus Diesel 0,45 Bus Biokraftstoff 0,45 Bus Erdgas 0,6 Bus Biogas 0,6 Bus Elektrisch 0,2 (U-/Straßen-) Bahn Elektrisch 0,09 Flugzeug Kerosin 0,35 Flugzeug Biogas 0,4 Tabelle 38: Spezifische Energieverbrauche [kwh/pkm] unterschiedlicher Technologien im Personenverkehr des Basisjahres 52
Tabelle 39 gibt die Anteile der Technologien an der Erbringung der Verkehrsleistung in MIV und ÖV des Basisjahres in der üblichen Untergliederung nach Gemeindegrößenklassen wieder. Im Flugverkehr wurde ausschließlich Kerosin eingesetzt. MIV ÖV Technologie/Treibstoff < 20.000 20.000 100.000 > 100.000 PKW Benzin/Diesel 100 100 100 PKW Biokraftstoff 0 0 0 PKW Erdgas 0 0 0 PKW Biogas 0 0 0 PKW - Elektrisch 0 0 0 Bus Diesel 30 18,5 4 Bus Biokraftstoff 0 0 0 Bus Erdgas 0 3 10 Bus Biogas 0 0 0 Bus Elektrisch 0 1 1 (U-/Straßen-) Bahn Elektrisch 70 77,5 85 Tabelle 39: Anteile [%] der jeweiligen Technologien an der Verkehrsleistung innerhalb der entsprechenden Modal Split-Kategorie nach Gemeindegrößenklassen im Basisjahr Mit den angegebenen Daten lässt sich der Energieverbrauch für Personenverkehr im Basisjahr berechnen. In Summe wurden 240 PJ verbraucht, wovon 232 PJ auf Öl, 2 PJ auf Gas und 6 PJ auf Strom entfallen. 4.2.5.2 Güterverkehr Verkehrsleistung 2005 betrug die Güterverkehrsleistung in Österreich 71.210 Mio. Tonnenkilometer. Davon entfielen 25,7% auf Binnenverkehr, 34,1% auf Ziel-/Quellverkehr und 40,2% auf Transitverkehr. Die folgende Tabelle zeigt die Aufteilung auf Verkehrsträger. Schiene Straße Rohrleitung Schifffahrt Binnenverkehr 23,0 75,9 0,9 0,2 Ziel-/Quellverkehr 34,7 44,3 15,7 5,3 Transitverkehr 18,0 37,3 40,2 4,5 Tabelle 40: Anteile [%] der einzelnen Verkehrsträger an der Verkehrsleistung Da die Datenlage hier sehr schlecht ist, muss anhand dieser Verkehrsleistung auch der Energieverbrauch berechnet werden. 53
Energieverbrauch Um aus der Verkehrsleistung den Energieverbrauch zu berechnen benötigt man Daten zum Anteil verschiedener Transportmittel an der Verkehrsleistung und ihren spezifischen Verbrauch. Für LKWs, Züge und Schiffe werden diese Daten nachfolgend dargestellt. Der Energieverbrauch für Transport in Rohrleitungen betrug 2005 rund 7,2 PJ. Es wird angenommen, dass er zu jeweils einem Drittel durch Öl, Gas und Strom gedeckt wurde. Hinsichtlich des spezifischen Energieeinsatzes der einzelnen Technologien sind für das Basisjahr folgende Literaturdaten verfügbar: Technologie/Treibstoffe spezifischer Energieverbrauch LKW Diesel 0,67 LKW Biokraftstoff 0,67 LKW Biogas 0,75 LKW Elektrisch 0,3 Zug Diesel 0,3 Zug Biokraftstoff 0,3 Zug Elektrisch 0,08 Schiff Öl/Diesel 0,1 Schiff Biokraftstoff 0,1 Schiff Biogas 0,2 Tabelle 41: Spezifische Energieverbrauche [kwh/tkm] einzelner Technologien im Güterverkehr 2005 sind sowohl LKWs als auch Schiffe praktisch ausschließlich mit Öl bzw. Diesel betrieben worden. Für die Bahn ist jedoch davon auszugehen, dass nur etwa 5% der Verkehrsleistung auf Diesel-Antriebe entfallen, der Rest auf elektrische. Der Energieverbrauch im Jahr 2005 berechnet sich nach der Formel spez Rohr EE = P Art i Träger ij MS jk EE k + EE. P ist die Güterverkehrsleistung in tkm, Art beschreibt die Aufteilung auf Binnen-, Ziel- /Quellverkehr und Transitverkehr, Träger jene auf die Verkehrsträger. MS und EE spez beschreiben die zum Einsatz kommenden Verkehrsmittel und ihren spezifischen Verbrauch. EE Rohr ist der gesamte Verbrauch für Transporte in Rohrleitungen. Es gilt wie bereits beim Personenverkehr die Einstein sche Summenkonvention. Konkret wird also ein Zeilenvektor über zwei Matrizen mit einem Spaltenvektor multipliziert. Tabelle 42 stellt die Verbrauche für Personen- und Güterverkehr und den energetischen Endverbrauch des Sektors Mobilität dar. 54
Personenverkehr Güterverkehr Endverbrauch Öl 232 89 321 Biokraftstoff 0 0 0 Naturgas 2 2 4 Biogas 0 0 0 Strom 6 7 13 SUMME 240 99 339 Tabelle 42: Energetischer Endverbrauch [PJ] im Personen- und Güterverkehr sowie im Sektor Mobilität nach Energieträgern im Basisjahr 4.3 Annahmen Szenario Pragmatisch In diesem Kapitel werden die Annahmen zusammengefasst, die getroffen wurden, um jene Kennzahlen und Verbrauche des Szenarios Pragmatisch zu berechnen, die auch in Kapitel 4.2 zur Charakterisierung der Energiedienstleistungen herangezogen wurden. Dabei wird die Bevölkerungsvariante 1 betrachtet. Aus Platzgründen kann nicht allzu sehr ins Detail gegangen werden. Für ausführliche Beschreibungen und Erläuterungen wird auf den Endbericht (siehe Seite 4) verwiesen. 4.3.1 Private Haushalte 4.3.1.1 Haushaltsgeräte Das im vorigen Kapitel gewählte Modell zur Beschreibung des Verbrauchs für Haushaltsgeräte beruht einerseits auf Ausstattungsgraden, andererseits auf durchschnittlichen Verbrauchen. Die Energiezukunft wurde hier also durch Annahmen zur Entwicklung dieser Parameter bestimmt. Dabei wurden im Rahmen des Szenarios Pragmatisch auch Rebound-Effekte abgebildet (z. B.: PC inklusive Peripheriegeräte), also zukünftige Verbrauche aufgrund der zu erwartenden Anspruchssteigerungen nicht deutlich reduziert sondern auf mit dem heutigen Verbrauch vergleichbaren Niveaus belassen. Zusätzlich wurde im Rahmen der Kategorie Zukunftsgerät ein Energieverbrauch für Geräte reserviert, die derzeit noch nicht am Markt sind. In diesem Szenario wurde dafür ein Gerät angenommen, das 24 Stunden am Tag läuft und einen Jahresverbrauch von 263 kwh aufweist. Für das Jahr 2020 wurde ein Ausstattungsgrad von 50% und für 2050 einer von 100% angenommen. Für die Berechnungen von Bedeutung ist ebenfalls die Annahme, dass mit Ausnahme der Elektroherde und der TV-Geräte alle Geräte bis zum Jahr 2020 ausgetauscht werden, bis 55
zum Jahr 2050 zumindest ein weiteres Mal. Für die Elektroherde wurde eine Austauschrate von 3%/a angenommen, für die TV-Geräte eine von 5%/a. Zusätzlich wurde davon ausgegangen, dass die Anzahl der Gasherde (und damit auch ihr Energieverbrauch) bis 2020 konstant bleiben. Aufgrund der Zunahme der Haushalte steigt also die Ausstattung mit Elektroherden leicht an. Im Jahr 2050 kommen jedoch ausschließlich Elektroherde zum Einsatz. Die folgende Tabelle vergleicht die Annahmen zu den Ausstattungsgraden mit denen des Jahres 2005. Weißware Sonstige Küchen- und Haushaltsgeräte Kommunikation Gerätekategorie Unterhaltungselektronik 56 Ausstattungsgrad 2005 2020 2050 Elektroherd 91 92 100 Kühlgerät 98 100 100 Gefriergerät 78 85 50 Geschirrspüler 60 65 75 Waschmaschine 95 100 100 Wäschetrockner 34 50 50 Bügeleisen 98 100 100 Staubsauger 99 100 100 Kaffeemaschine 95 100 100 Toaster 90 90 90 Fön 81 81 81 Mikrowelle & Co. 65 70 75 Dunstabzugshaube 59 59 59 Festnetztelefon 71 71 60 Mobiltelefon 80 90 100 PC inkl. Peripherie 79 90 100 Internetanschluss 48 62 95 TV-Geräte 125 130 140 Videorecorder + DVD 77 80 85 Mobile Geräte 17 20 25 HIFI-Anlagen 69 69 69 SET-TOP-Boxen 97 100 100 Zukunftsgerät --- 50 100 Tabelle 43: Ausstattungsgrade [%] mit Haushaltsgeräte im Sektor private Haushalte im Basisjahr, im Jahr 2020 und im Jahr 2050 Tabelle 44 stellt die durchschnittlichen Stromverbrauche der Haushaltsgeräte in den Jahren 2020 und 2050 jenen des Basisjahres gegenüber.
