Dekarbonisierung Wiens 2040
Das Wichtigste in Kürze
- Die wichtigsten Hebel für die Dekarbonisierung beinhalten die Ausweitung des Fernwärmenetzes und die Substitution der fossilen Energieträger.
- Die fossile Stromproduktion in Wien wird durch die Ausweitung erneuerbarer Erzeugung und Stromimporte ersetzt.
- In der Mobilität werden Erdölprodukte durch Strom ersetzt. Für Raumwärme und Warmwasser wird Erdgas durch Fernwärme und Strom (via Wärmepumpen) substituiert.
- Zudem reduzieren thermische Sanierung und die Effekte des Klimawandels den Wärmebedarf in Wien bis 2040.
- Die Maßnahmen für eine nachhaltige Wärmewende beinhalten die Stärkung von Tiefengeothermie, Großwärmepumpen und Grüngas-betriebenen Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen. Tiefengeothermie und Großwärmepumpen werden an Stelle von Gas-KWK die dominierende Technologie in der Fernwärmeerzeugung.
- Es ist zudem unerlässlich, Nahwärmelösungen, wie Inselnetze oder Quartierslösungen, weiter auszubauen, um eine effiziente und nachhaltige Energieverteilung zu gewährleisten.
Die Vision für ein CO2-freies Wien: Aktualisierung der Dekarbonisierungsstudie 2021
Die Wiener Regierungskoalition hat sich auf das Ziel "Wien wird bis 2040 klimaneutral" verständigt. Wie kann das Wiener Energiesystem den neuen politischen Vorgaben gerecht werden? Um diese Frage beantworten zu können, haben wir im Rahmen einer großangelegten Studie die Entwicklung des Wiener Energiesystems modelliert, wobei die Netto-CO2-Emissionen in Wien bis 2040 auf null reduziert wurden. Die Studie zeigt die ökonomischen Auswirkungen auf und liefert eine Darstellung, wie die gesetzten politischen Ziele möglichst effizient erreicht werden können. Im Rahmen der Studie wurden die Sektoren Wärme und Klimatisierung, Mobilität und sonstiger Energiebedarf sowie der daraus resultierende Strombedarf analysiert.
Durchgeführt wurde die Studie von Wien Energie mit dem internationalen Wirtschaftsberatungsunternehmen Compass Lexecon im Jahr 2021, um zu modellieren, wie das Wiener Energiesystem die Netto-CO2-Emissionen bis 2040 auf null reduzieren kann. Die Annahmen der Studie wurden nun Ende 2023 aktualisiert, um präzisere Informationen für eine effiziente Umsetzung der politischen Ziele bereitzustellen.
Die wichtigsten Änderungen ergeben sich aus der Überarbeitung der Nutzenergieanalyse (NEA), der Anpassung der Bevölkerungsprognose sowie Modifikation der Smart City Ziele. Die Ausgangsbasis des Nutzenergiebedarfs wurde durch eine Aktualisierung der Nutzenergieanalyse (inkl. neuer Sektorzuordnungen) der Statistik Austria erhöht, wobei eine Heizgradtagbereinigung berücksichtigt worden ist. Darüber hinaus legt die aktuelle Projektion der Bevölkerungsentwicklung nahe, dass das künftige Wachstum der Bevölkerung höher ausfallen wird, welches einen Einfluss auf den Nutzenergiebedarf und somit die Dekarbonisierungsstrategie der Stadt Wien hat. Schließlich beinhalten die Smart City Ziele der Stadt Wien eine Reduktion des pro Kopf Endenergieverbrauchs (Heizen, Kühlen, Warmwasser), der unter anderem durch Energieeffizienzgewinne durch Sanierungen im Gebäudebestand sinkt.
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Wärmesektor mit größten Herausforderungen
Von allen analysierten Sektoren erfordert der Wärmebereich (Niedertemperaturwärme, d. h. Raumwärme und Warmwasser) die größten Investitionen innerhalb Wiens zur Erreichung der Dekarbonisierungsziele. Insbesondere die in Wien verbreiteten wohnungsindividuellen Gasthermen sind ab 2040 nicht mehr vorgesehen. Die Dekarbonisierung wird daher nur durch einen umfangreichen Systemwechsel bei Heizen und Warmwasser erreicht. Die Fernwärme spielt dabei eine wesentliche Rolle, während Grüngas in der Individualwärme weitestgehend nicht zum Einsatz kommen soll.
