ppt-Präsentation - Klima- und Energie

Wissensbausteine für Klima- und Energie-Modellregionen-ManagerInnen Zahlen und Fakten rund um Klimaschutz und Energie

Programmträger

Ein Programm des Klima- und Energiefonds

Dieser Foliensatz inkl. Wissensbausteine wurde von der Österreichischen Energieagentur im Auftrag des Klima- und Energiefonds erstellt (Stand Juli 2013).

Geografische Ausdehnung der 112 Klima- und Energie-Modellregionen

Inhaltsverzeichnis • • • • • •

Klimaschutz Internationale Vorgaben Nationale Pläne Energie global Energie in Österreich Volkswirtschaftliche Betrachtung des Umstiegs auf Erneuerbare • Erneuerbare Energie

Inhaltsverzeichnis • • • • • •

Energieeffizienz Mobilität Atomenergie Rucksack und Fußabdruck BürgerInnenbeteiligung Energiebuchhaltung

Klimaschutz • • • • •

Treibhauseffekt Entwicklung des CO₂-Gehalts IPCC Auswirkungen der globalen Erwärmung Auswirkungen der globalen Erwärmung auf Österreich

Klimaschutz

Treibhauseffekt

Treibhauseffekt (THG-Effekt) • Speicherung der Sonnenstrahlung durch die Atmosphäre und den Erdboden in Form von Wärme; Erdoberfläche gibt wiederum Wärmestrahlung in den Weltraum ab. • Wärmestrahlung wird in der Atmosphäre teilweise von Treibhausgasen wie Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid, Methan und Ozon absorbiert und wieder auf die Erdoberfläche reflektiert; • Verringerung der Abkühlung: ohne THG-Effekt läge die bodennahe Durchschnittstemperatur bei -18 °C (= natürlicher THG-Effekt). • Treibhausgase = Glasscheibe eines Treibhauses, die Sonnenenergie durchlässt, aber Wärmestrahlung zurückhält. • Anthropogene Emissionen: aufgrund menschlicher Tätigkeiten Konzentration der Treibhausgase in der Atmosphäre so hoch, dass zusätzlicher THG-Effekt erzielt wird  globale Erwärmung und Klimawandel.

Treibhauseffekt

Quelle: 4. IPCC Sachstandsbericht

Klimaschutz

Entwicklung des CO₂-Gehalts

Entwicklung des CO₂-Gehalts •

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CO₂: natürlicher Bestandteil der Luft; entsteht bei Verbrennung kohlenstoffhaltiger Substanzen; CO₂-Gehalt der Luft: 390 ppm (2011), 280 ppm (vorindustrielle Zeit); Vergleichbar hohe CO₂-Konzentration wie heute gab es zuletzt vor 5,2 und 2,6 Mio. Jahren; Ursachen: Vulkanausbrüche, Verschiebungen der Kontinente, veränderte Sonneneinstrahlung; Ursachen heute: Verbrennung fossiler Energieträger, Rückgang Permafrostböden (Freisetzung Methan) beschleunigt Erderwärmung zusätzlich; Temperaturanstieg von 5 bis 6 °C erwartet, Erholung könnte 100.000 Jahre dauern;

Entwicklung des CO2-Gehalts

Klimaschutz

IPCC

IPCC • Intergovernmental Panel on Climate Change = Weltklimarat • Vom Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP) und der Weltorganisation für Meteorologie ins Leben gerufen; Sitz in Genf • Aufgaben des IPCC: – Untersuchung des Risikos der von Menschen verursachten Klimaveränderungen – Darstellung des Wissenstandes zu Aspekten des menschengemachten Klimawandels – Abschätzung der Folgen der globalen Erwärmung für Umwelt und Gesellschaft – Formulierung realistischer Vermeidungs- und Anpassungsstrategien – Förderung der Teilnahme von Entwicklungs- und Schwellenländern an den IPCC-Aktivitäten

• IPCC selbst keine Forschungseinrichtung, publiziert Ergebnisse der Forschung in den so genannten IPCC Sachstandsberichten

Klimaschutz

Auswirkungen der globalen Erwärmung

Auswirkungen der globalen Erwärmung • Tendenzen aus der Klimaforschung: – Erhöhung der bodennahen Weltmitteltemperatur von 2 - 5 °C bis 2100 (vergangene 100 Jahre: 0,3 - 0,6 °C); – Anstieg des Meeresspiegels um ca. 0,2 - 4 Meter (vergangene 100 Jahre: 12 cm); – Zunahme von Wetterextremen: Orkane, Sturmfluten, sintflutartige Niederschläge, Dürrekatastrophen; – Ausbreitung von Wüstengebieten; – Großflächige Landverluste in Küstenregionen durch Anstieg des Meeresspiegels; – Zunahme von Umweltflüchtlingen, v.a. aus Entwicklungsländern  starke Bevölkerungsbewegungen in die „Klima-Gewinner-Länder“;

Auswirkungen der globalen Erwärmung

Quelle: 4. IPCC Sachstandsbericht

Klimaschutz

Auswirkungen der globalen Erwärmung auf Österreich

Auswirkung der globalen Erwärmung auf Österreich • • •

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Temperaturanstieg in Österreich in den letzten 150 Jahren mit 1,8 °C mehr als doppelt so hoch wie im globalen Mittel (0,8 °C). Klimawandel wirkt in Österreich regional unterschiedlich Alpenraum: steigende Temperaturen beschleunigen Schnee- und Gletscherschmelze. Ganzjährig gefrorene Berghänge tauen auf und bedrohen Ortschaften mit Murenabgängen und Erdrutschen. Almwirtschaft durch Aufsteigen der Baumgrenze gefährdet. Wien: Wiener Stadtkern durch Hitze besonders betroffen, weil bebautes Gebiet. Tage mit Kühlungsbedarf werden sich bis 2050 verdoppeln. Niedrige Flusswasserstände beschränken die Stromerzeugung aus Wasserkraft (vermehrt Stromausfälle). Gesundheitsrisiken für Menschen durch Hitze; Flachland: Vermehrte starke Niederschläge und Gewitter verursachen Schäden der Verkehrsinfrastruktur. Hitzeperioden bedrohen Land- und Forstwirtschaft. Ernteausfälle und Schädlingsbefall in durch Hitze und Sturmschäden betroffenen Wäldern;