Weißware Sonstige Küchen- und Haushaltsgeräte Kommunikation Gerätekategorie Unterhaltungselektronik mittlerer Verbrauch 2005 2020 2050 Elektroherd 449,3 171,0 110,0 Kühlgerät 357,9 142,0 134,0 Gefriergerät 506,0 161,0 113,0 Geschirrspüler 346,0 229,0 208,0 Waschmaschine 223,0 74,0 65,0 Wäschetrockner 394,0 194,0 108,0 Bügeleisen 50,0 111,0 83,0 Staubsauger 70,0 65,0 59,0 Kaffeemaschine 100,0 57,0 43,0 Toaster 20,0 11,0 10,0 Fön 50,0 24,0 24,0 Mikrowelle & Co. 210,0 125,0 106,0 Dunstabzugshaube 90,0 60,0 60,0 Festnetztelefon 39,0 32,0 23,0 Mobiltelefon 3,5 3,5 3,5 PC inkl. Peripherie 179,0 170,0 160,0 Internetanschluss 60,5 40,0 40,0 TV-Geräte 210,0 169,0 113,0 Videorecorder + DVD 70,0 40,0 32,0 Mobile Geräte 10,0 4,0 4,0 HIFI-Anlagen 65,0 32,0 17,0 SET-TOP-Boxen 70,0 65,0 57,0 Zukunftsgerät ----- 263,0 263,0 Tabelle 44: Mittlere Verbrauche [kwh/a] der Haushaltsgeräte im Basisjahr, im Jahr 2020 und im Jahr 2050 4.3.1.2 Klimaanlagen Es wird angenommen, dass die Anzahl der Klimaanlagen bis 2020 auf das vierfache von 2005 steigen wird, danach aber konstant bleibt. Dem entgegen wirkt die Annahme, dass der mittlere Verbrauch der Klimaanlagen bis 2020 um 15% gegenüber 2005 und bis 2050 um 30% reduziert werden kann. Der Bedarf für Zusatzheizung wird im Zuge der thermischen Sanierung praktisch auf Null reduziert. Auch im Neubau besteht kein Bedarf. Deshalb wird der Verbrauch für Zusatzheizung gemäß dem Anteil der sanierten und abgerissenen Fläche an der gesamten BGF des Basisjahres reduziert. 57
4.3.1.3 Raumheizung Im Bereich der Wohngebäude wurden als maßgebliche Faktoren für den Energieverbrauch die thermische Sanierung, der Abriss und der Neubau betrachtet. Betreffend die Sanierung wurde eine Rate von 1,5%/a ab 2005 angenommen, und zwar mit den HWB-Zielwerten laut nachfolgender Tabelle: EFH MFH vor 1919 1919-1944 1945-1980 1981-1990 1991-2000 2000-2005 bis 2014 70 70 70 70 ab 2015 60 60 60 60 ab 2021 40 40 40 40 40 40 bis 2014 60 60 60 60 ab 2015 50 50 50 50 ab 2021 40 40 40 40 40 40 Tabelle 45: HWB-Zielwerte [kwh/m²a] für Sanierungen nach Bauperioden Tabelle 46 gibt die angenommenen Abrissraten wieder. vor 1919 1919-1944 1945-1980 1981-1990 1991-2000 2000-2005 bis 2020 0,20 0,24 0,24 0,10 0,00 0,00 ab 2021 0,20 0,24 0,24 0,20 0,00 0,00 ab 2031 0,20 0,24 0,24 0,20 0,20 0,00 ab 2041 0,20 0,24 0,24 0,20 0,20 0,20 Tabelle 46: Abrissraten [%/a] nach Bauperioden Um die Neubaurate festzulegen, wurden Annahmen zur WNF pro Kopf getroffen. Diese soll von rund 41 m² im Basisjahr bis 2020 auf 43 m² und bis 2050 auf 45 m² steigen. Bis 2020 ergibt sich somit, bezogen auf die BGF von 2005, eine Neubaurate von 0,86%/a. Im Zeitraum 2021 bis 2050 beträgt sie 0,74%/a. Die HWB-Zielwerte für Neubau wurden mit 40 kwh/m²a bis 2020 und mit 25 kwh/m²a ab 2021 festgelegt, und zwar sowohl für EFH als auch für MFH. Zusätzlich wurde für HWBs kleiner gleich 30 kwh/m²a die benötigte Wohnraumlüftung mit eingerechnet, und zwar mit dem spezifischen Verbrauch von 2,1 kwh/m²a. 4.3.1.4 Warmwasser Betreffend die Warmwasserbereitung wurde angenommen, dass der tägliche Verbrauch von 40 Litern pro Kopf bis 2020 auf 38 und bis 2050 auf 34 sinkt. Andererseits wurde angenommen, dass das Warmwasser zukünftig auf 60 C erhitzt wird und nicht nur auf 55 C. Der Verbrauch für das Warmhalten wurde unverändert beibehalten. 58
4.3.1.5 Beleuchtung Für die Beleuchtung wurde bis 2020 ein Umstieg auf Energiesparlampen angenommen, danach ein Umstieg auf LEDs bzw. ähnliche Technologien. Die daraus folgenden Einsparpotenziale zeigt Tabelle 47. Einsparpotenziale gegenüber 2005 2020 2050 Glühlampen 70 80 Energiesparlampen 0 10 Leuchtstofflampen 2 20 Niedervolt-Halogenlampen 30 50 Hochvolt-Halogenlampen 30 50 Tabelle 47: Einsparpotenziale [%] bei Beleuchtungsmitteln Diesen Einsparpotenzialen wirkt die steigende Fläche entgegen. Diesem Umstand wurde mit einem multiplikativen Korrekturfaktor Rechnung getragen. 4.3.2 Dienstleistungsbereich In diesem Sektor ist die Datenlage sehr schlecht. Ausgehend von einem mittleren HWB von 135,5 kwh/m²a im Basisjahr konnte die Kategorie Raumheizung noch ähnlich behandelt werden wie bei den privaten Haushalten. Auch in der Kategorie Kochen war mit der Beschreibung im Basisjahr ein exaktes Rechnen möglich. Für alle anderen Verbrauche mussten Effizienz- und Ausstattungsfaktoren auf die gesamten Verbrauche angewandt werden. Zusätzlich zu den in Tabelle 48 angegebenen Parametern muss auch die Entwicklung der Beschäftigtenanzahl berücksichtigt werden. In den meisten Fällen geschieht das durch eine multiplikative Korrektur, die das Verhältnis der Beschäftigtenzahlen 2020 bzw. 2050 zu 2005 darstellt. In einigen Fällen ist die Korrektur etwas komplexer. Im Bereich der Raumheizung betrifft die Korrektur ausschließlich die Neubaurate (1,34%/a bzw. 1,35%/a statt 0,67%/a). Die Änderungen im Bereich Kochen hängen schließlich einerseits (Gemeinschaftsverpflegung) von der Beschäftigtenzahl insgesamt sowie der Schüleranzahl und der Anzahl von Personen in Anstalten ab, andererseits (Gastronomie) von der Anzahl der nicht in Anstalten lebenden Personen. In Tabelle 48 sind die Auswirkungen der Bevölkerungsentwicklung nicht berücksichtigt. Damit ist direkte Vergleichbarkeit mit dem Jahr 2005 und dem Szenario Forciert (siehe Tabelle 67) gegeben. 59
Raumheizung Warmwasser Kochen Klimaanlagen Beleuchtung 2020 2050 Sanierungsrate [%/a] 1,00 1,50 HWB SAN [kwh/m²a] 70 40 Neubaurate [%/a] 0,67 0,67 HWB NEU [kwh/m²a] 40 25 Abrissrate [%/a] 0,33 0,33 Effizienzfaktor 0,60 0,55 Austauschrate 0,30 0,70 Gemeinschaftsverpflegung Effizienzfaktor 0,90 0,70 Gastronomie EDV und Büroautomation Dampferzeugung Industrieöfen Elektrische Groß-Geräte Standmotoren Elektrische Klein-Geräte Effizienzfaktor 0,75 0,50 MZ/d 0,22 0,26 Effizienzfaktor 0,55 0,4 Geräteanzahl 2,5 2,5 Austauschrate 1,00 1,00 Flächenfaktor 1,05 1,15 Effizienzfaktor 0,30 0,20 Austauschrate 1,00 1,00 Ladenöffnungszeitenfaktor ~ 1,09 ~ 1,09 öbel Lichtintensität 1,04 1,04 Effizienzfaktor 0,7 0,5 Ausstattung 1,00 1,00 Austauschrate 1,00 1,00 Effizienzfaktor 0,88 0,88 Austauschrate 0,2 0,8 Effizienzfaktor 0,88 0,88 Austauschrate 0,35 0,65 Effizienzfaktor 0,95 0,90 Austauschrate 1,00 1,00 Effizienzfaktor 0,45 0,45 Austauschrate 0,60 1,00 Effizienzfaktor 0,90 0,80 Ausstattung 1,10 1,20 Austauschrate 1,00 1,00 Tabelle 48: Parameter zur Beschreibung der Energiedienstleistungen im Sektor Dienstleistungsbereich In Tabelle 48 ist einerseits die Raumlüftung für HWBs 30 kwh/m²a mit dem spezifischen Verbrauch von 2,1 kwh/m²a nicht enthalten. Andererseits fehlt auch der für Zukunftsgeräte reservierte Verbrauch. Dieser beträgt 2020 3.305 TJ und 2050 7.618 TJ. 60
4.3.3 Sachgüterproduktion Im Sektor Sachgüterproduktion wurden zwei Varianten von Entwicklungen betrachtet. Die erste davon betrifft die den Nutzenergiekategorien zugeordneten Wirkungsgrade. Hier wurde allgemein von einer Steigerung der Effizienz ausgegangen. Zusätzlich wurde in der Nutzenergiekategorie Standmotoren ein Umstieg von Verbrennungsmotoren auf elektrisch betriebene angenommen. Tabelle 49 stellt die Annahmen dar. Nutzenergiekategorie 2005 2020 2050 Raumheizung, Klimaanlagen, Warmwasser 70 75 80 Dampferzeugung 80 82 85 Industrieöfen 80 82 85 Standmotoren Elektromotoren 80 82 85 Verbrennungsmotoren 30 32 35 Beleuchtung & EDV 5 15 25 elektrochemische Zwecke 13 14 15 Tabelle 49: Entwicklung der Wirkungsgrade [%] Die zweite Entwicklung berücksichtigt Änderungen der Produktpalette der Zukunft. Diese Annahmen wurden in Zahlen gefasst und auf den produktionsbedingten Energieeinsatz übertragen. Die meisten Änderungen liegen in Größenordnungen von ±10% bis ±20%. Daher steigt bzw. sinkt auch die Zahl bzw. Dimension der Anlagen. Deshalb wurde die Eröffnung bzw. Schließung von Produktionsstätten angenommen. Die Faktoren wurden daher auf den gesamten Energieeinsatz des Basisjahres (also auch Raumwärme und Beleuchtung) angewandt. Tabelle 50 zeigt die Annahmen in Zahlen. 2020 2050 Eisen- und Stahlerzeugung 0 0 Chemie und Petrochemie -5-10 Nicht Eisen Metalle +7 +20 Steine und Erden, Glas -5-10 Fahrzeugbau 0 0 Maschinenbau +5 +10 Bergbau -5-10 Nahrungs- und Genussmittel, Tabak 0 0 Papier und Druck +2 +10 Holzverarbeitung +8 +20 Bau +5 +10 Textil und Leder +5 +10 Sonst. Produzierender Bereich +5 +10 Tabelle 50: Entwicklung [%] des produktionsbedingten Energieeinsatzes 61
