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Dekarbonisierung durch Elektrifizierung: Erhöhte Flexibilität in der Erzeugung wie auch im Verbrauch erforderlich!
4 Photovoltaikparks, 321 Windparkanlagen und über 130 Pump- und Laufkraftwerke sorgen für eine sichere, nachhaltige und effiziente Energieversorgung für das ganze Land und über Österreichs Grenzen hinweg
VERBUND Vision für eine nachhaltige Energiezukunft Aus eigener Kraft. Mit der Natur. Seit mehr als 75 Jahren und in Zukunft.
Die im Folgenden dargestellte Systemvision beruht ausschließlich auf den Einschätzungen und Visionen des genannten Stakeholders. APG stellt im Rahmen von zusammEn2040 lediglich das Modellierungssystem zur Verfügung - eine Position der APG lässt sich aus den Ausführungen daher nicht ableiten.
VERBUND ist Österreichs führendes Energieunternehmen und einer der größten Erzeuger von Strom aus Wasserkraft in Europa. An die 100 % unserer Stromerzeugung werden aus klimafreundlicher, erneuerbarer Energie gewonnen.
VERBUND ist der entscheidende Player für das Gelingen der Energiewende in Österreich. Um Europa auch weiterhin zuverlässig mit Strom zu versorgen, ist es wichtig, alle Energiequellen optimal zu nutzen. Neben Wasserkraft setzen wir daher auch auf Photovoltaik und Windenergie, die einander hervorragend ergänzen.
Die dafür anstehenden Herausforderungen verlangen eine geschlossene Ausrichtung des gesamten Unternehmens, die VERBUND mit der Mission V vorantreibt. Die Mission V ist ein langfristiges und umfassendes Transformationsprogramm und steht für den Willen, der Klimakrise als Kraft der Wende entgegenzutreten. Dieses Programm basiert auf der VERBUND-Strategie 2030 mit ihren drei Stoßrichtungen: Der Stärkung des integrierten Heimmarkts, dem Ausbau erneuerbarer Energien in Europa und der Etablierung als europäischer Wasserstoffplayer.
Um die Energiewende erfolgreich zu gestalten, ist ein koordinierter Ausbau der erneuerbaren Energiequellen, insbesondere von Solar- und Windkraft, sowie der dazugehörigen Speichermöglichkeiten wie Pumpspeicherkraftwerken, Batterien und Wasserstofftechnologien unerlässlich. Diese Entwicklung muss eng mit den Anforderungen der Verbraucherseite abgestimmt werden, um eine stabile, effiziente und zukunftsfähige Energieversorgung sicherzustellen.
Um das komplexe Wechselspiel zwischen Energieerzeugung, Speicherung und Verbrauch effektiv abzubilden, erweisen sich Projekte wie "zusammEn2040" als äußerst hilfreiche Werkzeuge. Sie bieten die notwendigen Modellierungstools, um zukünftige Szenarien zu simulieren und zu analysieren, um so eine nachhaltige und effiziente Energieversorgung zu fördern
„Die Transformation zu erneuerbaren Energien ist eine Operation am offenen Herzen. Wir müssen den Umbau schaffen, ohne die Versorgungssicherheit und die Stabilität der Systeme zu gefährden. Das ist eine gewaltige Herausforderung!“
Ergebnisse auf einen Blick
Der Ausbau erneuerbarer Energien ist entscheidend für die Schaffung eines klimaneutralen Energiesystems. Solar-, Wind- und Wasserkraft sind nicht nur umweltfreundlich, sondern auch nahezu unerschöpflich. Durch den verstärkten Einsatz dieser Technologien können CO2-Emissionen signifikant gesenkt und fossile Brennstoffe reduziert bzw. ersetzt werden. Innovative Speicherlösungen und intelligente Netze ermöglichen eine zuverlässige Energieversorgung trotz der volatilen Natur erneuerbarer Quellen. Investitionen in die Energietransformation sind Investitionen in den heimischen Wirtschaftsstandort. Mehr erneuerbare heimische Energie im System macht unabhängiger von fossilen Importen und senkt langfristig das Preisniveau. Ein nachhaltiges Energiesystem fördert den Umweltschutz und sichert die Zukunft unseres Planeten.
