Modell zur Szenarienanalyse über die technischen Möglichkeiten der Energiebedarfsdeckung aus erneuerbaren Quellen : Erstellung eines Energiesystemmodells und erste Ergebnisse der Untesuchung der langfristigen Perspektiven österreichischer Energieversorgung

Abstract

In vielen Ländern der Erde wird der Energiebedarf in erster Linie über fossile Energieträger bereitgestellt. Schwindende Vorräte und die gravierenden Auswirkungen auf die Umwelt machen es notwendig, auf ein nachhaltiges Energiesystem basierend auf erneuerbaren Quellen umzusteigen. Ziel dieser Studie ist es, die Potentiale erneuerbarer Energieträger in Österreich mit dem herrschenden Energiebedarf zu vergleichen, und Möglichkeiten für eine vollständige Bedarfsdeckung aufzuzeigen. Unter Berücksichtigung der derzeit notwendigen nicht energetischen Nutzung von Biomasse in Lebens-, Futtermittel und Produkten sollen in verschiedenen Szenarien Wege der Bedarfsdeckung visualisiert und analysiert werden.<br />Um dieses Ziel zu erreichen wurde ein Modell entwickelt, das die Bereitstellungspotentiale erneuerbarer Energieträger und den Energieträgerbedarf einer untersuchten Volkswirtschaft gegenüberstellt und die technischen Möglichkeiten der Bedarfsdeckung aufzeigt. Die beiden Seiten des Modells können über Parameter für Szenarien verstellt werden. Es erfolgt eine Darstellung des Energieflusses durch das sozioökonomische System. Bereiche in denen große Effizienzpotentiale und bedeutende nicht energetische Nutzungen potentieller Energieträger herrschen, werden dabei detailliert betrachtet. Durch Änderung der Parameter kann der Einsatz einzelner Technologien in den Umwandlungsketten forciert bzw. reduziert und die Effekte untersucht werden.<br />Die vorliegende Arbeit hat im Gegensatz zur gegenwärtigen Meinung gezeigt, dass der österreichische Energiebedarf in weiten Bereichen mit den derzeitigen Technologien über erneuerbare Energieträger gedeckt werden kann. Durch Sanierung veralteter Gebäude und zielgerichteten Neubau könnte der Energiebedarf drastisch eingeschränkt werden. Der Bedarf könnte dann in weiten Bereichen mittels Niedertemperaturheizungen über Solarthermie und Wärmepumpen gedeckt werden. Verdichtete Siedlungsgebiete könnten zusätzlich über Fernwärme versorgt werden, die in kommunalen Heizwerken und wo dies möglich ist durch Nutzung industrieller Abwärme bereitgestellt wird. Ein Großteil der Biomasse sollte zur Bereitstellung von Prozesswärme genutzt werden. Die Mobilität könnte durch die viel-versprechenden solarbasierten Strompotentiale verstärkt auf elektrische Antriebe umsteigen, das ermöglicht hohe Wirkungsgrade.<br />Im Fernverkehr könnte zusätzlich Biogas und Biodiesel eingesetzt werden.<br />

In many countries such as Austria the energy demand is mainly covered by fossil fuels. The negative impact on the climate and their decreasing availability brings up the need for a shift to a possible future energy system using solely renewable energy sources. In this thesis such an energy system is modelled in order to compare and possibly match the energy demand of Austria with the long-term potentials of Austria's renewable energies. Ways how to cover the energy demand should be visualised and analysed in different scenarios. Biomass can either be used as an energy carrier or for bioproducts, such as food, animal feed or furniture. This trade-off is taken into account.<br />Therefore a static model of all the different energy demands versus all the different energy sources available per year was developed. It contains many parameters to easily change settings on both sides.<br />Bottom-up modelling is used for the parts that are important for the system, due to high energy consumption, efficiency or trade-off potentials. Varying para-meters allows to examine the effects of enforcing or reducing various energy supply and energy conversion technologies.<br />The conclusion is that - against common opinion - the main part of Austria's energy demand can be covered by using renewable energy sources only, even with the still existing technologies. However, significant changes in the structure of buildings and in the transportation sector are necessary. Introducing high construction standards leads to a reduction of heat losses drastically. Room heating should be done preferably by solar collectors, heat pumps and district heat. Wherever possible industrial waste heat should be reused. The main part of biomass should be used in combined heat and power plants to provide process heat. The mobility structure has to change towards electrically driven technologies with much higher conversion efficiencies.