4.3.4 Landwirtschaft Im Sektor Landwirtschaft existieren zwar einige Studien zu Effizienzpotenzialen, vor allem aus der Schweiz, aber aufgrund der schlechten Datenlage konnte nicht festgestellt werden, auf welche Teile des energetischen Endverbrauchs sie anzuwenden wären. Da auf der anderen Seite davon auszugehen ist, dass die Erschließung der land- und forstwirtschaftlichen Biomassepotenziale als Verbrauchstreiber auftreten wird, wurde der energetische Endverbrauch dieses Sektors auch in Übereinstimmung mit seiner historischen Entwicklung als konstant betrachtet. Lediglich der Energieträger-Mix wurde auf erneuerbare umgestellt. 4.3.5 Mobilität Die folgenden Tabellen geben die Parameter, die bereits aus dem Basisjahr bekannt sind, für die Jahre 2020 und 2050 an. 4.3.5.1 Personenverkehr Wegzahl an Werktagen < 20.000 EW 20.000 100.000 EW > 100.000 EW < 15 15 60 > 60 < 15 15 60 > 60 < 15 15 60 > 60 2020 3,02 3,32 2,42 2,72 3,22 2,57 2,42 3,12 2,72 2050 3,02 3,32 2,42 2,72 3,22 2,57 2,42 3,12 2,72 Tabelle 51: Wegzahlen pro Person an Werktagen nach Gemeindegrößenklassen in den Jahren 2020 und 2050 Anteil der Wegzwecke an der Wegzahl an Werktagen im Jahr 2020 < 20.000 20.000 100.000 > 100.000 Beruf Ausbildung dienstlich privat Freizeit sonstiges < 15 2 66 1 9 21 1 15 60 32 3 11 31 20 3 > 60 10 0,5 4 54,5 28 3 < 15 3,5 60,5 1 11,5 23 0,5 15 60 37,5 2,5 11,5 27 20 1,5 > 60 6,5 1,25 3 57,25 30,5 1,5 < 15 5 55 1 14 25 0 15 60 43 2 12 23 20 0 > 60 3 2 2 60 33 0 Tabelle 52: Anteile [%] der Wegzwecke an den Wegen an Werktagen nach Gemeindegrößenklassen und Altersstruktur im Jahr 2020 62
Anteil der Wegzwecke an der Wegzahl an Werktagen im Jahr 2050 < 20.000 20.000 100.000 > 100.000 Beruf Ausbildung dienstlich privat Freizeit sonstiges < 15 3 63 1 10 22 1 15 60 33 4 9 30 21 3 > 60 13 0,5 4 51,5 28 3 < 15 4 58 1,5 12 24 0,5 15 60 38,5 4 9,5 26 20,5 1,5 > 60 9 1,75 2,5 54,75 30,5 1,5 < 15 6 52 2 14 26 0 15 60 44 4 10 22 20 0 > 60 5 3 1 58 33 0 Tabelle 53: Anteile [%] der Wegzwecke an den Wegen an Werktagen nach Gemeindegrößenklassen und Altersstruktur im Jahr 2050 Modal Split an Werktagen < 20.000 20.000 100.000 > 100.000 Beruf Ausbildung dienstlich privat Freizeit sonstiges 20 50 20 50 20 50 20 50 20 50 20 50 Fuß 9 10 22 24 8 9 24 26 27 29 17 18 Rad 7 10 7 10 3 4 8 13 12 15 6 7 MIV 67 63 24 17 79 75 64 55 54 47 67 64 ÖV 17 17 47 49 10 12 4 6 7 9 10 11 Fuß 12,5 13,5 19,5 22 12,5 13,5 35,5 37 26 27,5 17 18 Rad 5,5 8,5 5,5 9 3 4 5,5 9 9 11,5 4,5 5,5 MIV 48,5 42,5 26,5 17 54,5 50 43,5 37 43 37,5 48,5 45 ÖV 33,5 35,5 48,5 52 30 32,5 15,5 17 22 23,5 30 31,5 Fuß 16 17 17 20 17 18 47 48 25 26 17 18 Rad 4 7 4 8 3 4 3 5 6 8 3 4 MIV 30 22 29 17 30 25 23 19 32 28 30 26 ÖV 50 54 50 55 50 53 27 28 37 38 50 52 Tabelle 54: Anteile [%] der Verkehrsmittel an den Wegen an Werktagen nach Wegzwecken und Gemeindegrößenklassen in den Jahren 2020 und 2050 Weglängen an Werktagen < 20.000 20.000 100.000 > 100.000 2020 2050 2020 2050 2020 2050 Fuß 1,5 1,6 1,2 1,4 0,9 1 Rad 2,6 2,8 3 3,2 3,5 3,8 MIV 16 16,4 13 13,2 10,2 10,5 ÖV 29,2 29,3 18,4 18,5 7,6 7,7 Tabelle 55: Durchschnittliche Weglängen [km] an Werktagen nach Verkehrsmitteln und Gemeindegrößenklassen in den Jahren 2020 und 2050 63
Wegzahl an Sonn- und Feiertagen < 20.000 20 100.000. > 100.000 2020 2,6 2,45 2,3 2050 2,6 2,45 2,3 Tabelle 56: Wegzahlen pro Person an Sonn- und Feiertagen nach Gemeindegrößenklassen in den Jahren 2020 und 2050 Modal Split an Sonn- und Feiertagen < 20.000 20.000 100.000 > 100.000 2020 2050 2020 2050 2020 2050 Fuß 24 26 26 28,5 28 31 Rad 6 10 5 10 4 10 MIV 66 58 54,5 45 43 32 ÖV 4 6 14,5 16,5 25 27 Tabelle 57: Anteile [%] der Verkehrsmittel an den Wegen an Sonn- und Feiertagen nach Gemeindegrößenklassen in den Jahren 2020 und 2050 Durchschnittliche Weglänge an Sonn- und Feiertagen < 20.000 20.000 100.000 > 100.000 2020 2050 2020 2050 2020 2050 Fuß 2 2,1 1,65 1,8 1,3 1,5 Rad 7 7,5 6,1 6,45 5,2 5,4 MIV 25,7 25,7 20,45 20,45 15,2 15,2 ÖV 63,7 63,7 36,3 36,3 8,9 8,9 Tabelle 58: Durchschnittliche Weglängen [km] an Sonn- und Feiertagen nach Verkehrsmitteln und Gemeindegrößenklassen in den Jahren 2020 und 2050 Für den Flugverkehr wurde angenommen, dass jeder Österreicher im Jahr 2020 eine Flugreise mit einer mittleren Fluglänge von 3.000 km unternimmt. Im Jahr 2050 unternimmt nur jeder zweite Österreicher eine Flugreise mit einer durchschnittlichen Länge von 4.000 km. 64
Spezifischer Energieverbrauch MIV ÖV Flugverkehr Technologie/Treibstoff spezifischer Verbrauch 2020 2050 PKW Benzin/Diesel 0,7 0,7 PKW Biokraftstoff 0,7 0,6 PKW Erdgas 0,75 0,75 PKW Biogas 0,75 0,7 PKW - Elektrisch 0,15 0,13 Bus Diesel 0,43 0,43 Bus Biokraftstoff 0,43 0,4 Bus Erdgas 0,55 0,55 Bus Biogas 0,55 0,5 Bus Elektrisch 0,19 0,17 (U-/Straßen-) Bahn Elektrisch 0,08 0,07 Flugzeug Kerosin 0,33 0,33 Flugzeug Biogas 0,39 0,35 Tabelle 59: Spezifische Energieverbrauche [kwh/pkm] einzelner Technologien im Personenverkehr in den Jahren 2020 und 2050 Split innerhalb des Modal Splits MIV ÖV FV Technologie/Treibstoff < 20.000 20.000 100.000 > 100.000 2020 2050 2020 2050 2020 2050 PKW Benzin/Diesel 60 0 60 0 60 0 PKW Biokraftstoff 10 10 7 5 5 0 PKW Erdgas 10 0 10 0 10 0 PKW Biogas 10 30 8 25 5 20 PKW - Elektrisch 10 60 15 70 20 80 Bus Diesel 15 0 5 0 2 0 Bus Biokraftstoff 7 16 4,5 7,5 0 0 Bus Erdgas 5 0 3 0 0 0 Bus Biogas 3 13 8 10 8 9 Bus Elektrisch 0 1 2 5 5 6 (U-/Straßen-) Bahn Elektrisch 70 70 77,5 77,5 85 85 Flugzeug Kerosin 80 0 80 0 80 0 Flugzeug Biogas 20 100 20 100 20 100 Tabelle 60: Anteile [%] der jeweiligen Technologien an der Verkehrsleistung innerhalb der entsprechenden Modal Split-Kategorie nach Gemeindegrößenklassen in den Jahren 2020 und 2050 65
4.3.5.2 Güterverkehr Hier wurde angenommen, dass die Verkehrsleistung im Ziel/Quellverkehr und im Transitverkehr bis 2020 um 4% und bis 2050 um 7% steigen wird und im Binnenverkehr bis 2020 um 3% und bis 2050 um 9,4%. Die folgenden Tabellen enthalten die Annahmen zum Modal Split, zu den spezifischen Energieverbrauchen und zum Split im Modal Split. Modal Split Schiene Straße Rohrleitung Schifffahrt 2020 2050 2020 2050 2020 2050 2020 2050 Binnenverkehr 23 23 75,9 75,9 0,9 0,9 0,2 0,2 Ziel-/Quellverkehr 44 63 34 15 16 16 6 6 Transitverkehr 28,8 48,8 25 5 40,2 40,2 6 6 Tabelle 61: Anteile [%] der einzelnen Verkehrsträger an der Güterverkehrsleistung in den Jahren 2020 und 2050 Technologie/Treibstoffe Spezifischer Energieverbrauch spezifischer Energieverbrauch 2020 2050 LKW Diesel 0,65 0,65 LKW Biokraftstoff 0,65 0,6 LKW Biogas 0,73 0,7 LKW Elektrisch 0,29 0,26 Zug Diesel 0,29 0,29 Zug Biokraftstoff 0,29 0,25 Zug Elektrisch 0,08 0,06 Schiff Öl/Diesel 0,09 0,09 Schiff Biokraftstoff 0,09 0,08 Schiff Biogas 0,19 0,17 Tabelle 62: Spezifische Energieverbrauche [kwh/tkm] einzelner Technologien im Güterverkehr in den Jahren 2020 und 2050 66
Split innerhalb des Modal Splits Straße Schiene Schiff Technologie/Treibstoff Anteil an Transportleistung 2020 2050 LKW Diesel 30 0 LKW Biokraftstoff 35 47 LKW Biogas 34 48 LKW Elektro 1 5 Zug Diesel 0 0 Zug Biokraftstoff 5 4 Zug Elektro 95 96 Schiff Öl/Diesel 45 0 Schiff Biokraftstoff 45 50 Schiff Biogas 10 50 Tabelle 63: Anteile [%] der jeweiligen Technologien an der Verkehrsleistung innerhalb der entsprechenden Modal Split-Kategorie in den Jahren 2020 und 2050 Für den Transport der Güter in Rohrleitungen wird im Vergleich zum Basisjahr angenommen, dass der Energiebedarf mit 7,2 PJ konstant bleibt, allerdings eine vollständige Umstellung hin zum Energieträger Strom erfolgt. 4.4 Annahmen Szenario Forciert In diesem Kapitel werden die Annahmen zusammengefasst, die getroffen wurden, um jene Kennzahlen und Verbrauche des Szenarios Forciert zu berechnen, die auch in Kapitel 4.2 zur Charakterisierung der Energiedienstleistungen herangezogen wurden. Dabei wird die Bevölkerungsvariante 2 betrachtet. 4.4.1 Private Haushalte 4.4.1.1 Haushaltsgeräte Die Änderungen gegenüber dem Szenario Pragmatisch betreffen die mittleren Verbrauche, Ausstattungsgrade und das Zukunftsgerät. Als Zukunftsgerät wurde eines angenommen, das täglich 8 Stunden läuft bei einer Leistungsaufnahme von 40 W. Die Stand-By- Leistungsaufnahme soll 2 W betragen. Damit ergibt sich ein Jahresverbrauch in Höhe von 128 kwh. Der Ausstattungsgrad wurde mit 10% 2020 und 50% 2050 angenommen. Die folgenden beiden Tabellen vergleichen die Ausstattungsgrade und mittleren Verbrauche der Jahre 2020 und 2050 mit jenen des Basisjahres. 67
Weißware Sonstige Küchen- und Haushaltsgeräte Kommunikation Gerätekategorie Unterhaltungselektronik Ausstattungsgrad 2005 2020 2050 Elektroherd 91 90,5 100 Kühlgerät 98 100 100 Gefriergerät 78 80 30 Geschirrspüler 60 65 70 Waschmaschine 95 100 100 Wäschetrockner 34 34 0 Bügeleisen 98 100 100 Staubsauger 99 100 100 Kaffeemaschine 95 100 100 Toaster 90 90 90 Fön 81 81 81 Mikrowelle & Co. 65 65 65 Dunstabzugshaube 59 59 59 Festnetztelefon 71 60 40 Mobiltelefon 80 85 90 PC inkl. Peripherie 79 85 90 Internetanschluss 48 55 65 TV-Geräte 125 125 125 Videorecorder + DVD 77 77 30 Mobile Geräte 17 18 20 HIFI-Anlagen 69 69 69 SET-TOP-Boxen 97 100 100 Zukunftsgerät --- 10 50 Tabelle 64: Ausstattungsgrade [%] mit Haushaltsgeräte im Sektor private Haushalte im Basisjahr, im Jahr 2020 und im Jahr 2050 68