(Quelle: aus der Studie: Vor Sicht Klima! Klimawandel in Österreich, regional betrachtet, BOKU 2008)

Internationale Vorgaben • • • •

Kyoto 2020-Ziele EU-Gebäuderichtlinie 2050-Ziele

Internationale Vorgaben

Kyoto

Kyoto • Kyoto-Protokoll: von 191 Staaten ratifiziert; gibt völkerrechtlich verbindliche Zielwerte vor  weltweite Reduktion der THG-Emissionen um 5,2% gegenüber 1990 – Reduktionsziel EU: -8 % (Österreich -13%) im Zeitraum 2008-2012

• Kyoto-Mechanismen: – Emissionshandel: nationale Allokationspläne legen Gesamtmenge an Emissionszertifikaten und deren Zuteilung auf Emissionshandelsbetriebe fest; ab 2013: verstärkte Zuteilung durch Versteigerung – Gemeinsame Umsetzung (Joint Implementation): Maßnahme eines Industrielands wird in einem anderen Land, das einer Reduktionsverpflichtung gemäß Kyoto-Protokoll unterliegt, durchgeführt. – Mechanismus für umweltverträgliche Entwicklung (Clean Development Mechanism): Maßnahmen zur CO₂-Reduktion werden von einem Industrieland in einem Entwicklungsland durchgeführt.

• Kyoto II: Beschluss bei UN-Klimakonferenz in Doha, Kyoto-Protokoll bis 2020 fortzuführen

Internationale Vorgaben

2020-Ziele

2020-Ziele • Energiepolitische Ziele der EU bis 2020 – Reduktion der THG-Emissionen um 20% gegenüber 2005 – Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien auf 20% am Endenergieverbrauch – Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energieträger auf 10% der im Verkehr eingesetzten Energie – Reduktion des Energieverbrauchs um 20% gegenüber Trendentwicklung

• Geregelt in: – THG: Effort Sharing Decision (406/2009/EG) sowie Emissionshandelsrichtlinie (2009/29/EG); – Erneuerbare und Biokraftstoffe: Erneuerbaren Richtlinie (2009/28/EG); – Energieeffizienz: Energieeffizienzrichtlinie (RL 2012/27/EU)

Internationale Vorgaben

EU-Gebäuderichtlinie

EU-Gebäuderichtlinie • Dez. 2002: Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden (RL 2002/91/EG) – Rahmenvorgabe für die Berechnung der Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden – Anwendung von Mindestanforderungen an die Gesamtenergieeffizienz neuer Gebäude sowie großer Renovierungen – Erstellung von Energieausweisen für Gebäude – Regelmäßige Inspektionen von Heizkesseln und Klimaanlagen in Gebäuden sowie Überprüfung der gesamten Heizungsanlage

• Mai 2010: Neufassung der EU-Gebäuderichtlinie (RL 2010/31/EU) – Ab Jänner 2021: alle neuen Gebäude in Niedrigstenergiehausstandard – Ab Jänner 2019: alle neuen Gebäude des öffentlichen Sektors in Niedrigstenergiehausstandard als Vorbild – Energieausweispflicht für öffentliche Gebäude ab 500m² & ab 9. Juli 2015 ab 250m² – Angabe der Energieeffizienz-Indikatoren in Verkaufs- und Vermietungsanzeigen

• Dez. 2012: Energieausweis-Vorlage-Gesetz (EAVG): Energieausweis rechtsverbindlich

Internationale Vorgaben

2050-Ziele

2050-Ziele • „Fahrplan für den Übergang zu einer wettbewerbsfähigen CO₂-armen Wirtschaft bis 2050“ der EU-Kommission mit dem Ziel, die CO₂-Emissionen bis 2050 um 80-95% in der EU zu senken. • Inhalt aus dem Fahrplan: – Elektrizität: Dekarbonisierung der Stromwirtschaft bis 2050, vermehrte Nutzung von Strom für Mobilität und Heizen – Anteil CO₂-armer Technologien am Strommix soll auf knapp 100% im Jahr 2050 steigen – Mobilität: verbesserte Fahrzeugeffizienz, neue Kraftstoffe und Antriebssysteme, bessere Nutzung von Netzen und sicherer Betrieb durch Informations- und Kommunikationssysteme – Gebäude: Senkung der Emissionen um 90% bis 2050 durch Verbesserung der Gesamtenergieeffizienz und Einsatz von wenig CO₂-intensivem Strom und erneuerbaren Energieträgern – Industrie: Verminderung der Emissionen um 83-87% bis 2050 durch ressourcenschonende und energieeffiziente Prozesse, mehr Recycling etc.; CO₂-Abscheidung und –Speicherung – Landnutzung: CO₂-Reduktion von bis zu 49% bis 2050 möglich, Maßnahmen umfassen nachhaltige Effizienzsteigerungen, effizienter Einsatz von Düngemitteln, Bio-Vergasung organischen Düngers, bessere Dungbewirtschaftung, etc.

