Die Zukunft der Strom- und Wärmeversorgung ist grün, effizient und sektorgekoppelt
Thermische Kraftwerke & Flexibilitäten sind zentrale Säulen der Versorgungssicherheit
Wien Energie Vision für eine dekarbonisierte Energiezukunft
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.
Als Österreichs größter regionaler Energieanbieter versorgen wir als Wien Energie zwei Millionen Menschen und 230.000 Gewerbe- und Industrieanlagen zuverlässig mit Energie. Für uns stehen Versorgungssicherheit und Klimaschutz an oberster Stelle. Wir verfolgen das Ziel, aufbauend auf einer integrierten Strom-, Wärme- und Kälteversorgung Wiens, eine langfristig klimaneutrale Energieversorgung zu sichern. Unser Ziel ist es, Wien bis 2040 klimaneutral zu gestalten.
Hochflexible grüngasbasierte thermische Kraftwerke werden auch künftig eine zentrale Rolle für die Wärme- und Stromversorgungssicherheit in Österreich spielen. Derzeit fehlen die Rahmenbedingungen für notwendige Investitionen in diese Anlagen, insbesondere die Einführung eines Kapazitätsmechanismus in Österreich. Daher ist ein intensiver Diskurs über die Ausgestaltung der Rahmenbedingungen erforderlich. Über thermische Kraftwerke hinaus tragen Großwärmepumpen und Wärmespeicher sowie E-Heizer zur Flexibilitätsbereitstellung im Strommarkt und in der Wärme- und Kälteerzeugung bei. Daher sind diese Technologien entscheidend für den Erfolg eines zukünftigen, dekarbonisierten Energiesystems.
Vor diesem Hintergrund wurden folgende zentrale Thesen im Projektfortlauf entwickelt, die unter Verwendung des Energiesystemmodells der APG quantifiziert und untersucht werden konnten:
Ergebnisse auf einen Blick
Für das Erreichen der ambitionierten Klimaziele ist ein massiver Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugung notwendig. Vor allem Wien leistet durch den starken Ausbau von PV auf Dach- und Freiflächen einen wichtigen Beitrag zur Dekarbonisierung.
Großbatteriespeicher leisten einen wichtigen Beitrag zur Versorgungssicherheit und erhöhen die Stabilität des Stromnetzes. Zusätzlich unterstützen sie die Integration erneuerbarer Energieträger in das Energiesystem.
Die Fernwärmeversorgung der Zukunft erfordert ein vielseitiges Erzeugungsportfolio, das Großwärmepumpen, Tiefengeothermie, Müllverbrennungsanalgen mit CO2-Abscheidung und hochflexible grüngasbasierte thermische Kraftwerke umfasst.
Wärmespeicher, Wärmepumpen und dekarbonisierte KWKs sowie Spitzenlastkessel bieten die notwendige Flexibilität, um Versorgungssicherheit für die Fernwärme zu gewährleisten. Zudem sorgen diese Technologien für ein effizientes, sektorgekoppeltes Gesamtsystem.
Für ein klimaneutrales Österreich sind Investitionen in thermische Kapazitäten, die vor allem mit Grüngas betrieben werden, essenziell, um die Versorgungssicherheit im Strom- und Wärmesektor zu gewährleisten. Aktuell fehlen jedoch die notwendigen Rahmenbedingungen für diese Investitionen.
Grüne Gase wie Biomethan und Wasserstoff spielen eine entscheidende Rolle bei der Dekarbonisierung. Neben Grüngas-Importen gewinnt die inländische Produktion von Grüngas bis 2050 zunehmend an Bedeutung.
Die Ergebnisse der modellbasierten Untersuchungen im Rahmen von zusammEn2040 im Detail
Auf Basis der von Wien Energie getätigten Annahmen und der folglich eingegebenen Modellparameter berechnet das Energiesystemmodell (ESM) ein „optimales“ Energiesystem am Pfad bis 2050. Die wichtigsten Erkenntnisse werden hier dargestellt:
Erneuerbaren Ausbau ist Grundlage für Erreichung Klimaziele
Der Strombedarf in Österreich verdoppelt sich bis 2040 beinahe. Innerhalb Wiens wird vor allem die PV-Erzeugung stark ausgebaut. Im Sommer deckt die Photovoltaik einen signifikanten Anteil des Energiebedarfs, während im Winter die hochflexiblen thermischen Kraftwerke sowie Stromimporte dominieren.
Stromerzeugungszeitreihe in Wien in 2040 in MWh
Batteriespeicher leisten wichtigen Beitrag zu Versorgungssicherheit
Der Ausbau der Batteriespeicher ist Teil des Gesamtumbaus der Stromversorgung. Das Stromsystem wird in Zukunft durch einen sehr hohen Anteil volatiler Erzeugung (Windkraftwerke und PV) bestimmt. Ein hoch volatiles Erzeugungssystem benötigt wesentlich mehr Batteriespeicher um die Last in Zeiten hoher erneuerbarer Erzeugung zu verschieben. Investitionen in Batteriespeicher und verfügbare Kraftwerkskapazitäten sind technisch notwendig und tragen dazu bei den Investitionsbedarf für den Ausbau von Netzkapazitäten zu reduzieren. Somit können die Kosten für KonsumentInnen gedämpft werden.