Weißware Sonstige Küchen- und Haushaltsgeräte Kommunikation Gerätekategorie Unterhaltungselektronik mittlerer Verbrauch 2005 2020 2050 Elektroherd 449,3 171,0 100,0 Kühlgerät 357,9 134,0 70,0 Gefriergerät 506,0 113,0 80,0 Geschirrspüler 346,0 208,0 200,0 Waschmaschine 223,0 65,0 60,0 Wäschetrockner 394,0 108,0 100,0 Bügeleisen 50,0 83,0 83,0 Staubsauger 70,0 59,0 49,0 Kaffeemaschine 100,0 39,0 40,0 Toaster 20,0 10,0 10,0 Fön 50,0 24,0 24,0 Mikrowelle & Co. 210,0 106,0 90,0 Dunstabzugshaube 90,0 60,0 60,0 Festnetztelefon 39,0 27,0 13,0 Mobiltelefon 3,5 3,5 3,5 PC inkl. Peripherie 179,0 60,0 50,0 Internetanschluss 60,5 40,0 28,0 TV-Geräte 210,0 169,0 100,0 Videorecorder + DVD 70,0 32,0 17,0 Mobile Geräte 10,0 4,0 4,0 HIFI-Anlagen 65,0 17,0 17,0 SET-TOP-Boxen 70,0 57,0 54,0 Zukunftsgerät ----- 128,0 128,0 Tabelle 65: Mittlere Verbrauche [kwh/a] der Haushaltsgeräte im Basisjahr, im Jahr 2020 und im Jahr 2050 4.4.1.2 Klimaanlagen In diesem Szenario steigt die Anzahl der Klimaanlagen bis 2020 nur auf das dreifache von 2005 und bleibt dann bis 2050 wiederum konstant. Die Einsparpotenziale werden mit 15% bis 2020 und 30% bis 2050 wie im Szenario Pragmatisch gesehen. Der Verbrauch für Zusatzheizung wird auch hier gemäß der sanierten Fläche reduziert. 4.4.1.3 Raumheizung Im Szenario Forciert beträgt die Sanierungsrate 3%/a. Die folgende Tabelle gibt die HWB- Zielwerte an, die Abrissrate wird gegenüber dem Szenario Pragmatisch nicht verändert (siehe Tabelle 46). 69
EFH MFH vor 1919 1919-1944 1945-1980 1981-1990 1991-2000 2000-2005 bis 2014 70 70 70 70 0 0 ab 2015 45 45 45 45 0 0 ab 2021 15 15 15 15 15 15 bis 2014 60 60 60 60 0 0 ab 2015 30 30 30 30 0 0 ab 2021 15 15 15 15 15 15 Tabelle 66: HWB-Zielwerte [kwh/m²a] für Sanierungen nach Bauperioden Die Neubaurate sollte auch hier über die Annahmen zur WNF pro Kopf geregelt werden, nämlich 40 m² im Jahr 2020 und 39 m² im Jahr 2050. Die Berechnungen zeigten allerdings, dass selbst ohne Neubau die WNF pro Kopf 2020 rund 41,5 m² und 2050 knapp 41 m² beträgt, und damit über den geplanten Werten liegt. Daher wurde die Neubaurate gleich null gesetzt. Beibehalten wurden der Grenzwert und der spezifische Verbrauch für Wohnraumlüftung. 4.4.1.4 Warmwasser Es wurde angenommen, dass der tägliche Warmwasserverbrauch bis 2020 auf 34 Liter und bis 2050 auf 31,5 sinkt. Wie im Szenario Pragmatisch wird das Wasser auf 60 C erhitzt. Betreffend den Verbrauch für das Warmhalten wurde angenommen, dass er bis 2020 um 10% und bis 2050 um 25% reduziert werden kann. 4.4.1.5 Beleuchtung Für Beleuchtung wurden die Einsparpotenziale des Szenarios Pragmatisch übernommen (siehe Tabelle 47). Ebenfalls durch einen multiplikativen Faktor berücksichtigt wurde die Änderung der zu beleuchtenden Fläche. 4.4.2 Dienstleistungsbereich Auch hier gibt die folgende Tabelle wieder sämtliche für den Berechnungen herangezogenen Parameter an. Da angenommen wurde, dass trotz sinkender Bevölkerungszahl die Anzahl der im Sektor Dienstleistungsbereich Beschäftigten konstant bleibt, müssen die damit erhaltenen Ergebnisse auch nicht bevölkerungskorrigiert werden. Die einzige Ausnahme stellt die Kategorie Kochen dar, die in bereits erläuterter Weise auch von der Bevölkerungszahl abhängt. 70
Raumheizung Warmwasser Kochen Klimaanlagen Beleuchtung 2020 2050 Sanierungsrate [%/a] 1,33 2,00 HWB SAN [kwh/m²a] 40 15 Neubaurate [%/a] 0,33 0,33 HWB NEU [kwh/m²a] 30 10 Abrissrate [%/a] 0,33 0,33 Effizienzfaktor 0,50 0,40 Austauschrate 0,30 0,70 Gemeinschaftsverpflegung Effizienzfaktor 0,80 0,50 Gastronomie EDV und Büroautomation Dampferzeugung Industrieöfen Elektrische Groß-Geräte Standmotoren Elektrische Klein-Geräte Effizienzfaktor 0,625 0,25 MZ/d 0,21 0,23 Effizienzfaktor 0,5 0,3 Geräteanzahl 1,5 1,5 Austauschrate 1,00 1,00 Flächenfaktor 1,00 1,00 Effizienzfaktor 0,30 0,20 Austauschrate 1,00 1,00 Ladenöffnungszeitenfaktor ~ 1,09 ~ 1,09 öbel Lichtintensität 1,02 1,02 Effizienzfaktor 0,55 0,3 Ausstattung 0,95 0,85 Austauschrate 1,00 1,00 Effizienzfaktor 0,84 0,84 Austauschrate 0,3 0,7 Effizienzfaktor 0,84 0,84 Austauschrate 0,35 0,65 Effizienzfaktor 0,85 0,70 Austauschrate 1,00 1,00 Effizienzfaktor 0,41 0,41 Austauschrate 0,60 1,00 Effizienzfaktor 0,85 0,70 Ausstattung 1,00 1,00 Austauschrate 1,00 1,00 Tabelle 67: Parameter zur Beschreibung der Energiedienstleistungen im Sektor Dienstleistungsbereich Für HWBs 30 kwh/m²a wurde abermals Raumlüftung angesetzt, und zwar mit dem bereits bekannten spezifischen Verbrauch von 2,1 kwh/m²a. Den Zukunftsgeräten wird hier erst im Jahr 2050 ein Verbrauch zugewiesen, und zwar in Höhe von 602 TJ. 71
4.4.3 Sachgüterproduktion Nachstehend werden nur die gegenüber dem Szenario Pragmatisch geänderten Werte für Wirkungsgrade und produktionsbedingten Energieeinsatz angegeben. Tabelle 68 zeigt die Annahmen zu den Wirkungsgraden, Tabelle 69 jene zum produktionsbedingten Energieeinsatz. Nutzenergiekategorie 2005 2020 2050 Raumheizung, Klimaanlagen, Warmwasser 70 80 90 Dampferzeugung 80 85 90 Industrieöfen 80 85 90 Standmotoren Elektromotoren 80 85 90 Verbrennungsmotoren 30 35 40 Beleuchtung & EDV 5 20 30 elektrochemische Zwecke 13 14 16 Tabelle 68: Entwicklung der Wirkungsgrade [%] 2020 2050 Eisen- und Stahlerzeugung -2-5 Chemie und Petrochemie -7-20 Nicht Eisen Metalle +13 +40 Steine und Erden, Glas -7-20 Fahrzeugbau -2-5 Maschinenbau +7 +20 Bergbau -7-20 Nahrungs- und Genussmittel, Tabak -2-5 Papier und Druck +7 +20 Holzverarbeitung +13 +40 Bau +7 +20 Textil und Leder +7 +20 Sonst. Produzierender Bereich +7 +20 Tabelle 69: Entwicklung [%] des produktionsbedingten Energieeinsatzes 4.4.4 Landwirtschaft Es gelten dieselben Annahmen wie im Szenario Pragmatisch. 4.4.5 Mobilität Auch für das Szenario Forciert werden nur die Parameter angegeben, die für die Berechnungen benötigt werden. 72
4.4.5.1 Personenverkehr Wegzahl an Werktagen < 20.000 EW 20.000 100.000 EW > 100.000 EW < 15 15 60 > 60 < 15 15 60 > 60 < 15 15 60 > 60 2005 3 3,2 2,4 2,7 3,15 2,55 2,4 3,1 2,7 2020 2,9 3,1 2,4 2,6 3,05 2,53 2,3 3 2,65 2050 2,7 2,9 2,3 2,4 2,85 2,43 2,15 2,8 2,56 Tabelle 70: Wegzahlen pro Person an Werktagen nach Gemeindegrößenklassen im Basisjahr, 2020 und 2050 Anteil der Wegzwecke an der Wegzahl an Werktagen im Jahr 2020 < 20.000 20.000 100.000 > 100.000 Beruf Ausbildung dienstlich privat Freizeit sonstiges < 15 2 66 1 9 21 1 15 60 32 3 11 31 20 3 > 60 10 0,5 4 54,5 28 3 < 15 3,5 60,5 1 11,5 23 0,5 15 60 37,5 2,5 11,5 27 20 1,5 > 60 6,5 1,25 3 57,25 30,5 1,5 < 15 5 55 1 14 25 0 15 60 43 2 12 23 20 0 > 60 3 2 2 60 33 0 Tabelle 71: Anteile [%] der Wegzwecke an den Wegen nach Gemeindegrößenklassen und Altersstruktur im Jahr 2020 Anteil der Wegzwecke an der Wegzahl an Werktagen im Jahr 2050 < 20.000 20.000 100.000 > 100.000 Beruf Ausbildung dienstlich privat Freizeit sonstiges < 15 3 63 1 10 22 1 15 60 33 4 9 30 21 3 > 60 13 0,5 4 51,5 28 3 < 15 4 58 1,5 12 24 0,5 15 60 38,5 4 9,5 26 20,5 1,5 > 60 9 1,75 2,5 54,75 30,5 1,5 < 15 6 52 2 14 26 0 15 60 44 4 10 22 20 0 > 60 5 3 1 58 33 0 Tabelle 72: Anteile [%] der Wegzwecke an den Wegen nach Gemeindegrößenklassen und Altersstruktur im Jahr 2050 73
Modal Split an Werktagen < 20.000 20.000 100.000 > 100.000 Beruf Ausbildung dienstlich privat Freizeit sonstiges 20 50 20 50 20 50 20 50 20 50 20 50 Fuß 10 15 23 25 8 10 25 35 28 40 17 20 Rad 12 18 7 15 3 5 10 25 13 25 7 15 MIV 56 37 19 1 74 60 60 30 51 20 64 45 ÖV 22 30 51 59 15 25 5 10 8 15 12 20 Fuß 13,5 17,5 21,5 25 13 15 36 42,5 27 37,5 17,5 22,5 Rad 9 16,5 6 15 3,5 7,5 7 17,5 10,5 20 5,5 12,5 MIV 41,5 20 22 0,5 51 35 41 20 40 15 47 27,5 ÖV 36 46 50,5 59,5 32,5 42,5 16 20 22,5 27,5 31 37,5 Fuß 17 20 20 25 18 20 47 50 26 35 17 25 Rad 6 15 5 15 4 10 4 10 8 15 4 10 MIV 27 3 25 0 28 10 22 10 29 10 29 10 ÖV 50 62 50 60 50 60 27 30 37 40 50 55 Tabelle 73: Anteile [%] der Verkehrsmittel an den Wegen an Werktagen nach Wegzwecken und Gemeindegrößenklassen in den Jahren 2020 und 2050 Weglängen an Werktagen < 20.000 20.000 100.000 > 100.000 2020 2050 2020 2050 2020 2050 Fuß 1,3 1,12 1,03 0,86 0,75 0,6 Rad 2,3 2 2,75 2,35 3,2 2,7 MIV 14 12,7 11,75 10,35 9,5 8 ÖV 27 23,3 17 14,65 7 6 Tabelle 74: Durchschnittliche Weglängen [km] an Werktagen nach Verkehrsmitteln und Gemeindegrößenklassen in den Jahren 2020 und 2050 Wegzahl an Sonn- und Feiertagen < 20.000 20 100.000. > 100.000 2020 2,5 2,35 2,2 2050 2,3 2,15 2,0 Tabelle 75: Wegzahlen pro Person an Sonn- und Feiertagen nach Gemeindegrößenklassen in den Jahren 2020 und 2050 74