Nationale Pläne • • • •

Energiestrategie Österreich Studie zur Energieautarkie Lebensministerium Weitere Studien zur Energieautarkie Treibhausgasentwicklung in Österreich – Entwicklung – Kosten

Nationale Pläne

Energiestrategie Österreich

Energiestrategie Österreich • legt die strategischen Schwerpunkte der österreichischen Energie- und Klimapolitik dar; • baut auf den drei Säulen Energieeffizienz, Ausbau erneuerbarer Energien und Sicherstellung der Energieversorgung auf; • zeigt den Weg auf, wie der österreichische Anteil an den europäischen Energie- und Klimazielen bis 2020 erreicht werden kann: – THG-Reduktionsziel: - 16% in Sektoren, die nicht dem Emissionshandel unterliegen; - 21% in den Emissionshandelsbetrieben – Erneuerbaren-Ziel: 34% Erneuerbare am Bruttoendenergieverbrauch

• Handlungsfelder: Gebäude, Produktion und Dienstleistungen in Industrie, Gewerbe und Kleinverbrauch, Mobilität, Energiebereitstellung und Energieversorgungssicherheit, übergreifende Maßnahmen; • Ziel: Stabilisierung des Endenergieverbrauchs im Jahr 2020 auf dem Niveau des Basisjahres 2005; Zielwert 2020: 1.100 PJ

Nationale Pläne

Energieautarkie

Energieautarkie: Machbarkeit für Österreich 2050? • Autor: Prof. Streicher, Universität Innsbruck, 2011, im Auftrag des Klimaund Energiefonds • Frage: Ist Energieautarkie in Österreich 2050 technisch machbar ? • Ergebnis: Ja, unter folgenden Bedingungen: 1. Senkung des Endenergiebedarfs 2050 gegenüber 2008 um 40-50 % • Mobilität: Verbrauchsreduktion um 60-70 % durch – Verlagerung auf öffentlichen Verkehr und Fuß/Rad – Verbleibender PKW-Verkehr fast vollständig elektrisch – Güterverkehr und Flugverkehr weitgehend auf Schiene

• Gebäude: thermische Sanierung 3 % Rate, Wärmepumpe und Solarthermie • Produktion: Effizienzverbesserung von 1 % p.a.

2. Erhöhung der erneuerbaren Energieerzeugung um ca. 50 % • Biomasse und Wasserkraft leichte Erhöhung • Windkraft (x5), Photovoltaik (x500), Solarthermie (x10), Wärmepumpen (x8 gegenüber 2008) & Tiefe Geothermie

Energieautarkie als multiplizierbares Modell klima:aktiv Prinzipien 1. Energieautarkie als Leitbild ist das Bestreben einer Gemeinde oder Region, die Energieversorgung in den Bereichen Wärme, Strom und Verkehr von Importen sowie von fossiler Energie weitgehend unabhängig zu machen. 2. Aufgrund der begrenzten Ressourcen ist Energieautarkie ohne Energieeffizienz nicht denkbar, d.h. Energieautarkie bedingt: – Energieverbrauch senken – Anteil erneuerbarer Energien steigern

3. Energieautarkie auf Gemeindeebene ist vernetzt mit anderen Gemeinden der Region zu betrachten. 4. Der Weg ist das Ziel: Bei jedem Schritt in Richtung Energieautarkie sollten wirtschaftliche, ökologische und soziale Nachhaltigkeitskriterien (inkl. Nahrungsmittelproduktion) beachtet werden. 5. Gemeinsam zur Energieautarkie: Werde Teil eines der Energie- und Klimaschutzprogramme!

Nationale Pläne

Treibhausgasentwicklung in Österreich und Kosten durch Treibhausgase in Österreich

Entwicklung der THG in Österreich

Quelle: Umweltbundesamt

Quelle: Umweltbundesamt

• Seit 2005 sinkender Trend bei THG-Emissionen durch verstärkten Einsatz von Erneuerbaren, Energieeffizienzmaßnahmen und Wirtschaftskrise. • Unter Berücksichtigung der Beiträge aus dem JI/CDM Programm, der Bilanz aus Neubewaldung und Entwaldung wird Kyoto-Ziel von 68,6 Mio. Tonnen bislang erreicht. • Endgültige Aussagen über Erreichen des Kyoto-Ziels können nach Vorliegen der Emissionsdaten für 2012 getroffen werden.

Entwicklung der THG-Emissionen in Österreich nach Sektoren

Quelle: Umweltbundesamt (Daten), Österreichische Energieagentur (Darstellung)

Verursacher der THG-Emissionen

Quelle: Umweltbundesamt (Darstellung, Daten)

Kosten durch THG in Österreich • Treibhausgasreduktion gemäß Kyoto-Verpflichtung nicht ausschließlich auf nationalstaatlicher Ebene erzielbar  Österreich hat sich Ankaufsziel von 45 Mio. Emissionsreduktionseinheiten gesetzt, die im Rahmen der Flexiblen Mechanismen lukriert werden sollen; • Flexible Mechanismen: JI/CDM Programm: – JI (Joint Implementation): Implementierung von Klimaschutzprojekten in Ländern, die das Kyoto-Protokoll ratifiziert haben und Emissionsreduktionsverpflichtung eingegangen sind; – CDM (Clean Development Mechanism): Implementierung von Klimaschutzprojekten in Entwicklungsländern;

• Kommunalkredit Public Consulting wickelt Ankauf von Emissionsreduktionseinheiten ab; gemäß Umweltförderungsgesetz stehen dafür 551 Mio. EUR zu Verfügung

Energie global • Verbrauch nach Energieträgern 2010 • Weltweite Stromerzeugung nach Energieträgern 2010 • Verbrauch nach Sektoren 2010 • Produktionsmaxima von fossilen Energieträgern

Energie global

Verbrauch nach Energieträgern 2010

Energie global – Verbrauch nach Energieträgern Globaler Endenergieverbrauch 2010: 363.289 PJ (= 320-fache des Endenergieverbrauch Österreichs)

Quelle: Daten Internationale Energieagentur, Darstellung Österreichische Energieagentur