2040 sollen 56% des Wärmebedarfs in Wien über die Fernwärme abgedeckt werden. Geothermie und Großwärmepumpen werden dabei mehr als die Hälfte der Fernwärme produzieren, der Anteil an Heizkraftwerken geht massiv zurück. Während die Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen heute rund 52% der Wärme-Produktion ausmachen, liegt ihr Anteil 2040 nur mehr bei 13%. Ab den 2030er Jahren werden diese zunehmend mit Grünem Gas betrieben und erreichen so bis 2040 Null-Emissionen. Der übrige Teil wird im Wesentlichen durch die Müllverbrennungsanlagen und Abwärme aus der Industrie abgedeckt.
Auswirkungen der Änderungen auf den Wärmeverbrauch
Der wichtigste Hebel für die Dekarbonisierung des Wärmemarktes ist, neben der Senkung des Verbrauchs durch Gebäudesanierungen, die Ausweitung und Dekarbonisierung des Fernwärmenetzes in Wien sowie die Substitution aller fossilen Energieträger.
Der Niedertemperaturwärmemarkt in Wien besteht aus Raumwärme und Warmwasser. Dieser ist aktuell von Gasheizungen in der Individualwärme und der Nutzung von Fernwärme dominiert. Heizöl und Biomasse decken den Rest ab, während Strom und Wärmepumpen eine untergeordnete Rolle spielen. Der wesentliche Unterschied zur Dekarbonisierungsstudie 2021 liegt in der Erhöhung des projizierten Nutzenergiebedarfs im Wärmesektor auf 14,6 TWh (Hauptszenario) im Jahr 2040. Dieser Bedarf berücksichtigt die Bevölkerungsentwicklung, Sanierungsrate sowie klimatische Effekte. Um einen Teil der prognostizierten Erhöhung des Nutzenergiebedarfs zu decken, wird auch der projizierte Fernwärmebedarf auf insgesamt 7,8 TWh (beziehungsweise 8,4 TWh inkl. Verteilverluste) erhöht angenommen und stellt damit die maximale Wärmemenge dar, die mit heutigem Wissen aufgebracht werden kann. Andere Technologien, darunter Wärmepumpen (Strom und Umweltwärme), Inselnetze (ebenfalls auf Basis von Wärmepumpen) und Stromdirektheizungen, sollen die zusätzliche Energieanforderung decken.
Trotz des projizierten Bevölkerungszuwachses in Wien wurde auf Basis der Smart City Ziele bis 2040 ein sinkender Bedarf an Niedertemperaturwärme ermittelt. Hauptgründe dafür sind Sanierungen und die Auswirkungen des Klimawandels selbst. Der Gesamtwärmebedarf im Jahre 2040 liegt ca. 7 % unter dem Bedarf im Jahre 2021.
Bis 2040 strebt Wien eine vollständige Dekarbonisierung der Niedertemperaturwärme an. Dies erfordert jedoch eine verstärkte Entwicklung von Tiefengeothermie und Großwärmepumpen. Um den höheren Nutzenergiebedarf zu decken, steigt im Vergleich zur Studie von 2021 die gesamte Fernwärmeaufbringung für 2040 auf 8,40 TWh, anstatt der ursprünglich angenommenen 7,55 TWh. Das Tiefengeothermie-Potenzial wird konservativer auf 2,2 TWh für 2040 geschätzt (vgl. 2021: 2,25 TWh), um ein robustes Szenario zu gewährleisten und den technologischen Eigenschaften der Tiefengeothermie gerecht zu werden. Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWKs) bleiben für besonders kalte Tage weiterhin entscheidend, jedoch wird in 2040 ausschließlich auf den Betrieb von KWKs mit Grüngas gesetzt, um die Dekarbonisierungsziele zu erreichen.
Elektrifizierung der Mobilität treibt Strombedarf an
Laut Studie ist durch den Hochlauf der Elektromobilität und der Produktion von Wasserstoff für Schwerlastverkehr die Mobilität der stärkste Treiber für zusätzlichen Strombedarf. Dieser wird 2040 bei 3,15 TWh liegen und sich damit im Vergleich im Sektor Mobilität zu heute versiebenfachen.
In Summe führen die analysierten Dekarbonisierungsmaßnahmen zu einer deutlichen Steigerung des Strombedarfs Wiens bis 2040. Ausgehend von 2019 mit ca. 9,5 TWh steigt der Strombedarf laut Studie bis 2040 um circa 65% auf 15,5 TWh. Gleichzeitig wird durch den Rückgang der Erzeugung in den Wiener kalorischen Kraftwerken, die Stromerzeugung in Wien sinken. Dies kann nicht nur durch den PV-Ausbau kompensiert werden. Der Bedarf von Strom aus dem Umland Wiens wird stiegen.
Der Wärmebedarf hingegen nimmt – trotz Bevölkerungswachstums – durch Effekte der Sanierung und des Klimawandels um 18% ab. Insgesamt sinkt der Endenergiebedarf Wiens bis 2040 deutlich um rund 27%.