Modal Split an Sonn- und Feiertagen < 20.000 20.000 100.000 > 100.000 2020 2050 2020 2050 2020 2050 Fuß 28 35 29 37,5 30 40 Rad 10 25 10 25 10 25 MIV 52 20 43,5 13,5 35 7 ÖV 10 20 17,5 24 25 28 Tabelle 76: Anteile [%] der Verkehrsmittel an den Wegen an Sonn- und Feiertagen nach Gemeindegrößenklassen in den Jahren 2020 und 2050 Durchschnittliche Weglänge an Sonn- und Feiertagen < 20.000 20.000 100.000 > 100.000 2020 2050 2020 2050 2020 2050 Fuß 1,8 1,52 2,45 1,24 1,1 0,96 Rad 6,5 5,52 5,5 4,76 4,5 4 MIV 23 20,4 18,5 16,2 14 12 ÖV 60 50,9 34 28,95 8 7 Tabelle 77: Durchschnittliche Weglängen [km] an Sonn- und Feiertagen nach Verkehrsmitteln und Gemeindegrößenklassen in den Jahren 2020 und 2050 Betreffend den Flugverkehr wurde angenommen, dass 2020 jeder zweite Österreicher eine Flugreise von 3.000 km mittlerer Länge unternimmt. 2050 unternimmt nur jeder dritte Österreicher eine Flugreise von 4.000 km mittlerer Länge. MIV ÖV Flugverkehr Spezifischer Energieverbrauch Technologie/Treibstoff 75 spezifischer Verbrauch 2020 2050 PKW Benzin/Diesel 0,65 0,65 PKW Biokraftstoff 0,65 0,50 PKW Erdgas 0,7 0,7 PKW Biogas 0,7 0,55 PKW - Elektrisch 0,13 0,10 Bus Diesel 0,4 0,4 Bus Biokraftstoff 0,4 0,30 Bus Erdgas 0,45 0,45 Bus Biogas 0,45 0,35 Bus Elektrisch 0,18 0,13 (U-/Straßen-) Bahn Elektrisch 0,07 0,05 Flugzeug Kerosin 0,3 0,3 Flugzeug Biogas 0,35 0,33 Tabelle 78: Spezifische Energieverbrauche [kwh/pkm] einzelner Technologien im Personenverkehr in den Jahren 2020 und 2050
Split innerhalb des Modal Splits MIV ÖV FV Technologie/Treibstoff < 20.000 20.000 100.000 > 100.000 2020 2050 2020 2050 2020 2050 PKW Benzin/Diesel 40 0 40 0 40 0 PKW Biokraftstoff 5 5 5 5 5 0 PKW Erdgas 15 0 10 0 5 0 PKW Biogas 20 5 15 5 10 0 PKW - Elektrisch 20 90 30 90 40 100 Bus Diesel 15 0 5 0 2 0 Bus Biokraftstoff 7 16 4,5 5 0 0 Bus Erdgas 5 0 3 0 0 0 Bus Biogas 3 13 8 10 8 0 Bus Elektrisch 0 1 2 5 5 10 (U-/Straßen-) Bahn Elektrisch 70 70 77,5 80 85 90 Flugzeug Kerosin 80 0 80 0 80 0 Flugzeug Biogas 20 100 20 100 20 100 Tabelle 79: Anteile [%] der jeweiligen Technologien an der Verkehrsleistung innerhalb der entsprechenden Modal Split-Kategorie nach Gemeindegrößenklassen in den Jahren 2020 und 2050 4.4.5.2 Güterverkehr Im Szenario Forciert wurde angenommen, dass sich der Transitverkehr gegenüber dem Basisjahr nicht ändert, dass der Ziel/Quellverkehr bis 2020 um 1% und bis 2050 um 1,5% wächst und dass der Binnenverkehr wie schon im Szenario Pragmatisch bis 2020 um 3% und bis 2050 um 9,4 % zunimmt. Die folgenden Tabellen enthalten die Annahmen zum Modal Split, zu den spezifischen Energieverbrauchen und zum Split im Modal Split. Modal Split Schiene Straße Rohrleitung Schifffahrt 2020 2050 2020 2050 2020 2050 2020 2050 Binnenverkehr 25 27 73,9 71,9 0,9 0,9 0,2 0,2 Ziel-/Quellverkehr 45 73 33 5 16 16 6 6 Transitverkehr 30 51,8 24 2 40 40,2 6 6 Tabelle 80: Anteile [%] der einzelnen Verkehrsträger an der Güterverkehrsleistung in den Jahren 2020 und 2050 76
Technologie/Treibstoffe Spezifischer Energieverbrauch spezifischer Energieverbrauch 2020 2050 LKW Diesel 0,6 0,6 LKW Biokraftstoff 0,6 0,45 LKW Biogas 0,7 0,55 LKW Elektrisch 0,25 0,20 Zug Diesel 0,25 0,25 Zug Biokraftstoff 0,25 0,18 Zug Elektrisch 0,07 0,05 Schiff Öl/Diesel 0,09 0,09 Schiff Biokraftstoff 0,09 0,07 Schiff Biogas 0,18 0,15 Tabelle 81: Spezifische Energieverbrauche [kwh/tkm] einzelner Technologien im Güterverkehr in den Jahren 2020 und 2050 Split innerhalb des Modal Splits Straße Schiene Schiff Technologie/Treibstoff Anteil an Transportleistung 2020 2050 LKW Diesel 30 0 LKW Biokraftstoff 34 38 LKW Biogas 33 40 LKW Elektro 3 22 Zug Diesel 0 0 Zug Biokraftstoff 5 3 Zug Elektro 95 97 Schiff Öl/Diesel 45 0 Schiff Biokraftstoff 45 50 Schiff Biogas 10 50 Tabelle 82: Anteile [%] der jeweiligen Technologien an der Verkehrsleistung innerhalb der entsprechenden Modal Split-Kategorie in den Jahren 2020 und 2050 Für den Transport in Rohrleitungen wird angenommen, dass im Gegensatz zum Pragmatischen Szenario der Energiebedarf aufgrund einer steigenden Effizienz bis zum Jahr 2020 auf 7 PJ und bis zum Jahr 2050 auf 6,5 PJ sinkt. Auch im forcierten Szenario erfolgt eine vollständige Umstellung auf den Energieträger Strom. 4.5 Ergebnisse Im Folgenden werden die Ergebnisse beider Szenarien in Tabellenform mit dem Basisjahr verglichen. Dabei wurde das Szenario Pragmatisch mit der Bevölkerungsvariante 1 und das 77
Szenario Forciert mit der Bevölkerungsvariante 2 kombiniert, um die maximale Bandbreite der Entwicklungen aufzuzeigen. 4.5.1 Private Haushalte Szenario Pragmatisch Szenario Forciert 2005 2020 2050 2020 2050 Raumheizung 198.136 154.194 85.748 126.130 23.889 Klimaanlagen 1.040 1.723 1.838 1.481 3.211 Warmwasser 32.777 34.217 30.519 27.669 21.850 Haushaltsgeräte 36.774 28.842 26.176 19.088 11.939 Beleuchtung 4.545 2.736 2.323 2.310 1.585 SUMME 273.272 221.712 146.603 176.678 62.474 Tabelle 83: Energetischer Endverbrauch [TJ] der privaten Haushalte nach Kategorien im Basisjahr, im Szenario Pragmatisch und im Szenario Forciert Szenario Pragmatisch Szenario Forciert 2005 2020 2050 2020 2050 RW 199.176 155.917 87.586 127.611 27.100 IÖ 38.882 39.358 32.332 32.145 23.052 SM 28.107 20.807 20.923 13.468 9.882 BE 7.107 5.630 5.763 3.454 2.440 SUMME 273.272 221.712 146.603 176.678 62.474 Tabelle 84: Energetischer Endverbrauch [TJ] der privaten Haushalte nach Nutzenergiekategorien im Basisjahr, im Szenario Pragmatisch und im Szenario Forciert 4.5.2 Dienstleistungsbereich Szenario Pragmatisch Szenario Forciert 2005 2020 2050 2020 2050 RW 83.597 76.900 47.999 65.852 16.719 BE 13.806 7.868 6.442 5.838 3.700 ecz 3 3 3 3 3 D 3.609 3.845 4.032 3.436 3.032 IÖ 21.795 22.816 23.246 19.032 16.012 SM 12.775 15.459 20.116 9.862 7.667 SUMME 135.585 126.891 101.838 104.023 47.133 Tabelle 85: Energetischer Endverbrauch [TJ] des Sektors Dienstleistungsbereich nach Nutzenergiekategorien im Basisjahr, im Szenario Pragmatisch und im Szenario Forciert 78
4.5.3 Sachgüterproduktion Szenario Pragmatisch Szenario Forciert 2005 2020 2050 2020 2050 Eisen- und Stahlerzeugung 38.086 34.990 32.790 32.814 29.339 Chemie und Petrochemie 35.899 32.734 29.200 30.841 24.436 Nicht Eisen Metalle 6.664 6.801 7.213 6.915 7.917 Steine und Erden, Glas 34.470 31.622 28.583 29.780 23.913 Fahrzeugbau 12.945 12.077 11.020 11.297 9.782 Maschinenbau 19.027 16.370 15.665 15.621 15.724 Bergbau 8.962 8.170 7.238 7.688 6.065 Nahrungs- und Genussmittel, Tabak 19.219 18.244 17.178 17.153 15.339 Papier und Druck 61.245 59.253 59.911 59.598 61.378 Holzverarbeitung 17.748 18.370 19.192 18.426 20.958 Bau 42.743 42.025 39.555 40.960 40.579 Textil und Leder 5.054 4.850 4.667 4.710 4.760 Sonst. Produzierender Bereich 8.726 8.467 8.206 8.206 8.297 SUMME 310.787 293.972 280.418 284.008 268.488 Tabelle 86: Energetischer Endverbrauch [TJ] des Sektors Sachgüterproduktion nach Branchen im Basisjahr, im Szenario Pragmatisch und im Szenario Forciert Szenario Pragmatisch Szenario Forciert 2005 2020 2050 2020 2050 RW 27.499 26.323 25.690 25.106 24.131 BE 11.277 3.858 2.392 2.920 2.076 ecz 1.743 1.591 1.479 1.590 1.354 D 73.390 71.825 71.469 70.416 69.091 IÖ 85.030 82.433 79.671 79.216 73.782 SM 111.848 107.942 99.717 104.760 98.054 SUMME 310.787 293.972 280.418 284.008 268.488 Tabelle 87: Energetischer Endverbrauch [TJ] des Sektors Sachgüterproduktion nach Nutzenergiekategorien im Basisjahr, im Szenario Pragmatisch und im Szenario Forciert 79
4.5.4 Landwirtschaft TRA RW D IÖ SM BE ecz SUMME Öl 4.953 869 0 0 0 0 0 5.822 Kohle 0 0 0 0 0 0 0 0 Gas 0 435 83 299 0 0 0 817 Fernwärme 0 435 0 0 0 0 0 435 Biomasse fest 4.952 5.216 35 598 0 0 0 10.801 Strom 0 348 0 1.097 2.780 873 10 5.108 Solarthermie 0 695 0 0 0 0 0 695 Wärmepumpe 0 695 0 0 0 0 0 695 SUMME 9.905 8.693 118 1.994 2.780 873 10 24.373 Tabelle 88: Energetischer Endverbrauch [TJ] im Sektor Landwirtschaft nach Energieträgern und Nutzenergiekategorien im Jahr 2020 TRA RW D IÖ SM BE ecz SUMME Öl 0 0 0 0 0 0 0 0 Kohle 0 0 0 0 0 0 0 0 Gas 0 435 71 299 0 0 0 805 Fernwärme 0 435 0 0 0 0 0 435 Biomasse fest 9.905 5.650 47 598 0 0 0 16.200 Strom 0 435 0 1.097 2.780 873 10 5.195 Solarthermie 0 869 0 0 0 0 0 869 Wärmepumpe 0 869 0 0 0 0 0 869 SUMME 9.905 8.693 118 1.994 2.780 873 10 24.373 Tabelle 89: Energetischer Endverbrauch [TJ] im Sektor Landwirtschaft nach Energieträgern und Nutzenergiekategorien im Jahr 2050 4.5.5 Mobilität Szenario Pragmatisch Szenario Forciert 2005 2020 2050 2020 2050 Fuß 2.059 2.379 2.909 1.925 1.746 Rad 1.348 1.753 3.199 2.098 3.508 MIV 64.355 63.949 54.928 42.295 12.372 ÖV 25.201 27.775 32.732 28.041 28.598 Flugverkehr 35.694 26.112 19.046 11.851 10.001 SUMME 128.659 121.968 112.814 86.210 56.225 Tabelle 90: Personenverkehrsleistung [Mio. Pkm] nach Modal Split im Basisjahr, im Szenario Pragmatisch und im Szenario Forciert 80