Energie global

Stromerzeugung nach Energieträgern 2010

Energie global – Stromerzeugung nach Energieträgern

Quelle: Daten Internationale Energieagentur, Darstellung Österreichische Energieagentur

Energie global

Verbrauch nach Sektoren 2010

Energie global – Verbrauch nach Sektoren

Quelle: Daten Internationale Energieagentur, Darstellung Österreichische Energieagentur

Energie global

Produktionsmaxima von fossilen Energieträgern

Energie global – Produktionsmaxima von fossilen Energieträgern • • •

Peak Oil, Peak Gas sind die weltweiten Produktionsmaxima von fossilen Energieträgern Peak Oil USA von Hubbert, Shell-Ölexperte, 1956 für 1970 richtig vorausgesagt Globaler Peak Oil: Absinken globaler Erdölförderung – –

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Zeitpunkt? – –

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deutlicher Preisanstieg und Konsumdrosselung Systembruch: auf billigen fossilen Energien basierendes Wirtschaftssystem nicht mehr aufrechtzuerhalten Peak Oil konventionelles Öl war 2008! neues Preisniveau! Seitdem Förderung teuren, unkonventionellen Öls möglich, gleicht Rückgang konventionellen Öls noch aus Absolutes Fördermaximum laut IEA : 2020 bis 2030er Jahre

Ölreserven? ca. 35 – 50 Jahre, aber Problem vorher Wie wirtschaftliche und soziale Risiken reduzieren? – –

Reduktion der Abhängigkeit von fossilen Energien Investitionen in Energieeffizienz und erneuerbare Energien wirken sich mittelfristig preisdämpfend aus

Energie in Österreich • • • • •

Verbrauch nach Energieträgern 2011 Entwicklung nach Energieträgern 1970-2011 Verbrauch nach Sektoren 2011 Verbrauch nach Anwendungen 2011 Energieflussbild Österreich 2005

Energie in Österreich

Verbrauch nach Energieträgern 2011

Energie in Österreich – Verbrauch nach Energieträgern 2011 Endenergieverbrauch Österreichs 2011: 1.089 PJ

Quelle: Daten Statistik Austria, Darstellung Österreichische Energieagentur

Energie in Österreich

Entwicklung nach Energieträgern 1970-2011

Energie in Österreich – Entwicklung nach Energieträgern 1970-2011

Quelle: Daten Statistik Austria, Darstellung Österreichische Energieagentur

Energie in Österreich

Verbrauch nach Sektoren 2011

Energie in Österreich – Verbrauch nach Sektoren 2011

Quelle: Daten Statistik Austria, Darstellung Österreichische Energieagentur

Energie in Österreich

Verbrauch nach Anwendungen 2011

Energie in Österreich – Verbrauch nach Anwendungen 2011

Quelle: Daten Statistik Austria, Darstellung Österreichische Energieagentur

Energie in Österreich

Energieflussbild Österreich 2005

Energieflussbild Österreich 2005 Das Energieflussbild zeigt auf, welchen Weg die importierten und in Österreich gewonnenen Energieträger durch das Energiesystem nehmen, d.h. wo bzw. in welchen Stufen (z.B. Raffinerien oder Kraftwerken) Energie umgewandelt und wofür Energie schlussendlich verbraucht wird.

Volkswirtschaftliche Betrachtung des Umstiegs auf Erneuerbare Volkswirtschaftliche Betrachtung des Umstiegs auf Erneuerbare - Wertschöpfung und Arbeitsplätze

Volkswirtschaftliche Betrachtung des Umstiegs auf Erneuerbare – Wertschöpfung und Arbeitsplätze • •

Europaweiter Umsatz der im Bereich erneuerbarer Energieträger tätigen Industrie: 127 Mrd. EUR, 1,14 Mio. Arbeitsplätze gesichert (Daten für 2010); Wirtschaftliche Bedeutung der österr. Umwelttechnikindustrie 1997-2007 (Berechnungen des WIFO): – Umsatz: Vervierfachung des Umsatzes von 1,5 auf 6 Mrd. Euro – Exporte: Anstieg von 1,5 auf 3,9 Mrd. Euro – Beschäftigung: Anstieg von 11.000 auf 22.000 Beschäftigte

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Volkswirtschaftliche Bedeutung von Erneuerbaren in Österreich (Berechnungen der Energy Economics Group): – Betrachtete Energieträger: feste Biomasse, Biotreibstoffe, Biogas, Geothermie, Photovoltaik, Solarthermie, Wärmepumpe, Wasserkraft und Windkraft; – Umsatz aus Investitionen und Betrieb: 5,2 Mrd. Euro im Jahr 2010 (größter Beitrag durch feste Biomasse); – Primäre Arbeitsplatzeffekte: 37.649 (Vollzeitäquivalente), davon arbeitet knapp die Hälfte im Bereich feste Biomasse;

Erneuerbare Energien • • • • •

Stromgestehungskosten Wärmegestehungskosten Wirkungsgrade Energierücklaufzeit und Erntefaktor Photovoltaik – Kostenentwicklung – Zelltypen

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Windkraft – Großwindkraftanlagen – Kleinwindkraftanlagen

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Wasserkraft Solarthermie Biogasanlagen Biomasseanlagen Geothermie

Erneuerbare Energien

Stromgestehungskosten

Erneuerbare Energien - Stromerzeugungskosten • Generell sind brennstoffunabhängige Technologien (Windkraft, mittlerweile auch PV) gegenüber Strommarktpreisen (Börse EEX) wesentlich wettbewerbsfähiger als brennstoffabhängige Technologien; • Bei brennstoffabhängigen Technologien steigt die Wettbewerbsfähigkeit bei langfristig (auch preislich) gesicherter Biomasseversorgung (z.B. Inhouse Abfälle) und bei möglichst hoher Wärmenutzung und indexgekoppelten Wärmeerlösen; • Bei Windkraft- und PV-Anlagen werden (mit 2013/2014 etwa 45 GW und 30 GW) vergleichsweise große Kapazitäten jährlich neu am Weltmarkt installiert. Hier finden Technologieentwicklung und Effizienzsteigerungen statt, die den InvestorInnen zugute kommen. Auch mittel- bis langfristig sind bei diesen Technologien weitere Kostenreduktionen zu erwarten. Die Anlagenpreise werden stark von Angebot und Nachfrage und von weiteren Rahmenbedingungen bestimmt (z.B. könnte die EU Importzölle auf PVAnlagen aus China einführen).

