Optimale Versorgung mit Energiedienstleistungen
Optimal Supply with Energy Services
Wissenschaftsdisziplinen
Andere Technische Wissenschaften (90%); Umweltingenieurwesen, Angewandte Geowissenschaften (10%)
Keywords
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ENERGY SERVICES,
SOCIETAL COSTS,
HOUSEHOLDS,
LIFE-CYCLE ANALYSIS,
EXTERNAL COSTS
In den Industrieländern ist die Versorgung von Wohngebäuden mit Energiedienstleistungen durch den Verbrauch von erschöpfbaren größtenteils importierten Energieträgern und durch hohe Verluste auf Grund von niedriger Effizienz der Umwandlungstechnologien (bzw. von schlechter thermischer Ge-bäudequalität und einer zentralen Versorgungsstruktur) charakterisiert. Sie hat außerdem massive Umweltauswirkungen - nicht zuletzt durch den hohen Anteil an grauer Energie, die zur Erzeugung von Umwandlungstechnologien aufgewendet wird. Die Grundidee dieses Projektes ist, dass diese Versorgungsstruktur in Richtung eines nachhaltigen Systems verändert werden kann, wenn Technologien in - aus Sicht der Gesellschaft - optimaler Weise ausgewählt werden. Daher sind die in diesem Antrag zu beantworteten Kernfragen: Wie würde eine aus gesellschaftlicher Sicht optimale Versorgung von Haushalten mit Energiedienstleistungen aussehen? Welche Technolo-gien sind für die optimale Versorgung von Priorität? Auf welche Weise kann diese optimale Versor-gung - dynamisch gesehen - erreicht werden? Das Hauptoptimierungsziel ist in diesem Zusammenhang gesellschaftliche Kosten zu minimieren (d.h. die Summe aus externen und betriebswirtschaftlichen Kosten) indem der Entscheidungsprozeß von privaten Haushalten modelliert wird. Zwecks Abschätzung der Sensitivität der erhaltenen Lösung werden außerdem andere Optimierungsziele, wie die Minimierung von betriebswirtschaftlichen Kos-ten, von Treibhausgasemissionen und von grauer Energie, angewendet. Bei dem im Folgenden beschriebenen methodischen Vorgehen werden der aktuelle Gebäudebestand und Neubauten getrennt behandelt: (1) Die untersuchten Wohngebäudetypen werden definiert und (2) der Endenergieverbrauch der drei wichtigsten Energiedienstleistungen (Heizen, Warmwasserbereitung und Elektrizitätsverbrauch der Geräte) wird modelliert. (3) Die in diesem Projekt behandelten Technologien werden in einer umfas-senden Datenbank erfaßt, die Parameter wie Jahresnutzungsgrade, Kosten, Lernkurven, etc. umfaßt. (4) Der Entscheidungsprozeß von privaten Haushalten für die unterschiedlichen Optimierungsziele wird modelliert. (5) Er wird dynamisiert und auf Österreich angewendet. Dabei werden verschiedene Zeitabschnitte (z.B. 2000 - 2030) untersucht. (6) Schließlich werden die Ergebnisse des Hauptopti-mierungsziels mit denen der anderen Methoden verglichen und Notwendigkeiten für technologischen Fortschritt, F&E - Bedarf zur Reduktion von Investitionskosten und mögliche effiziente energiepoliti-sche Strategien abgeleitet.
Ein großes Potential an Treibhausgas- und Energieverbrauchsreduktion liegt in der thermisch-energetischen Verbesserung des Gebäudebestands. Bei der Auswahl von Technologien bzw. Maßnahmen zur Erschließung dieses Potentials können aus gesellschaftlicher Sicht folgende Ziele verfolgt werden: Minimiere soziale Kosten (= Summe aus monetären und externen Kosten) Minimiere Treibhausgasemissionen (kumuliert, Investition und Betrieb) Minimiere Energieverbrauch (kumuliert, Investition und Betrieb) Im gegenständlichen Projekt wird mittels eines eigens entwickelten Simulationsmodells untersucht, welchen Einfluß oben genannte Ziele auf Technologiewahl, Treibhausgasemissionen und Energieverbrauch für Beheizung und Warmwasserbereitung im österreichischen Wohngebäudebestand bis zum Jahr 2020 haben. Die Ergebnisse bei Anwendung oben genannter Ziele werden mit dem Ziel "minimiere monetäre Kosten" kontrastiert, womit der Entscheidungsprozess eines im engeren ökonomischen Sinn rational entscheidenden Konsumenten abgebildet wird. Wesentliche Rahmenbedingungen wie beispielsweise Entwicklung von Energiepreisen oder maximale Sanierungsraten wurden in einem "Baseline-Szenario" definiert. Unter Annahme des Baseline-Szenarios können bei allen Optimierungszielen substantielle Reduktionen an jährlichen Treibhausgasemissionen erreicht werden, selbst im Fall "minimiere monetäre Kosten" (33% Reduktion, Vergleich 2020 - 2002, ohne Neubau). Weitergehende Reduktionen in den Fällen "minimiere soziale Kosten" (40%) und "minimiere Lebenszyklus- Treibhausgasemissionen" (49%) sind zu stark differierenden Kosten für die zusätzlich eingesparten Treibhausgasemissionen möglich. Die Kosten für jede zusätzliche eingesparte Tonne CO 2 (-Äquivalent) im Vergleich zum Szenario "minimiere monetäre Kosten" sind für den Fall "minimiere soziale Kosten" beinahe um den Faktor 4 niedriger als bei Anwendung des Ziels "minimiere Lebenszyklus-Treibhausgasemissionen". Im Fall "minimiere Lebenszyklus-Treibhausgasemissionen" kommen also relativ teure Technologien (z.B. teilsolare Raumheizung) zum Einsatz. In jedem Simulationsfall unter Preisannahmen des Baseline-Szenarios erfolgt ein massiver Wechsel weg von Ölheizungen, außer bei "minimiere monetäre Kosten" gibt es auch einen - allerdings geringer ausgeprägten - Trend weg vom Erdgas. Dies deutet darauf hin, dass zur Zeit vorherrschende Energiepreisrelationen mit moderat ansteigender Tendenz Anreiz genug für diesen Energieträgerwechsel bei nüchterner ökonomischer Kalkulation sein sollten. Die Bedeutung von Fernwärme und Biomasse-Energieträgern wächst. Die Modellresultate lassen erkennen, dass es möglich ist, durch Förderungen (Investitionszuschüsse) die Energieversorgung im Wohngebäudebereich in Richtung gesellschaftlich optimaler Pfade zu lenken. Es existiert jedoch ein Spannungsfeld zwischen Effizienz (Verhältnis von eingesparten Treibhausgasemissionen zum Gesamtvolumen an von der öffentlichen Hand gewährten Geldmitteln) und Effektivität (Gesamtvolumen an eingesparten Treibhausgasemissionen) verschiedener Fördermodelle, das es im Zuge des politischen Entscheidungsprozess zu lösen gilt.
- Technische Universität Wien - 100%