Szenario Pragmatisch Szenario Forciert 2005 2020 2050 2020 2050 MIV 178 148 64 82 6 ÖV 17 17 18 16 11 Flugverkehr 45 32 24 13 12 SUMME 240 197 106 111 29 Tabelle 91: Energetischer Endverbrauch [PJ] im Personenverkehr nach Modal Split im Basisjahr, im Szenario Pragmatisch und im Szenario Forciert Szenario Pragmatisch Szenario Forciert 2005 2020 2050 2020 2050 Schiene 17.784 24.021 35.927 24.336 38.230 Straße 35.312 30.318 20.599 28.876 16.176 Rohrleitung 15.500 16.194 16.667 15.559 15.647 Schifffahrt 2.613 3.341 3.439 3.229 3.238 SUMME 71.209 73.874 76.632 72.000 73.291 Tabelle 92: Güterverkehrsleistung [Mio. tkm] nach Modal Split im Basisjahr, im Szenario Pragmatisch und im Szenario Forciert Szenario Pragmatisch Szenario Forciert 2005 2020 2050 2020 2050 Schiene 6 8 9 7 7 Straße 85 74 47 65 25 Rohrleitung 7 7 7 7 7 Schifffahrt 1 1 2 1 1 SUMME 99 90 64 80 41 Tabelle 93: Energetischer Endverbrauch [PJ] im Güterverkehr nach Modal Split im Basisjahr, im Szenario Pragmatisch und im Szenario Forciert Szenario Pragmatisch Szenario Forciert 2005 2020 2050 2020 2050 Öl 321 147 0 73 0 Gas/Biogas 4 72 95 63 30 Biomasse flüssig 0 43 36 30 15 Strom 13 25 39 24 24 SUMME 339 287 170 190 70 Tabelle 94: Energetischer Endverbrauch [PJ] im Sektor Mobilität nach Energieträgern im Basisjahr, im Szenario Pragmatisch und im Szenario Forciert 81
4.5.6 Zusammenfassung Die folgenden vier Tabellen geben die gesamten energetischen Endverbrauche der beiden Szenarien wieder. Diese sind vergleichbar mit Tabelle 1. TRA RW BE ecz D IÖ SM Summe LW 9.905 8.693 873 10 118 1.994 2.780 24.373 SGP 0 26.323 3.858 1.591 71.825 82.433 107.942 293.972 MOB 287.095 0 0 0 0 0 0 287.095 DL 0 76.900 7.868 3 3.845 22.816 15.459 126.891 HH 0 155.917 5.630 0 0 39.358 20.807 221.712 Summe 297.000 267.833 18.229 1.604 75.788 146.601 146.988 954.043 Tabelle 95: Energetischer Endverbrauch [TJ] nach Nutzenergiekategorien und Sektoren im Szenario Pragmatisch im Jahr 2020 TRA RW BE ecz D IÖ SM Summe LW 9.905 8.693 873 10 118 1.994 2.780 24.373 SGP 0 25.690 2.392 1.479 71.469 79.671 99.717 280.418 MOB 170.095 0 0 0 0 0 0 170.095 DL 0 47.999 6.442 3 4.032 23.246 20.116 101.838 HH 0 87.586 5.763 0 0 32.332 20.923 146.604 Summe 180.000 169.968 15.470 1.492 75.619 137.243 143.536 723.328 Tabelle 96: Energetischer Endverbrauch [TJ] nach Nutzenergiekategorien und Sektoren im Szenario Pragmatisch im Jahr 2050 TRA RW BE ecz D IÖ SM Summe LW 9.905 8.693 873 10 118 1.994 2.780 24.373 SGP 0 25.106 2.920 1.590 70.416 79.216 104.760 284.008 MOB 190.095 0 0 0 0 0 0 190.095 DL 0 65.852 5.838 3 3.436 19.032 9.862 104.023 HH 0 127.611 3.454 0 0 32.145 13.468 176.678 Summe 200.000 227.262 13.085 1.603 73.970 132.387 130.870 779.177 Tabelle 97: Energetischer Endverbrauch [TJ] nach Nutzenergiekategorien und Sektoren im Szenario Forciert im Jahr 2020 82
TRA RW BE ecz D IÖ SM Summe LW 9.905 8.693 873 10 118 1.994 2.780 24.373 SGP 0 24.131 2.076 1.354 69.091 73.782 98.054 268.488 MOB 69.095 0 0 0 0 0 0 69.095 DL 0 16.719 3.700 3 3.032 16.012 7.667 47.133 HH 0 27.100 2.440 0 0 23.052 9.882 62.474 Summe 79.000 76.643 9.089 1.367 72.241 114.840 118.383 471.563 Tabelle 98: Energetischer Endverbrauch [TJ] nach Nutzenergiekategorien und Sektoren im Szenario Forciert im Jahr 2050 83
5. Weitere Bilanzaggregate Um die Potenziale erneuerbarer Energieträger einerseits mit dem energetischen Endverbrauch andererseits im Sinne von Energieflussbildern verknüpfen zu können, ist die Betrachtung einiger weiterer Bilanzaggregate der Gesamtenergiebilanz erforderlich. 5.1 Der Umwandlungsbereich Der Umwandlungsbereich der Gesamtenergiebilanz umfasst Raffinerie, Kokerei, Hochofen, Wasserkraft, Windkraft, Photovoltaik, thermische Kraftwerke, Heizwerke und KWK-Anlagen. 5.1.1 Die Kokerei Die Kokerei beschreibt die Umwandlung von Steinkohle in Koks und Kokereigas. 2020 wird daran gegenüber 2005 nichts geändert, außer dass im Szenario Forciert der Umwandlungseinsatz um 2% sinkt. Anders ist die Situation im Jahr 2050. Hier wird die Kokerei durch Köhlerei ersetzt. Dafür wurde die Annahme getroffen, dass die Umwandlung mit einer Ausbeute von 35 Gewichtsprozent in Holzkohle, 15 Gewichtsprozent in Holzgas und 10 Gewichtsprozent in Holzöl erfolgt. Da im Szenario Pragmatisch insgesamt 75.433 TJ Kohle ersetzt werden müssen, wird trotz der günstigen Annahmen zur Ausbeute ein Umwandlungseinsatz in Höhe von 100.114 TJ an forstlicher Biomasse benötigt. Im Szenario Forciert reduziert sich dieser auf 95.110 TJ. Im Szenario Pragmatisch beträgt der Energieinhalt des gewonnen Holzgases 13.546 TJ, jener des Holzöls 4.114 TJ. Im Szenario Forciert betragen die Energieinhalte 12.869 TJ bzw. 3.908 TJ. Im Jahr 2050 werden Holzkohle und Holzgas ebenso wie Gichtgas (siehe Kapitel 5.1.2) in der Energieträgerklasse Kohle summiert, genau wie Koks, Kokereigas und Gichtgas in den Jahren 2005 und 2020. 5.1.2 Der Hochofenprozess Gemäß der Methodik der IEA bzw. OECD (Handbuch Energiestatistik, 2005) wird in Energieflussbildern und Energiebilanzen der Hochofen als Umwandlung von Koks in Gichtgas betrachtet. Das soll heißen, dass als Umwandlungseinsatz an Koks nur jene Menge angeführt wird, die den Gichtgasausstoß plus Umwandlungsverluste ergibt. Diese Vorgehensweise wird für die Flussbilder beibehalten. Allerdings sollte man sich stets 84
Petajoule bewusst sein, dass tatsächlich deutlich mehr als 30 PJ Koks bzw. Holzkohle im Hochofen umgewandelt werden. Für die Umwandlung von Koks bzw. Holzkohle in Gichtgas wurden die Werte bzw. Wirkungsgrade des Jahres 2005 sowohl für 2020 als auch für 2050 übernommen. Im Szenario Forciert wurde aber wiederum der Umwandlungseinsatz um 2% im Jahr 2020 bzw. um 5% im Jahr 2050 reduziert. Die folgende Abbildung zeigt den Einsatz von Koks und Heizöl schwer im Hochofen (Hochofen real) und die Zuweisungen lt. Gesamtenergiebilanz (Umwandlungseinsatz zur Gewinnung von Gichtgas aus Koks (Hochofen GEB), nicht energetischer Verbrauch (nev) und Verbrauch Sektor Energie (VSE)). 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Hochofen real Hochofen GEB nev VSE Koks Heizöl schwer Abbildung 2: Tatsächlicher Einsatz von Koks und Heizöl schwer im Hochofen und seine Aufteilung in der Gesamtenergiebilanz Zu obiger Graphik muss noch festgehalten werden, dass sowohl der nicht energetische Verbrauch als auch der Umwandlungseinsatz im Hochofen keine energetischen Verbrauche darstellen. Als energetisch bedingt gilt lediglich der dem Verbrauch Sektor Energie zugeschriebene Teil. Von den gesamten 68.586 TJ Koks, die im Hochofen zum Einsatz kommen, gelten statistisch gesehen also nur 1.881 TJ als energetisch bedingter Einsatz. Diese 1.881 TJ werden auch noch dem VSE zugewiesen, werden also bei der Umwandlung von Koks in Gichtgas verbraucht. Man ist versucht zu glauben, dass Eisen & Stahl eher als Nebenprodukte anfallen. Allerdings muss man der Statistik Austria zugute halten, dass sie bei dieser Einteilung lediglich nach dem Handbuch Energiestatistik der IEA/EUROSTAT vorgeht. 85
5.1.3 Wasserkraft, Windkraft, Photovoltaik Diese Umwandlung wurde im Flussbild direkt zur Aufkommensseite verlagert. Gemäß der Methodik der IEA wird dabei der Umwandlungseinsatz dem Umwandlungsausstoß gleichgesetzt. Diese Umwandlung ist also als verlustfrei definiert. 5.1.4 Thermische Kraftwerke, Heizwerke, KWK-Anlagen Die folgende Tabelle gibt Auskunft über die im Rahmen der gegenständlichen Studie für diese Kraftwerkstypen angenommenen Wirkungsgrade. Wirkungsgrad 2005 2020 2050 thermische Kraftwerke elektrisch 42 44 46 Heizwerke thermisch 76 78 80 KWK-Anlagen elektrisch 35 37 40 thermisch 38 40 43 Tabelle 99: Wirkungsgrade [%] der thermischen Kraftwerke, Heizwerke und KWK-Anlagen im Basisjahr, im Jahr 2020 und im Jahr 2050 5.1.5 Raffinerie und XTL Im Energieflussbild 2005 der österreichischen Energieagentur ist die Raffinerie ein Prozess mit einem Input von 390.782 TJ Öl und 1.450 TJ erneuerbaren Energieträgern, einem Output von 390.996 TJ Öl und Verlusten in Höhe von 1.236 TJ, also rund 0,3% des gesamten Inputs. Für das Jahr 2020 würde sich daran wenig ändern, außer das der Input geringer ausfallen würde. Im Jahr 2050 müssen im Rahmen der Bioraffinerie sonstige Produkte der Erdölverarbeitung sowie ein Teil des Heizöls (für den Einsatz im Hochofen) ersetzt werden. In diesem Bereich ist derzeit die Datenlage aber so schlecht, dass keine begründeten Abschätzungen betreffend die Umwandlungsverluste möglich sind. Aus diesen Gründen wurde auf eine Darstellung des Umwandlungsprozesses Raffinerie in den Energieflussbildern verzichtet. Eingeführt wurde stattdessen der Prozess XTL zur Gewinnung flüssiger Treibstoffe aus Biomasse. Dabei wurde unterschieden zwischen dem Einsatz fester und gasförmiger Biomasse. Für feste Biomasse wurde 2020 ein Wirkungsgrad von 35% angenommen, 2050 einer von 45%. Biogas kommt nur 2050 zum Einsatz und zwar mit einem Wirkungsgrad von 35%. 86