Stromerzeugungskosten

Quelle: Österreichische Energieagentur

Erneuerbare Energien

Wärmeerzeugungskosten

Erneuerbare Energien - Wärmeerzeugungskosten • Ein Vergleich von Wärmeerzeugungskosten sollte auf Basis von Vollkosten (laufende und Kapitalkosten) erfolgen, nicht auf Basis von Brennstoffkosten; • Zentralheizungsanlagen auf Basis fossiler Brennstoffe sind in der Anschaffung deutlich günstiger als Systeme auf Basis erneuerbarer Energieträger. Bund und Bundesländern geben durch Förderungen Anreize zur Anschaffung klimafreundlicherer Anlagen; • Anlagen auf Basis erneuerbarer Energie haben generell deutlich geringere Brennstoffkosten. Preissteigerungen bei Brennstoffen wirken dadurch weniger stark (vermindertes Brennstoffpreis-Risiko); Quelle: Österreichische Energieagentur

Erneuerbare Energien

Elektrische Wirkungsgrade

Erneuerbare Energien – Elektrische Wirkungsgrade Elektrische Wirkungsgrade von marktreifen, typischerweise installierten Standardsystemen (exkl. thermische Wirkungsgrade bei Verbrennung)

Quelle: Österreichische Energieagentur, Modulwirkungsgrade von PV nach EPIA 2011

Erneuerbare Energien

Energierücklaufzeit und Erntefaktor

Erneuerbare Energien – Energierücklaufzeit und Erntefaktor Energierücklaufzeit (energetische Amortisation), Anlagenlebensdauer und Erntefaktor (Output/Input bezogen auf kWh über die Lebensdauer) verschiedener Stromerzeugungstechnologien

Quelle: IPCC 2011, Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation (Table 9.8). * Solar Generation 6: Solar Photovoltaic Electricity Empowering the World, EPIA 2011

Erneuerbare Energien

Photovoltaik

Erneuerbare Energien – Photovoltaik • • •

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Rasante Entwicklung des PV-Marktes in den letzten Jahren - Anstieg der globalen Produktionskapazität bis 2012 auf knapp 60 GW, Absatzmarkt 30 GW; Größte Produzenten: China und Taiwan; früher Deutschland und Japan Preise dachparallel und aufdach installierter PV-Komplettsysteme bis 10 kWp in Deutschland seit 2006 um 67% auf 1.684 Euro/kWp (exkl. Ust.) gefallen (Österreich: 1.100 bis 1.200 Euro/kWp, exkl. USt u exkl. Montage) Stromgestehungskosten bei einem Kalkulationszeitraum von 25 Jahren in Deutschland: 13,3 Cent/kWh; Österreich: 15,8 Cent/kWh. Bei Anlagengrößen von 3 bis 5 kWp können in einem Haushalt etwa 20% bis 30% des erzeugten Solarstroms zeitgleich selbst verbraucht werden. Je nach Marktentwicklung könnten PV Anlagen mit hohem Eigenverbrauch auch in Österreich in wenigen Jahren wirtschaftlich werden. Eigenverbrauch ist in der Regel mehr Wert als Überschusseinspeisung ins öffentliche Stromnetz. Der Wert des Eigenverbrauchs entspricht den Strombezugskosten (18-20 Cent/kWh), Der Wert von Überschussstrom entspricht etwa dem Energiepreisanteil an den Strombezugskosten (5-7 Cent/kWh, netto)

Photovoltaik - Kostenentwicklung • Im bisherigen europäischen Leitmarkt Deutschland sind die durchschnittlichen Preise dachparallel und aufdach installierter PVKomplettsysteme bis 10 kWp vom 2. Quartal 2006 bis zum 1. Quartal 2013 um 67% auf 1.698 Euro/kWp (exkl. Ust.) gefallen.

Photovoltaik - Zelltypen • Zell- und Modulwirkungsgrade sowie spezifischer AufdachFlächenverbrauch kommerzieller PV-Anlagen.

Quellen: Solar Generation 6: Solar Photovoltaic Electricity Empowering the World, EPIA 2011; Photon international 2010

• In den letzten 10 Jahren konnte der Modulwirkungsgrad von siliziumbasierten Modulen von durchschnittlich 12 % auf durchschnittlich 15 % gesteigert werden. Im gleichen Zeitraum gelang bei CdTe basierten Modulen eine Steigerung von 7 % auf durchschnittlich 11 %.