Der Ausbau erneuerbarer Energien in Europa ist zentral für die Erreichung von Klimaneutralität bis 2050. Die EU verfolgt mit dem "European Green Deal" und dem "EU Clean Industrial Deal" ehrgeizige Ziele, um die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu reduzieren und die Industrie umweltgerecht zu transformieren. Durch massive Investitionen in Wind, Solar und Wasserstoff sollen innovative Technologien gefördert werden, die eine nachhaltige und zukunftsfähige Wirtschaft ermöglichen. Dieser Kurs unterstützt nicht nur den Klimaschutz, sondern schafft auch Arbeitsplätze und stärkt die Wettbewerbsfähigkeit Europas auf dem globalen Markt.
Die Reduktion von CO2-Emissionen ist entscheidend, um die globale Erderwärmung zu begrenzen und die Auswirkungen des Klimawandels abzumildern. CO2 ist eines der Haupttreibhausgase, das in die Atmosphäre gelangt, vor allem durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe für Energie, Wärme und in der Industrie. Eine umfassende Dekarbonisierung dieser Sektoren ist nötig, um die Klimaziele zu erreichen.
Im Energiesektor bedeutet dies den Übergang von fossilen Brennstoffen zu erneuerbaren Energien wie Wind, Solar und Biomasse. Im Wärmesektor müssen nachhaltige Heizlösungen, z.B. Wärmepumpen und Fernwärme, implementiert werden. Die Industrie muss energieeffizienter werden und alternative Prozesse entwickeln, um Emissionen zu reduzieren.
Das EU-Emissionshandelssystem (ETS) spielt eine zentrale Rolle in diesem Prozess, indem es einen finanziellen Anreiz zur Emissionsreduktion schafft. Unternehmen müssen für ihre CO2-Emissionen Zertifikate erwerben, was sie motiviert, in emissionsärmere Technologien zu investieren. Ein funktionierendes ETS kann zu einer signifikanten Reduktion von Treibhausgasemissionen führen und einen marktorientierten Ansatz zur Erreichung von Klimazielen fördern. In Summe ist die CO2-Reduktion unerlässlich, um eine nachhaltige und klimaneutrale Zukunft zu sichern.
Das Stromsystem von morgen erfordert hohe Flexibilität, um die Integration erneuerbarer Energien zu optimieren. Pumpspeicherkraftwerke bieten bereits heute eine bewährte Möglichkeit, überschüssige Energie zu speichern und bei Bedarf bereitzustellen. Neben diesen traditionellen Lösungen gewinnen Batteriespeicher zunehmend an Bedeutung, da sie schnelle Reaktionen auf Laständerungen ermöglichen. Neue Innovationen wie Salzwasserbatterien könnten nachhaltige und kostengünstige Alternativen bieten. Solche Speichertechnologien sind entscheidend, um Versorgungssicherheit zu gewährleisten und das Stromnetz stabil zu halten, während der Anteil erneuerbarer Energien kontinuierlich wächst.
Pumpspeicherkraftwerke, Batterien und Wasserstofftechnologien spielen jeweils eine essenzielle Rolle in der Energiewende. Batterien sind ideal für die kurzfristige Speicherung und Flexibilität, um rasch auf Nachfrageschwankungen zu reagieren. Pumpspeicherkraftwerke hingegen ermöglichen die mittel- bis langfristige Speicherung großer Energiemengen, was für die Stabilität des Stromnetzes wichtig ist. Wasserstofftechnologien erlauben die langfristige Speicherung überschüssiger Energie in Wasserstoff, der bei Bedarf in Strom zurückverwandelt werden kann. Als führendes Elektrizitätsunternehmen trägt die Verbund AG entscheidend dazu bei, diesen Übergang zu gestalten, indem sie ihr Know-how und ihre infrastrukturellen Ressourcen einbringt. Der Ausbau dieser Technologien stärkt Österreichs Rolle in der internationalen Energiewende.
Annahmen für die VERBUND Systemvision
Um unsere Klimaziele zu erreichen, müssen wir in Europa eine umfassende Transformation hin zu erneuerbaren und umweltfreundlichen Ressourcen schaffen und uns von fossilen Brennstoffen verabschieden.
In Österreich ist uns das - im Bereich der Elektrizitätswirtschaft - aufgrund unserer Wasserkraft und wegen der anhaltenden Bestrebungen, Solar, Wind und Biomasse weiter auszubauen, schon zu einem großen Teil gelungen. Aber der eigentliche Weg hat erst begonnen.
Der momentane Anteil nicht erneuerbarer Energieträger ist besonders in den Sektoren Verkehr und Wärme/Kühlung besonders hoch.