5.1.6 Transportverluste In der Gesamtenergiebilanz treten Transportverluste bei Strom, Fernwärme, Kokereigas und Gichtgas auf. Für Strom wurden die Transportverluste mit 6,5%, für Fernwärme mit 9,0% angenommen, und zwar beides bezogen auf den jeweiligen energetischen Endverbrauch. Für Kokerei- und Holzgas wurden die Transportverluste mit 8,56%, für Gichtgas mit 1,79% angenommen, und zwar bezogen auf den Kokerei-, Köhlerei- bzw. Hochofenoutput. 5.2 Der nicht energetische Verbrauch Den nicht energetischen Verbrauch (nev) des Basisjahres und seine Aufteilung auf Energieträger stellt die folgende Tabelle dar. nev 2005 Raffinerierestgas 707 Öl Benzin 192 Heizöl 9.449 sonstige Produkte der Erdölverarbeitung 58.867 Kohle Koks 36.693 Steinkohle 27 Gas Naturgas 10.795 Summe 116.729 Tabelle 100: Nicht energetischer Verbrauch [TJ] nach Energieträgern im Basisjahr 5.2.1 Annahmen zur Entwicklung Der nev an Heizöl und Koks entstammen den Hochöfen. Hier wurde angenommen, dass die Entwicklung mit jener der Branche Eisen- und Stahlerzeugung gekoppelt ist. Damit bleibt der Verbrauch im Szenario Pragmatisch konstant, im Szenario Forciert sinkt er bis 2020 um 2%, bis 2050 um 5%. Die Verbrauche an Raffinerierestgas, Benzin und sonstigen Produkten der Erdölverarbeitung werden als an die Branche Chemie und Petrochemie gekoppelt betrachtet. Daher sinken sie im Szenario Pragmatisch bis 2020 um 5% und bis 2050 um 10%. Im Szenario Forciert sinken sie bis 2020 um 7% und bis 2050 um 20%. Die Verbrauche an Steinkohle und Naturgas werden in beiden Szenarien unverändert beibehalten. Hinzu kommt, dass im Jahr 2050 der fossile Energieträger Öl durch erneuerbare Energieträger ersetzt wird. Zum Teil geschieht das durch den Holzölausstoß der Köhlerei 87
(4.114 TJ im Szenario Pragmatisch bzw. 3.908 TJ im Szenario Forciert), der Rest wird zu 70% durch Biogas und zu 30% durch feste Biomasse ersetzt. 5.2.2 Ergebnis Tabelle 101 zeigt die Entwicklung des nev in Zahlen. Szenario Pragmatisch Szenario Forciert 2005 2020 2050 2020 2050 Öl 69.215 66.227 4.114 64.842 3.908 Kohle 36.720 36.720 36.720 35.986 34.885 Gas/Biogas 10.795 10.795 52.182 10.795 47.812 Biomasse fest 0 0 17.737 0 15.865 gesamt 116.729 113.742 110.753 111.623 102.470 Tabelle 101: Nicht energetischer Verbrauch [TJ] im Basisjahr und in beiden Szenarien 5.3 Der Verbrauch Sektor Energie Der Sektor Energie setzt sich aus den ÖNACE-Abteilungen 10 (Kohlenbergbau, Torfgewinnung), 11 (Erdöl- und Erdgasbergbau), 12 (Bergbau auf Uran- und Thoriumerze), 23 (Kokerei, Mineralölverarbeitung, Herstellung und Verarbeitung von Spalt- und Brutstoffen) und 40 (Energieversorgung, genauer: 401 Elektrizitätsversorgung, 402 Gasversorgung und 403 Fernwärmeversorgung) zusammen. In weiterer Folge wird unterschieden zwischen den Abteilungen 10, 11, 12 und 40 sowie der Kokerei, dem Hochofen und der Mineralölverarbeitung. Die folgende Tabelle stellt den Verbrauch Sektor Energie (VSE) im Basisjahr dar. 10 11 12 Minv. Kokerei Hochofen 40 SUMME Erdöl 0 0 0 1.535 0 0 0 1.535 srein 0 2.025 0 0 0 0 0 2.025 Diesel 0 2 0 0 0 0 7 9 Hel 0 0 0 1.094 0 0 0 1.094 Flg 0 0 0 2.273 0 0 0 2.273 spde 0 0 0 5.153 0 0 0 5.153 Rrg 0 0 0 8.564 0 0 0 8.564 Koks 0 0 0 0 0 1.881 0 1.881 Gichtgas 0 0 0 0 5.562 10.728 0 16.290 Kokereigas 0 0 0 0 596 3.575 0 4.171 Gas 0 7.982 0 3.369 1.563 1.806 1.236 15.956 Strom 413 0 0 1.672 836 836 16.777 20.534 Summe 413 10.009 0 23.660 8.557 18.826 18.020 79.485 Tabelle 102: Verbrauch Sektor Energie [TJ] nach Energieträgern und Abteilungen im Basisjahr 88
5.3.1 Annahmen zur Entwicklung 5.3.1.1 Die Abteilungen 10, 11 und 12 Der VSE der Abteilung 10 wird 2020 und 2050 gleich null gesetzt. Der VSE der Abteilung 12 betrug bereits 2005 null, was für die Jahre 2020 und 2050 beibehalten wird. Für Erdöl- und Erdgasbergbau wird angenommen, dass er bis 2020 auf 10% von 2005 und bis 2050 auf null sinkt. Daher wird der VSE der Abteilung 11 ebenfalls reduziert, und zwar für 2020 auf 15% von 2005, für 2050 wird er gleich null gesetzt. 5.3.1.2 Die Mineralölverarbeitung Für 2020 wird der VSE der Mineralölverarbeitung wie folgt abgeschätzt: Der Raffinerieeinsatz wird so reduziert, dass der Raffinerieausstoß an sonstigen Produkten der Erdölverarbeitung den nev deckt. Im Szenario Pragmatisch sind das 55.924 TJ, im Szenario Forciert 54.746 TJ. Der VSE wird um dieselben Faktoren reduziert, wie der Raffinerieeinsatz. Im Jahr 2050 müssen lediglich die Ausgangsstoffe für die Branche Chemie und Petrochemie sowie das Heizöl, das im Hochofen zum Einsatz kommt, ersetzt werden. Nach Abzug des Anteils des Holzöls beträgt der Energieinhalt dieser Stoffe im Szenario Pragmatisch 59.124 TJ, im Szenario Forciert 52.883 TJ. Da sowohl Energieeinsatz als auch Umwandlungsverluste im Rahmen von Bioraffinerien nicht ganz geklärt sind, wurde der spezifische Energieeinsatz der fossilen Raffinerie verdoppelt. Damit beträgt der VSE im Szenario Pragmatisch 7.150 TJ und im Szenario Forciert 6.395 TJ, jeweils zur Hälfte mit Biogas bzw. Strom gedeckt. 5.3.1.3 Die Kokerei Der VSE der Kokerei ist an die Branche Eisen- und Stahlerzeugung gekoppelt. Im Jahr 2020 bleibt er im Szenario Pragmatisch konstant, während er im Szenario Forciert um 2% abnimmt. Im Jahr 2050 wird die Kokerei durch Köhlerei ersetzt. Da auch keine Holzkohle importiert wird, muss der gesamte Koksbedarf durch Köhlerei gedeckt werden. Daher wurde der VSE der Kokerei gemäß dem Verhältnis Biomasseeinsatz zu Steinkohleeinsatz nach oben korrigiert. 89
5.3.1.4 Der Hochofen Auch der Hochofenprozess ist an die Eisen- und Stahlerzeugung gekoppelt. Im Szenario Pragmatisch bleibt er daher unverändert, im Szenario Forciert sinkt der Einsatz um 2% bis 2020 und um 5% bis 2050. Diese Relation wird auch auf den dem Hochofenprozess zugeordneten VSE übertragen. 5.3.1.5 Die Abteilung 40 Der VSE der Abteilung 40 setzt sich zusammen aus Pumpstrom, Eigenbedarf aus der Erzeugung und sonstigem Energieeinsatz. Der Pumpstrom wurde für beide Szenarien mit 15.000 TJ im Jahr 2020 und 20.000 TJ im Jahr 2050 angenommen. Der Eigenbedarf wird in monatlicher Untergliederung aus der Erzeugung abgeleitet. Für den sonstigen Energieeinsatz wurde angenommen, dass er bis 2020 konstant ist. Für das Jahr 2050 wurde der sonstige Verbrauch an Strom und Gas auf 75% reduziert. Der Verbrauch an Diesel in Höhe von 7 TJ wird gestrichen. 5.3.2 Das Ergebnis Die folgende Tabelle zeigt den VSE des Basisjahres im Vergleich mit den Ergebnissen beider Szenarien für die Jahre 2020 und 2050. Szenario Pragmatisch Szenario Forciert 2005 2020 2050 2020 2050 Öl 20.653 16.357 0 16.019 0 Kohle 22.342 22.342 27.355 21.895 25.918 Gas/Biogas 15.956 8.706 9.143 8.578 8.498 Strom 20.534 22.795 29.852 22.731 29.223 SUMME 79.485 70.200 66.350 69.223 63.639 Tabelle 103: Verbrauch Sektor Energie [TJ] nach Energieträgern im Basisjahr, nach Szenario Pragmatisch und Forciert 90
6. Jahresverlaufe Betrachtet man sowohl Stromaufbringung als auch Stromverbrauch, so zeigt sich, dass beides im Zeitverlauf keineswegs konstant ist. Deshalb ist es für die Darstellung von Energieflussbildern unabdingbar, diese Verlaufe näher zu betrachten. In der gegenwärtigen Studie wurde das auf monatlicher Basis getan. 6.1 Aufbringung Für den Jahresverlauf der Erzeugung aus Wasserkraft wurden Daten der E-Control, und zwar die Bilanz der elektrischen Energie in Österreich 2008 (2008_StromOeNBil-12), herangezogen. Für die Darstellung des Jahresverlaufs der Erzeugung aus Windkraft wurden Daten der OeMAG verwendet. Hier standen die Einspeisemengen, untergliedert in Intervalle von 15 Minuten, für die Jahre 2003 bis 2009 zur Verfügung. Von der Verwendung des Jahres 2003 wurde allerdings abgesehen, da hier der Jahresverlauf deutlich den Zuwachs an installierter Leistung widerspiegelt. Im Bereich der Photovoltaik liegen weniger Daten vor als für die Windkraft. Zusätzlich scheinen sie nicht besonders aussagekräftig zu sein, sondern eher der Interessenspolitik sei es pro oder auch kontra Photovoltaik zu dienen. Einigkeit besteht aber über den saisonalen Verlauf (qualitativ) der Sonneneinstrahlung und damit im Prinzip auch über die Potenziale der Stromproduktion durch Photovoltaik. Unter der Internetadresse http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps3/pvest.php# findet sich ein Kalkulator, der in Abhängigkeit von Koordinaten die mittlere tägliche Stromproduktion nach Monaten berechnet. Da sich die Werte recht gut mit dem Verlauf der Sonneneinstrahlung decken, wurden die Werte für Wien, St. Martin (NÖ), Wolfsberg (KTN), Weiz und Steyr herangezogen, um den Monatsverlauf für Österreich zu ermitteln. Bei den KWK-Anlagen wurde angenommen, dass sie lediglich während der Heizsaison, genauer von September bis Mai, in Betrieb sein werden. Um einen qualitativen Verlauf zu erhalten, wurde der Heizenergieeinsatz dieser Monate auf eins normiert und als Verlauf für den Betrieb der KWK-Anlagen herangezogen. Wie bereits bei der Wasserkraft wurden auch für die thermischen Kraftwerke die Daten der E-Control (2008_StromOeNBil-12) verwendet, um einen Jahresverlauf abzubilden. 91