PV: Entwicklung der jährlichen Installation von PV-Anlagenkapazität

Quelle: Renewable Energy Snapshots 2012, JRC 2013

PV: Globale industrielle Produktion von PVAnlagen

Quelle: Renewable Energy Snapshots 2012, JRC 2013

Entwicklung der kumulierten Installation von PVAnlagenkapazität nach Regionen

Quelle: Renewable Energy Snapshots 2012, JRC 2013

Entwicklung der PV-Anlagenkapazität in Österreich bis 2011

Quelle: FH Technikum Wien

Verringerung der Scheibendicke von Siliziumzellen

Quelle: EU PV Technology Platform Strategic Research Agenda, c-Si Roadmap ITPV, EPIA roadmap 2004; for 2012: Fraunhofer ISE Graph: PSE AG 2012

Entwicklung der Preise der PV-Module seit 1980

Quelle: PSE AG/Fraunhofer ISE, Datenquelle: Strategies Unlimited/Navigation Consulting, 2012 geschätzt

Entwicklung der globalen PV-Produktion nach eingesetzter Technologie

Quelle: Photovoltaics Report, Fraunhofer ISE, Fassung vom 11. April 2013

Entwicklung der Modulwirkungsgrade von PVModulen

Quelle: Photovoltaics Report, Fraunhofer ISE, Fassung vom 11. April 2013

Monatliche Verteilung Sonnen- und Windstrom, Heizwärme- und Warmwasserbedarf, Strombedarf sowie Straßenverkehr

Quelle: Fraunhofer ISE, Aktuelle Fakten zu Photovoltaik in Deutschland

Stromproduktion in der Kalenderwoche 21 des Jahres 2012

Quelle: Fraunhofer ISE, Aktuelle Fakten zu Photovoltaik in Deutschland

Erneuerbare Energien

Windkraft

Erneuerbare Energien - Windkraft • Verschiedene Arten der Windkraftnutzung: – Integration in ein urbanes Umfeld inkl. Gebäudeintegration durch Kleinstanlagen (typischer Leistungsbereich: 300 W bis rund 1 kW), können ins Netz integriert werden – Freistehende Kleinwindkraftanlage mit/ohne Netzanbindung (typisch: 3 kW bis 20 kW) – Moderne Großanlage (3 MW) mit Netzanbindung an hochrangiges Leitungsnetz – Windpark - teilweise Leistungen wie „klassische“ Kraftwerke, Anschluss an ein hochrangiges Leitungsnetz mit ausreichender Kapazität notwendig (sonst kommt es zu Ertragseinbußen, sog. „Curtailment“)

• Daten und Fakten zur Windkraftnutzung: – Gesamte in Österreich installierte Windleistung beträgt 1.300 MW. – 2012 wurden Windkraftanlagen mit 300 MW Leistung installiert – noch nie wurde in Österreich in einem Jahr soviel Windleistung installiert. – In Europa waren im Jahr 2012 etwa ein Viertel der neu hinzugebauten Kraftwerkskapazitäten Windkraftanlagen, Windkraft summiert sich mittlerweile auf fast 110 GW. – Weltweit waren Ende 2012 Windkraftanlagen mit über 280 GW ans Stromnetz angeschlossen. Asien und die USA sind starke Märkte.

Erneuerbare Energien

Wasserkraft

Erneuerbare Energien - Wasserkraft • Kleinwasserkraftwerke sind solche mit einer Engpassleistung unter 10 MW, zwischen 10 MW und 20 MW spricht man von mittleren Wasserkraftwerken, darüber von Großwasserkraft. • Kleinwasserkraftwerke lassen sich in die lokale Landschaft gut einpassen und auch für touristische Zwecke nutzen (Schaukraftwerk, kleine Speicherseen,…), dafür ist aber sensible Planung notwendig. • Wasserkraft ist ein österreichischer Technologieschwerpunkt, ein sehr hoher Teil der Errichtungskosten verbleibt im Inland. • Wie alle Erneuerbaren vermindert die Stromproduktion aus Wasserkraft Treibhausgasemissionen und den Import von Strom, und sie stärkt die lokale Wirtschaft. • Die Errichtung von kleinen und mittleren Wasserkraftwerken wird in Österreich durch Investitionszuschüsse gefördert.

Erneuerbare Energien

Solarthermie

Erneuerbare Energien - Solarthermie • Mit solarthermischen Anlagen produziert man warmes bzw. heißes Wasser – im Gegensatz zur Photovoltaik, mit der man elektrische Energie produziert. • Österreich ist einer der weltweit bedeutendsten Anwender von solarthermischer Energie – Deshalb gibt es auch zahlreiche österreichische Hersteller von Solarkollektoren und Anbieter von Planungsleistungen

• Es gibt verschiedene Typen von Solarkollektoren. Im Wesentlichen unterscheidet man zwischen: – Flachkollektoren: eignen sich für die Produktion von Warmwasser für Haushalte und Gewerbe; – Vakuumkollektoren: sind auch für die Produktion höherer Wassertemperaturen für die Heizungsunterstützung und die Prozesswärmeproduktion geeignet;

• Die Installation von Solarkollektoren wird von den Bundesländern im Rahmen der Wohnbauförderung und vom Klimafonds gefördert.

Installierte thermische Kollektorfläche (MWth/Jahr) und in Betrieb befindliche Kollektorleistung in Österreich in den Jahren 1975 bis 2011 nach Kollektortyp

Quelle: BMVIT, Abteilung für Energie- und Umwelttechnologien (2012)

Erneuerbare Energien

Biogasanlagen

Erneuerbare Energien - Biogasanlagen •

Umwandlung organischer Stoffe wie Mais, Getreideganzpflanzen (Energiepflanzen) oder biogener Abfälle in ein methanhaltiges Gas; • Dezentrale Strom- und Wärmeerzeugung in Blockheizkraftwerken (BHKWs) oder • Aufbereitung auf Erdgasqualität und Einspeisung ins Gasnetz/Verwendung als Kraftstoff („Biomethan-Anlagen“); • Ausbringung des ausgefaulten Materials (Gärrest) auf landwirtschaftliche Flächen (Nährstoffkreislauf); • Durchschnittliche Leistung der österr. Biogas-BHKWs: ca. 300 kWel • Installierte Leistung von Biogas-BHKWs in Österreich: ca. 80 MWel • Jährliche Stromeinspeisung: ca. 500 GWhel • 7 Biomethan-Anlagen mit einer gesamten Einspeiseleistung von ca. 900 m3/h (9 MW) in Österreich in Betrieb; • Theoretisch großes Potenzial vorhanden (Nutzung von Zwischenfrüchte, Grünlanderträgen, biogene Abfällen, Gülle etc.), wirtschaftliches / praktisch realisierbares Potenzial jedoch wesentlich geringer