Die Ergebnisse der modellbasierten Untersuchungen im Rahmen von zusammEn2040 im Detail
Auf Basis der von der VERBUND getätigten Annahmen und der folglich eingegebenen Modellparameter berechnet das Energiesystemmodell ein „optimales“ und kosteneffizientes Energiesystem am Pfad bis 2050. Die wichtigsten Erkenntnisse werden hier dargestellt:
Die Dekarbonisierung des Energiesektors ist Grundvoraussetzung für das Erreichen von Klimaneutralität bis 2050
Im Rahmen des Europäische Green Deals müssen sich Wirtschaft und Gesellschaft umstellen, sodass ab 2050 keine Treibhausgase mehr netto ausgestoßen werden. Bis 2030 muss der CO2 -Ausstoß um 55 % sinken. Diese Vorgaben implizieren eine ambitionierte Umstellung des gesamten Energiesystems.
Im Rahmen von zusammEn2040 hat VERBUND ein Szenario berechnet. Dabei berechnet das Energiesystemmodell ein „optimales“ Energiesystem bis 2050.
Die folgenden Abbildungen zeigen wesentliche Transformationsrahmenbedingungen dieses Energiesystems. Deutlich zu erkennen sind die Abnahme und das Verschwinden der fossilen Energieträger Methan bzw. Erdöl, während Elektrifizierung, die Nutzung von Biogas/Biomasse und grüne Erzeugung von H2 massiv an Bedeutung gewinnen.
Ausschnitt aus zentralen Umwandlungstechnologien in AT in 2050
Die Erneuerbaren legen den Grundstein für eine nachhaltige Energieversorgung
In Österreich ist die Stromerzeugung bereits zu einem erheblichen Teil klimaneutral. Jedoch muss zu Erreichung der Klimaneutralität die gesamte Volkswirtschaft CO2-frei werden – dies umfasst alle Sektoren.
Neben dem Stromsektor sollen auch die Verbrauchssektoren Industrie, Verkehr, Haushalte und Landwirtschaft auf erneuerbare Energieträger umgestellt werden. Der Ausbau erneuerbarer Energieträger muss erheblich vorangetrieben werden.
Insbesondere ist zu beachten, dass die Transformation der Energiewende kein österreichischer Alleingang sein kann – sie findet europaweit statt.
Bei einem erfolgreichen Hochlauf könnte Europa als Vorbild für andere Regionen der Welt dienen, indem es zeigt, wie Dekarbonisierung effektiv umgesetzt werden kann. Somit kann nicht nur Europa seine ehrgeizigen Klimaziele erreichen, sondern Europa kann auch weltweit einen positiven Einfluss auf die Reduzierung von CO2-Emissionen ausüben. Die Dekarbonisierung ist ein weltweiter Prozess, der globale Zusammenarbeit und innovative Ansätze erfordert.
Stromerzeugungskapazitäten in Europa in GW
Dekarbonisierung
Klimaneutralität bedeutet, ein Gleichgewicht zwischen CO2-Emissionen und der Aufnahme von Kohlenstoff aus der Atmosphäre in Kohlenstoffsenken herzustellen.
Um Netto-Null-Emissionen zu erreichen, müssen alle Treibhausgasemissionen weltweit durch Kohlenstoffbindung ausgeglichen werden. Als Kohlenstoffsenke wird ein System bezeichnet, das mehr Kohlenstoff aufnimmt als es abgibt. Die wichtigsten natürlichen Kohlenstoffsenken sind Böden, Wälder und Ozeane. Eine wichtige Rolle zur Erreichung der Klimaneutralität wird hier auch Biomass Carbon Capture and Storage (BECCS) spielen. Die Technologie zielt darauf ab, Kohlenstoffemissionen zu reduzieren und negative Emissionen zu erreichen.
Der Prozess beinhaltet die Nutzung von Biomasse – organisches Material wie Holz, Pflanzenabfälle oder spezielle Energiepflanzen – zur Energieerzeugung. Während des Wachstums absorbiert die Biomasse Kohlendioxid (CO2) aus der Atmosphäre durch Photosynthese.
In einem BECCS-System wird Biomasse verbrannt oder anderweitig in Energie umgewandelt, wobei CO2 freigesetzt wird. Dieses CO2 wird dann abgefangen (carbon capture), bevor es in die Atmosphäre gelangt. Anschließend wird das erfasste CO2 in geologischen Formationen tief unter der Erde gespeichert (carbon storage), zum Beispiel in ehemaligen Erdgasfeldern oder salinen Aquiferen.