6.2 Verbrauch Als Grundlage für den Verlauf des Stromverbrauchs diente die Netzabgabe lt. E-Control (Quelle: Bilanz der elektrischen Energie in Österreich 2008, 2008_StromOeNBil-12). Mit Ausnahme des Pumpstroms und dem Eigenbedarf aus Erzeugung wurde auch dem Stromverbrauch im Rahmen des VSE dieser Verlauf zugeschrieben. Ebenfalls so behandelt wurde der Treiberstrom für Wärmepumpen. Für den Pumpstromverbrauch wurden zwei unterschiedliche Verlaufe angesetzt. Für das Basisjahr und das Jahr 2020 wurden die Daten der Bilanz der elektrischen Energie in Österreich 2008 (Quelle: E-Control) zur Beschreibung des Verlaufs gewählt. Für das Jahr 2050 wurde aufgrund der großen Mengen an Wind- und Photovoltaikstrom ein verstärktes Pumpen der Aufbringung angenommen. Daher wurde der Pumpstromverlauf dieses Jahres an die Summe der beiden Erzeugungsarten angepasst. Der Eigenbedarf aus Erzeugung wurde auf monatlicher Basis berechnet, wobei Wasserkraft, Windkraft und Photovoltaik jeweils 1% Eigenbedarf zugeschrieben wurde, den thermischen Kraftwerken und KWK-Anlagen jedoch 3%. 6.3 Zusammenfassung Tabelle 104 zeigt die angenommenen relativen Jahresverlaufe. Wasser Wind PV KWK th. KW Verbr. PS 2020 PS 2050 Jan 6,51 10,64 4,47 16,96 12,51 9,41 8,39 6,89 Feb 5,81 9,77 5,88 15,63 12,28 8,69 5,98 7,41 Mär 7,83 10,98 8,77 13,39 9,40 8,86 6,59 9,63 April 8,51 7,38 10,15 8,04 6,18 8,12 5,97 9,06 Mai 10,86 7,25 11,69 3,57 2,42 7,72 10,63 9,95 Jun 11,22 5,41 11,13 0,00 2,98 7,72 7,50 8,88 Jul 11,50 7,05 12,17 0,00 4,88 7,86 6,18 10,16 Aug 10,66 6,78 11,38 0,00 5,41 7,54 5,92 9,57 Sep 7,60 6,63 9,24 3,13 9,27 8,03 8,52 8,21 Okt 6,77 7,57 7,67 8,93 11,86 8,55 12,15 7,63 Nov 6,08 10,69 4,24 13,39 11,02 8,57 9,86 6,77 Dez 6,63 9,86 3,23 16,96 11,81 8,92 12,30 5,83 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 Tabelle 104: Jahresverlaufe [%] von Aufbringung und Verbrauch an elektrischer Energie in allen Szenarien 92
Die folgende Tabelle stellt die Jahresverlaufe des Szenarios Forciert im Jahr 2050 dar. Zusätzlich zu den oben erläuterten Posten enthält die Tabelle noch die Netzverluste (inkl. Netzeigenbedarf, nach Daten der E-Control GmbH [Quelle: BstOeN1_Bil-2008]), den Eigenbedarf aus Erzeugung (auf monatlicher Basis berechnet) und den restlichen VSE (VSE R, also den VSE exklusive Pumpstromverluste und Eigenbedarf aus Erzeugung). Dabei wurde der Verlauf des VSE R an den des gesamten Verbrauchs angepasst. Wasser Wind PV KWK th. KW Verbr. PS Verluste VSE R EB Importe Exporte Jan 9.919 6.487 4.226 2.714 0 21.624 1.378 1.284 533 288 1.761 0 Feb 8.848 5.960 5.557 2.500 0 19.960 1.481 1.253 492 279 600 0 Mär 11.931 6.696 8.285 2.143 0 20.358 1.927 1.223 502 333 0 4.712 April 12.968 4.500 9.594 1.286 0 18.656 1.813 1.184 460 309 0 5.926 Mai 16.540 4.424 11.044 571 0 17.737 1.989 1.173 438 337 0 10.905 Jun 17.095 3.302 10.513 0 0 17.735 1.777 1.205 437 309 0 9.447 Jul 17.510 4.298 11.497 0 0 18.052 2.031 1.205 445 333 0 11.239 Aug 16.242 4.137 10.751 0 0 17.327 1.915 1.169 427 311 0 9.981 Sep 11.582 4.042 8.732 500 0 18.454 1.643 1.256 455 259 0 2.789 Okt 10.316 4.615 7.247 1.429 0 19.652 1.526 1.191 485 265 0 488 Nov 9.257 6.524 4.004 2.143 0 19.682 1.354 1.204 486 262 1.060 0 Dez 10.092 6.015 3.050 2.714 0 20.487 1.166 1.271 505 273 1.831 0 152.300 61.000 94.500 16.000 0 229.724 20.000 14.618 5.665 3.558 5.252 55.487 Tabelle 105: Jahresverlaufe [TJ] für das Szenario Forciert, Bevölkerungsvariante 2 im Jahr 2050 Wie Tabelle 105 zeigt, muss in den Monaten November bis Februar Strom importiert werden. In der österreichischen Versorgung existiert also ein Winterloch. 93
7. Energieflussbilder In diesem Kapitel erfolgt die Darstellung sämtlicher Ergebnisse der bisherigen Kapitel in Form von Energieflussbildern. Dabei wird auf die bisher vernachlässigten Bilanzaggregate Importe und Exporte eingegangen. Zusätzlich wird auch die inländische Aufbringung von Rohenergie untersucht, da sie speziell im Bereich der Solarthermie, der Wärmepumpe und der industriellen Abwärme teilweise stark von den in Kapitel 3 angegebenen Potenzialen abweicht. Für die anderen Potenziale wurde jedoch eine Ausschöpfung zu 100% angenommen, da Überschüsse exportiert bzw. dennoch Importe benötigt werden. Aus diesen drei Aggregaten berechnet sich dann der Bruttoinlandsverbrauch (BIV). Er ist gleich der Summe aus Importen und inländischer Aufbringung von Rohenergie minus Exporte, weil im Rahmen dieser Studie Lagerbewegungen vernachlässigt werden. Auch verwendungsseitig lässt sich der Bruttoinlandsverbrauch berechnen, und zwar als Summe des energetischen Endverbrauchs, des Verbrauchs Sektor Energie, des nicht energetischen Verbrauchs, der Transportverluste, der Umwandlungsverluste und des Treiberstroms für Wärmepumpen. Ebenfalls näher betrachtet werden die Anteile erneuerbarer Energieträger. Für Primärenergieträger ist die Zuordnung einfach. Allerdings muss bedacht werden, dass Holzöl und -kohle im Jahr 2050 als erneuerbar betrachtet werden müssen. Auch die Potenziale an industrieller Abwärme, Abfällen und Ablauge werden als erneuerbar angesehen. Schließlich wird der erneuerbare Anteil von Gas zurückgeführt auf die Anteile von fossilem Gas und Biogas. Für den Sekundärenergieträger Fernwärme wird der erneuerbare Anteil auf den Umwandlungseinsatz zurückgeführt, aber auch Geothermie und industrielle Abwärme werden hier eingerechnet. Ähnlich ist die Vorgehensweise auch bei Strom. Hier mussten zusätzlich Annahmen zum Importstrom getroffen werden. Er wurde im Basisjahr als zu 20%, 2020 zu 35% und 2050 zu 50% erneuerbar betrachtet. Außerdem wurde eine Exportbereinigung durchgeführt. Als erstes Flussbild wird das des Basisjahres dargestellt. Wie bereits erwähnt führten die zur Beschreibung der Sektoren Sachgüterproduktion und Mobilität gewählten Modelle zu Abweichungen gegenüber dem in Kapitel 2 beschriebenen Basisjahr. Diese Abweichungen wurden in die Abbildung 3 eingearbeitet. 94
Basisjahr Abbildung 3: Energieflussbild des Basisjahres 95
Die folgende Tabelle stellt inländische Aufbringung, Importe, Exporte und Bruttoinlandsverbrauch im Basisjahr dar. Aufbringung Importe Exporte BIV Öl 41.217 646.162 114.058 573.321 Kohle 4 167.208 918 166.294 Gas 59.347 343.591 76.491 326.447 Biogas 1.000 0 0 1.000 Biomasse fest 163.000 9.595 21.351 151.244 Biomasse flüssig 0 1.486 0 1.486 Strom 0 98.495 42.965 55.530 Wasserkraft 129.200 0 0 129.200 Windkraft 4.600 0 0 4.600 Photovoltaik 200 0 0 200 Geothermie 0 0 0 0 industrielle Abwärme 0 0 0 0 Solarthermie 4.896 0 0 4.896 Wärmepumpe 4.691 0 0 4.691 SUMME 408.155 1.266.537 255.783 1.418.909 Tabelle 106: Inländische Aufbringung von Rohenergie [TJ], Importe [TJ], Exporte [TJ] und Bruttoinlandsverbrauch [TJ] im Basisjahr Die inländische Aufbringung von Rohenergie ist zu 75,36% erneuerbar, die erneuerbaren Potenziale werden zu 99,93% ausgeschöpft. Am Bruttoinlandsverbrauch hat sie einen Anteil von 28,77%, der BIV selbst ist zu 21,74% erneuerbar. Mit 2,43% ist der erneuerbare Anteil der Importe sehr gering. Die Exporte weisen mit 11,71% einen etwas größeren erneuerbaren Anteil auf, sind aber dennoch ganz klar fossil dominiert. Die Importtangente beträgt 1.010.754 TJ, was 93,41% des energetischen Endverbrauchs in Höhe von 1.082.017 TJ entspricht. Der erneuerbare Anteil des energetischen Endverbrauchs beträgt 24,86%. 96
Szenario Pragmatisch, 2020, Bevölkerungsvariante 1 Abbildung 4: Energieflussbild des Szenarios Pragmatisch im Jahr 2020 97
In Tabelle 107 sind die inländische Aufbringung, die Importe und Exporte sowie der Bruttoinlandsverbrauch für das Szenario Pragmatisch im Jahr 2020 dargestellt. Aufbringung Importe Exporte BIV Öl 4.122 337.793 37.050 304.865 Kohle 0 134.958 0 134.958 Gas 5.935 298.720 0 304.655 Biogas 80.000 10.000 0 90.000 Biomasse fest 193.500 0 32.167 161.333 Biomasse flüssig 0 38.000 0 38.000 Strom 0 14.835 271 14.564 Wasserkraft 144.200 0 0 144.200 Windkraft 26.000 0 0 26.000 Photovoltaik 9.000 0 0 9.000 Geothermie 0 0 0 0 industrielle Abwärme 4.100 0 0 4.100 Solarthermie 26.765 0 0 26.765 Wärmepumpe 24.660 0 0 24.660 SUMME 518.282 834.306 69.488 1.283.100 Tabelle 107: Inländische Aufbringung von Rohenergie [TJ], Importe [TJ], Exporte [TJ] und Bruttoinlandsverbrauch [TJ] nach Szenario Pragmatisch im Jahr 2020 Die inländische Aufbringung steigt gegenüber 2005 um 26,98%. Sie ist zu 98,06% erneuerbar, die Potenziale erneuerbarer werden zu 99,59% ausgeschöpft. Ihr Anteil am Bruttoinlandsverbrauch steigt auf 40,39%. Der Bruttoinlandsverbrauch selbst sinkt auf 90,43% des Basisjahres, sein erneuerbarer Anteil steigt jedoch auf 41,23%. Die Importe sinken auf 65,87% gegenüber 2005, ihr erneuerbarer Anteil beläuft sich auf 6,38%. Weit drastischer gehen die Exporte zurück. Sie sinken auf 27,17% von 2005. Dafür steigt der Anteil erneuerbarer auf 46,63%. Die Importtangente beträgt 764.818 TJ. Gegenüber 2005 sinkt sie also auf 75,67%. Obwohl auch der energetische Endverbrauch auf 954.043 TJ sinkt, was 88,17% des Basisjahres entspricht, macht die Importtangente davon nur noch 80,17% aus. Der erneuerbarere Anteil des energetischen Endverbrauchs beträgt 46,63%. 98
Szenario Pragmatisch, 2050, Bevölkerungsvariante 1 Abbildung 5: Energieflussbild des Szenarios Pragmatisch im Jahr 2050 99