Großbatteriespeicher in Österreich nehmen in den kommenden Jahren auf 3,2 GW deutlich zu. Diese Technologie trägt erheblich zur Dekarbonisierung bei, da sie eine zuverlässige und flexible Nutzung von Strom aus erneuerbaren Quellen ermöglicht. Damit leistet sie einen wichtigen Beitrag zur Versorgungssicherheit und erhöht die Stabilität des Stromnetzes.
Im Gegensatz zu hydraulischen Pumpspeicherkraftwerken sind Großbatteriespeichersysteme derzeit doppelt belastet: Sie müssen sowohl für die Aufnahme von Strom (Einspeicherung) als auch für die Abgabe ins Netz (Ausspeicherung) Netzentgelte, Steuern und Abgaben entrichten. Daher braucht es ein Level-Playing Field bei den Gebühren für Speichertechnologien, um faire Wettbewerbsbedingungen zu gewährleisten.
Installierte Kapazität von Großspeicherbatteriespeichern in AT in 2040 in GW
Großbatterie Ein- und Ausspeicherung in AT in 2040 in MWh Strom
Fernwärmeversorgung erfordert breites Erzeugungsportfolio
Die Fernwärmeerzeugung der Zukunft beruht auf dem Zusammenspiel vielfältiger Technologien – von Power-to-Heat-Lösungen wie Großwärmepumpen und Elektroheizgeräten über Geothermie bis hin zur Abfall- und Biomasseverbrennung sowie der Nutzung thermischen Kraftwerken.
Auch in Zukunft bleibt der Einsatz steuerbarer thermischen Kraftwerken unverzichtbar, um die Bedarfsdeckung im Wärme- und Stromsektor sicherzustellen. Zukünftig werden diese Anlagen mit grünen Gasen wie Wasserstoff und Biomethan betrieben.
Entwicklung der Fernwärmebereitstellung in AT in TWh Wärme
Flexibilitäten unterstützen Versorgungssicherheit in der Fernwärmebereitstellung
Flexible Technologien wie Großwärmepumpen und thermische Kraftwerke werden in Zukunft eine entscheidende Rolle bei der Bereitstellung von Fernwärme spielen, insbesondere in der Heizsaison. Gleichzeitig können diese Technologien Flexibilität im Stromsektor bereitstellen.
Zur Deckung der Spitzenlast spielen neben KWK-Anlagen auch dekarbonisierte Heizkessel und Wärmespeicher eine zentrale Rolle. Die Ergebnisse verdeutlichen zudem die zunehmende Bedeutung von Wärmespeichern für die Fernwärmebereitstellung. Wärmespeicher werden hauptsächlich für den täglichen und mehrtägigen Ausgleich genutzt.
Fernwärmeerzeugungszeitreihe in AT im Jahr 2040 in MWh (Tagessummenwerte)
Grüngasbasierte hochflexible thermische Kraftwerke sichern Stromversorgung in Dunkelflaute
Hochflexible thermische Kraftwerke werden auch künftig eine zentrale Rolle für die Wärme- und Stromversorgungssicherheit in Österreich spielen. Obwohl die Anlagen in Zukunft mit geringeren Volllaststunden betrieben werden, bleiben sie unverzichtbar, insbesondere zur Abdeckung von Spitzenlasten im Wärme- und Stromsektor während der kalten Dunkelflaute.
Derzeit fehlen die notwendigen Rahmenbedingungen für Investitionen in diese Anlagen, wie etwa die Einführung eines Kapazitätsmarkts in Österreich. Daher ist ein intensiver Diskurs über die Ausgestaltung der Rahmenbedingungen erforderlich.
Stromerzeugungszeitreihe von Grüngas Kraftwerken in 2040 in AT in MWh
Nachfrage nach grünen Gasen steigt massiv an in dekarbonisiertem Energiesystem
Die Produktionskapazitäten für Erneuerbare Gase (Biomethan und Wasserstoff) müssen bis 2050 erheblich ausgebaut werden, insbesondere Elektrolyse und Biomethananlagen. Diese Kraftwerke leisten einen bedeutenden Beitrag zur Erreichung der Klimaneutralität in Österreich. Die Elektrolysekapazität von grünem Wasserstoff trägt maßgeblich zur Dekarbonisierung bei und steigt bis 2050 auf 3.8 GW Wasserstoffproduktion (bzw. 4,8 GW elektrischer Leistung). Im Jahr 2040 werden Biomethananlagen mit einer Kapazität von 1,2 GW in Betrieb sein, die etwa 10 TWh Biomethan pro Jahr erzeugen.
Entwicklung der installierten Wasserstoff- und Biomethanproduktionskapazitäten in GW thermisch