Einige Wirtschaftssektoren, wie die Stahl- und Aluminiumproduktion, die chemische Industrie, der Schwerlastverkehr sowie die Landwirtschaft, gelten als „hard-to-abate“, da ihre CO2-Emissionen besonders schwer zu reduzieren sind; daher ist es entscheidend, innovative Technologien und effektive Strategien zur Kohlenstoffbindung zu entwickeln und gleichzeitig den Ausbau natürlicher Kohlenstoffsenken voranzutreiben.
Europäische CO2 Emissionen in Mt CO2 - Europa wird bis 2050 klimaneutral!
Das Stromsystem von morgen braucht Flexibilität und Speicher
Der notwendige Ausbau von Wind- und Solarenergie bringt ein grundlegendes Problem mit sich: Die Produktion ist von natürlichen Gegebenheiten abhängig und kann daher schwanken. Um diese Schwankungen auszugleichen, ist es unbedingt erforderlich, parallel dazu alle verfügbaren Speichertechnologien auszubauen. Dies gewährleistet, dass überschüssige Energie effizient gespeichert und bei Bedarf flexibel genutzt werden kann, um eine stabile und zuverlässige Energieversorgung sicherzustellen.
Die Stromerzeugung durch Wind und PV steigt bis 2050 stark an in Österreich. Dies führt auch bei steigendem Stromverbrauch zu Ungleichgewichten und Flexibilitätsanforderungen, die durch zusätzliche Speicher und flexible Verbraucher behoben bzw. bedient werden müssen.
Sektorengekoppeltes Zusammenspiel von Wind, Photovoltaik, Power-to-Gas und Stromspeicher nach der Dekarbonisierung in AT in MWh
Pumpspeicherkraftwerke, Batterien und Wasserstofftechnologien spielen jeweils eine spezifische Rolle in der Energiewende. Batterien sind ideal für die kurzfristige Verschiebung und Speicherung von Energie und können schnell auf Nachfrageschwankungen reagieren.
Hochlauf Großbatteriespeicher in Europa in GW (exkl. Speicher für Netzstabilität und dezentraler Speicher in Haushalten und Gewerbe)
Pumpspeicherkraftwerke eignen sich hervorragend für die mittel- bis langfristige Speicherung großer Energiemengen. Wasserstofftechnologien bieten die Möglichkeit, überschüssige Energie langfristig in Form von Wasserstoff zu speichern, der bei Bedarf wieder in Strom umgewandelt werden kann. Das VERBUND-Szenario beinhaltet 2040 europaweit 87 GW an Batteriespeicherkapazitäten. Die grüne H2-Erzeugung auf Basis von Elektrolyseuren beträgt rund 615 TWh im Jahr 2040 in Europa.
Als führendes Elektrizitätsunternehmen übernimmt VERBUND eine Schlüsselrolle, da sie über das notwendige Know-How sowie die infrastrukturellen Ressourcen verfügt, um diesen Transformation maßgeblich zu unterstützen und zu gestalten. Der weitere Ausbau und die Optimierung dieser Technologien bieten Österreich die Möglichkeit, die Energiewende nicht nur national, sondern auch international aktiv mitzugestalten.
Resümee
Da der Ausbau von erneuerbaren, jedoch nicht steuerbaren Energiequellen wie Wind- und Solarenergie dringend erforderlich ist, werden in Zukunft alle Arten von Speichertechnologien – einschließlich Pumpspeicherkraftwerke, Batterien und Wasserstoff – von essenzieller Bedeutung sein. Österreichs geographische Topologie bietet hierfür ideale Voraussetzungen: Das Land verfügt über eine Vielzahl an Pumpspeicherkraftwerken und liegt strategisch günstig im Herzen Europas.
Dies ermöglicht Österreich, ein wichtiger Anbieter von Flexibilitätslösungen zu sein, die gesamteuropäisch genutzt werden können,
Eine effiziente und ausreichende Netzplanung ist essenziell, um diese Potenziale voll auszuschöpfen.
Als führendes Elektrizitätsunternehmen übernimmt VERBUND eine Schlüsselrolle, da das Unternehmen über das notwendige Know-How sowie die infrastrukturellen Ressourcen verfügt, um diesen Übergang maßgeblich zu unterstützen und zu gestalten. Der weitere Ausbau und die Optimierung dieser Technologien bieten Österreich die Möglichkeit, die Energiewende nicht nur national, sondern auch international aktiv mitzugestalten.