Entwicklung der in Österreich installierten elektrischen Leistung von Biogas-BHKWs sowie der eingespeisten Strommenge

Quelle: E-Control, 2012

Erneuerbare Energien

Biomasseanlagen

Erneuerbare Energien - Biomasseanlagen • • • •

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Anlagentypen: Kleinfeuerungsanlagen (Einzelöfen und Kessel), Heizwerke, KraftWärme-Kopplungsanlagen (KWK-Anlagen); KWK-Technologien: Dampfturbinenanlagen, Vergasungsanlagen (Holzgasanlagen), ORC-Anlagen, Biomassekessel mit Stirlingmotor etc.; In der Regel gute Wirtschaftlichkeit der Wärmeerzeugung mit Biomasse; Wirtschaftlichkeit von Biomasse-Nahwärmesystemen abhängig von regionalen/lokalen Rahmenbedingungen (Brennstoffpreise, Wärmebedarfsdichte) und optimaler Auslegung; Biomasse-KWK-Anlagen hingegen in der Regel nur unter Inanspruchnahme von Einspeisetarifen wirtschaftlich (Ausnahme: Anlagen der Holz verarbeitenden Industrie); Laut Waldinventur 2007/09 werden derzeit ca. 85% des jährliches Holzzuwachses genutzt (für stoffliche oder energetische Zwecke); Zukünftiges Potenzial auch wesentlich von Entwicklungen in der Holz verarbeitenden Industrie abhängig, da die energetische Nutzung von Sägenebenprodukten (Rinde, Späne, Hackgut etc.) eine große Rolle spielt;

Räumliche Verteilung der Biomasseheizwerke und KWK-Anlagen in Österreich (Stand 2010)

Quelle: Landwirtschaftskammer Niederösterreich, 2012

Entwicklung des Bestands von Ökostromanlagen auf Basis von fester Biomasse

Quelle: E-Control, 2012; Statistik Austria, 2013, Berechnungen Österreichische Energieagentur

Erneuerbare Energien

Geothermie

Erneuerbare Energien - Geothermie • • • • • •

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Oberflächennahe Geothermie bis zu ca. 400 m Tiefe (Wärmepumpe); Tiefe Geothermie ab ca. 400 m bis zu mehreren Kilometern; Hydrothermale Systeme: Heißwasser ohne Einpumpen von Wasser; Petrothermale Systeme: Einpumpen von Wasser erforderlich; Geothermiesystem besteht aus Förder- und Reinjektionsbohrung („Dublette„); In Oberösterreich 6 Anlagen mit 43,1 MW (Geinberg, Altheim, Simbach/Braunau, Haag, Obernberg, St. Martin/Innkreis), 2012 Inbetriebnahme einer Anlage in Mehrnbach für Fernwärme in Ried/Innkreis; in der Steiermark 3 Anlagen mit 17,9 MW (Bad Waltersdorf, Bad Blumau, Fürstenfeld) in Betrieb Potenziale für Österreich zwischen 350 MWth (Umweltbundesamt BE006, 1994), 430 MWth und 11,3 MWel (Goldbrunner, mittelfristig erschließbar) und 600 MW Leistung bzw. 894 GWh (Götzl); Neuere Studien für Wien: 300 bis 600 MW Einsatzmöglichkeiten: für Heizzwecke (z.B. über Fernwärmesysteme) und zum Teil auch zur gekoppelten Strom- und Wärmeerzeugung (ORC-, Kalina-Prozess) ORC in Altheim und Bad Blumau. Bisher reine Fernwärmeheizwerke eher wirtschaftlich darstellbar, als Heizkraftwerke. Hohe Fündigkeits- und andere Risken.

Geothermiepotenziale in Österreich

Quelle: Forschungsprojekt REGIO Energy; http://www.regioenergy.at/

Energieeffizienz • • • • • • • •

Definition Mögliche Maßnahmen Potentiale Leuchtmittel Stand-by Verluste Haushaltsgeräte KMU Passivhausstandard – – – –

Dämmung und Fenster Wohnraumlüftung Luftdichtigkeitstest Sanierung

Energieeffizienz

Definition und mögliche Maßnahmen

Energieeffizienz - Definition • Energieeffizienz misst, in welchem Ausmaß die eingesetzte Energie ausgenutzt wird. Aus gesamtwirtschaftlicher Sicht ist ein möglichst geringer Energieeinsatz bei möglichst großem Output/Nutzen wünschenswert. • 3 Arten von Indikatoren: – Wirtschaftlicher Indikator/Energieintensität: Energieverbrauch pro ökonomischer Leistungseinheit (kWh/EUR) – Technische Indikatoren: • Energieverbrauch pro physisch produzierter Einheit (kWh/Tonne, Liter, kWh, m2 etc.) • Spezifischer Energieverbrauch (kWh/Anwendung, kWh/Wohnung, Liter/km, etc.)

– Diffusionsindikatoren: Verbreitung von effizienten Geräten, effizienten Praktiken (z. B. Verbreitung von Energiesparlampen, A++ Geräten, Solaranlagen, Anteil öffentlicher Verkehr etc.).