Der erhöhte Energiebedarf erfordert zusätzliche Investitionen
Insgesamt zeigt sich, dass zur Erreichung des Ziels, Wien bis 2040 klimaneutral zu machen, erhebliche Anstrengungen und beträchtliche Investitionen erforderlich sind. Gleichzeitig ergeben sich aus diesen umfangreichen Investitionen aber auch Chancen für den Wiener Wirtschaftsstandort und Arbeitsmarkt.
Bis 2040 entfallen die meisten Dekarbonisierungsinvestitionen in Wien auf den Wärmesektor. Die aktualisierten Daten und Preisänderungen führen zu höheren Kosten im Vergleich zur Studie von 2021. Der erweiterte Ausbau von Fernwärme und Inselnetzen um 1,5 TWh bis 2040 bedeutet zusätzliche Investitionen von knapp 3,5 Mrd. Euro im Vergleich zu den Annahmen von 2021. Der verstärkte Fernwärmeausbau erfordert rund 1 Mrd. Euro zusätzliche Investitionen im Vergleich zur vorherigen Studie, zusätzlich zu den Kosten für den Inselnetzausbau.
Wien Energie investiert bis 2026 1,2 Mrd. Euro in den Umbau des Energiesystems - eine Klimamilliarde für Wien. Rund 400 Mio. Euro sind dabei für den Ausbau erneuerbaren Stromproduktion reserviert. Für die Wärmewende nimmt Wien Energie ebenfalls 400 Mio. Euro in die Hand, 200 Mio. gehen in Digitalisierung, Innovation und E-Mobilität und rund 250 Mio. Euro in Versorgungssicherheit.
Investitionen erfordern zielgerichtete Rahmenbedingungen
Die zur Dekarbonisierung Wiens bis 2040 erforderlichen umfangreichen Investitionen erfordern zielgerichtete politische und regulatorische Rahmenbedingungen. Dies betrifft insbesondere Anreize für:
- die umfangreiche thermische Sanierung und den Heizungswechsel
- den Ausbau der Fernwärme und die Investition in dekarbonisierte Produktionstechnologien
- die Verfügbarkeit und den Einsatz grüner Gase in der Fernwärme- und Stromproduktion
- die Nutzung von CO2-Abscheidung für sonst nicht vermeidbare fossile CO2-Emissionen
- die Errichtung von Ladepunkten für Elektroautos – insbesondere im nicht-öffentlichen Bereich
- den Ausbau der erneuerbaren Stromproduktion in Wien und dem Rest Österreichs.
Fokus Wärmesektor: Notwendige Prämissen sowie Rahmenbedingungen für die Dekarbonisierung des Wärmesektors
Die Dekarbonisierung des Wiener Wärmesektors basiert auf mehreren Schlüsselprämissen. Hierbei liegt der Fokus des Ausbaus des zentralen Fernwärmenetzes auf dicht besiedelten Gebieten, die durch Nachverdichtung und die Erschließung ausgewiesener Bereiche optimiert werden. Gleichzeitig werden einheitliche Baukostenzuschüsse und Tarife für den Neuanschluss entwickelt, um die notwendigen Rahmenbedingungen zu gewährleisten.
In Neubaugebieten setzt man vorrangig auf die Integration von Wärmepumpen und innovativen Nahwärmenetzen, während in Fernwärmegebieten eine hohe Anschlussdichte für eine effiziente Infrastrukturnutzung angestrebt wird. Außerhalb dieser Gebiete erfolgt die Wärmeversorgung hauptsächlich durch Wärmepumpen und Inselnetze. Ein entscheidender Aspekt für die Dekarbonisierung bis 2040 ist die umfassende Renovierung und Sanierung des Gesamtgebäudebestands. Diese Maßnahme ist entscheidend, um möglichst viele Objekte an das Fernwärmenetz anzuschließen, eine breite Dekarbonisierung zu ermöglichen und gleichzeitig die Energiekosten für Endkund*innen zu senken.
Diese dargestellte Entwicklung der Dekarbonisierung der Wärmeversorgung unter Wahrung der Versorgungssicherheit setzt spezifische Rahmenbedingungen voraus. Dies beinhaltet klare Vorgaben für den Austausch fossiler Heizsysteme, die Integration von Gebietsfestlegungen in die Energieraumplanung, eine gezielte Förderung entlang dieser Planung sowie die finanzielle Absicherung der Risiken im Zusammenhang mit den Infrastrukturkosten. Diese Rahmenbedingungen sind grundlegend, um einen effektiven und nachhaltigen Weg zur Dekarbonisierung der Wärmeversorgung zu gewährleisten.