Energieeffizienz – Mögliche Maßnahmen • Primärenergie: – Verstärkter Einsatz von Kraft-Wärmekopplung bei der Erzeugung von Elektrizität und Fernwärme

• Endenergie: – Anschaffung effizienter Haushaltsgeräte, Bürogeräte, Beleuchtungskörper – Technische Maßnahmen zur Reduzierung von Stand-by-Verlusten – Thermische Sanierung von Gebäuden: Fassadensanierung, Fenstertausch, Dämmung der obersten/untersten Geschoßdecke – Effiziente Heizsysteme: Wahl der jeweiligen Technologie und des Energieträgers hängt von den besonderen Anforderungen des Gebäudes ab. Grundsätzlich ist den auf erneuerbaren Energieträgern basierenden Technologien der Vorzug zu geben – Energieeffiziente Straßenbeleuchtung – Verbesserung des Angebots öffentlicher Verkehr samt Schnittstelle zum Individualverkehr; verbesserte Rahmenbedingungen für RadfahrerInnen und FußgängerInnen

Energieeffizienz

Energieeffizienzpotenziale

Energieeffizienz - Potenziale • Technisches Potenzial: gibt Potenzial auf Basis der verfügbaren Technologien und Ressourcen an; • Wirtschaftliches Potenzial: berücksichtigt vom technischen Potenzial nur jene Teile, die sich unter Annahme konstanter Preise auf heutigem Niveau wirtschaftlich rechnen. • Studie über Energieeffizienzpotenziale in der EU zeigt auf: – Technisches Energieeffizienzpotenzial: 29% bis 2020 bzw. 44% bis 2030 (Einsparung gg. Entwicklung ohne Maßnahmen) – Wirtschaftliches Potenzial: zw. 15 und 22% bis 2020 bzw. zw. 22 und 33% bis 2030. – Mobilitätsbereich mit 45 % Energieeffizienzpotenzial, Haushaltsbereich 28%, Industrie 16% und Dienstleistungen 11%.

Energieeffizienz

Leuchtmittel

Energieeffizienz - Leuchtmittel

Quelle: Österreichische Energieagentur

Produktinformation auf Lampenpackung

Energieeffizienz

Stand-by Verluste

Energieeffizienz – Stand-by Verluste • EU-Vorgaben für Standby-Limits gemäß EU-VO Nr. 1275/2008 – „Bereitschaftszustand“ (Standby): max. 0,50 Watt bzw. max. 1,00 Watt, sofern eine Information bzw. Statusanzeige angeboten wird. – „Aus-Zustand“: max. 0,50 Watt • Zustand, in dem das Gerät mit dem Netz verbunden ist, aber keine Funktion bereitstellt.

• Praktische Tipps zur Vermeidung von Standby-Verlusten – Mit Steckerleiste ganze Gerätegruppe einfach vom Stromnetz trennen (bspw. PC, Monitor, Modem bzw. TV + DVB-Receiver); – Nutzung beim Kauf von Bürogeräten des unabhängige Online-Service topprodukte.at zur Auswahl von Geräten mit geringem Standby-Verbrauch; – Einstellung von optimalen Energieoptionen für PC und Drucker; – Keine Bildschirmschoner nutzen, sondern Monitore ganz abschalten; – Handwarme Netzteile bei nichtgenutzten Geräten sind ein Indiz für vermeidbaren StandbyVerbrauch.

Energieeffizienz

Haushaltsgeräte

Energieeffizienz - Haushaltsgeräte Konzept des neuen EU-Effizienzlabels: • • •

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Einführung der Effizienzklassen A+, A++ und A+++ Darstellung von grundsätzlich nur 7 Energieeffizienzklassen (A-G bzw. A+++ - D) Neue Berechnungsmethode: Bewertung des hochgerechneten Jahresenergieverbrauchs statt Energieverbrauch pro Zyklus Sprachneutral (einheitlich in der gesamten EU) Angabe der Energieklasse in Werbungsanzeigen

Energieverbrauch unterschiedlicher Geräte und Effizienzklassen im Vergleich

Energieeffizienz

KMU

Energieeffizienz – KMU (1/2) • Managementsysteme nach ISO 50001, ISO 14001 oder EMAS – Die Einführung von Umwelt- und Energiemanagementsystemen führt zu einer nachhaltigen Verbesserung der Energieeffizienz und der Umweltauswirkungen; – Einmal erreichte Einsparungen bleiben bestehen, da Wartungs- und Überwachungsprozesse implementiert sind; – Bei der Anschaffungen spielen Lebenszykluskosten und Umweltschutz eine Rolle. Es gibt Beschaffungsvorlagen. – Die Energie- und Ressourcenkosten können langfristig gesenkt werden.

Energieeffizienz - KMU (2/2) Kostenverlauf bei Anwendung von Energiemanagementsystemen Kosten

+5% 0 -5% -10% -15% -20% -25%

0

Unternehmensbeschluss zur EnergiemanagementImplementierung

Steigender Energieverbrauch

Investition (z. B. Kauf energieeffizienter Maschinen)

Sinkende Energiekosten durch einfache Energiesparmaßnahmen

Weitere Investitionen (z. B. 3 technische Verbesserung von Anlagen)

Weitere Energieeinsparungen aufgrund der Verbreitung von effizienter Energieverwendung

Jahre

Energiesparen wird Teil der Unternehmenskultur

Energieeffizienz

Passivhausstandard

Energieeffizienz – Passivhaus-Standard • Energieeffizient, energieoptimiert & umweltfreundlich; • Behagliches Klima im Sommer wie im Winter; • Nutzung bestehender Energiequellen wie Sonne, Menschen und Geräte; • Verwendung geeigneter Materialien, Bauteile, Maßnahmen für Beschattung:

Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Passivhaus 07.02.2013

– Sehr gute Wärmedämmung & Fenster – Lüftungsanlage mit hocheffektiver Wärmerückgewinnung – Luftdichte Gebäudehülle

• Optimale Lage & Orientierung des Gebäudes

Dämmung und Fenster • Sehr gute Wärmedämmung und Fenster: wichtige PH-Komponente; • Dicke der Dämmung abhängig von Wärmeleitfähigkeit des Dämmstoffes (ca. 20 cm); • Orientierung der Hauptbelichtungsflächen nach Süden; • Glasanteil in der Fassade