Roadmap Smart Grids Austria - Der Weg in die Zukunft der elektrischen Stromnetze! Pathway to the future of electrical power grids!
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Roadmap Smart Grids Austria Der Weg in die Zukunft der elektrischen Stromnetze! Pathway to the future of electrical power grids! smartgrids.at
Roadmap Smart Grids Austria 1 Roadmap Smart Grids Austria Andreas Lugmaier, Helfried Brunner, Wolfgang Prüggler, Nathalie Glück, Friederich Kupzog, Hubert Fechner, Ursula Tauschek, Thomas Rieder, Karl Derler, Thomas Mühlberger u.a. Der Weg in die Zukunft der elektrischen Stromnetze! Pathway to the future of electrical power grids!
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Impressum
FEEI – Fachverband der Elektro- und Elektronikindustrie
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Österreichs E-Wirtschaft
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Tel.: +43 1 50198 0, Fax: +43 1 501 98 900, E-Mail: info@oesterreichsenergie.at, oesterreichsenergie.atRoadmap Smart Grids Austria 3
Inhalt4
Einleitung ..................................................................................................................................................................... 6
Executive Summary..................................................................................................................................................... 8
1. Roadmap Smart Grids Austria ....................................................................................................................... 12
1.1 Motivation der Roadmap ........................................................................................................................... 12
1.2 Methodik: „Backcasting“ ............................................................................................................................ 13
1.3 Aufbau der Roadmap ................................................................................................................................ 13
2. Definition und Nutzen von Smart Grids ....................................................................................................... 14
2.1 Definition ................................................................................................................................................... 14
2.2 Nutzen von Smart Grids ............................................................................................................................ 16
2.2.1 Allgemeiner Nutzen von Smart Grids .................................................................................................... 16
2.2.2 Nutzen von Smart Grids für die jeweiligen Fokusgruppen..................................................................... 17
3. Ausgangssituation für die Entwicklung von Smart Grids ........................................................................... 20
3.1 Energieszenarien 2020 / 2050 ................................................................................................................... 20
3.1.1 Europäische und nationale Ziele ........................................................................................................... 20
3.1.2 Treiber und Trends ............................................................................................................................... 21
3.2 Herausforderungen für das Stromsystem .................................................................................................. 25
3.3 Beispiele für Marktpotentiale und die Positionierung österreichischer Unternehmen ................................. 27
3.3.1 Beispiel für das netz- und energieseitige Marktpotential ....................................................................... 27
3.3.2 Erzeugerseitige Marktpotentiale............................................................................................................ 27
3.3.3 Verbraucherseitige Marktpotentiale ...................................................................................................... 28
3.4 Österreichische Position im internationalen F&E-Umfeld........................................................................... 29
3.4.1 Internationale Aktivitäten und Beispiele für Forschungsrahmenbedingungen ....................................... 29
3.4.2 Österreichische Smart Grid Aktivitäten, Umfeld und Forschungsrahmenbedingungen ......................... 34
3.4.3 Österreichische Stärkefelder ................................................................................................................. 37
4. Smart Grids Vision @ 2050 ............................................................................................................................. 38
5. Anforderung an die Umsetzung..................................................................................................................... 39
5.1 Was ist notwendig auf dem Weg zur Smart Grid Vision?........................................................................... 39
5.2 F&E-Handlungsbedarf und Fragen ............................................................................................................ 39Roadmap Smart Grids Austria 5
5.2.1 Kunde und Markt / Regulierung ............................................................................................................ 40
5.2.2 Systembetrieb- und -management ........................................................................................................ 46
5.2.3 Kommunikations- und Informationsinfrastruktur .................................................................................... 49
5.2.4 Intelligente Komponenten ..................................................................................................................... 54
5.3 Energiepolitische und organisatorische Herausforderungen...................................................................... 57
6. Die Implementierungsstrategie – Österreichs Antworten und Aktivitäten .................................................. 59
6.1 Nationale Technologie Plattform Smart Grids Austria................................................................................ 59
6.1.1 Ziele der NTP Smart Grids Austria........................................................................................................ 59
6.1.2 Struktur ................................................................................................................................................. 60
6.2 Smart Grids Austria Implementierungsstrategie für F&E und Demonstration ............................................ 61
6.2.1 Zeitlicher Verlauf und erwartete Kosten ................................................................................................ 61
6.2.2 Bereich Kunde & Markt / Regulierung ................................................................................................... 63
6.2.3 Bereich Systembetrieb und Management ............................................................................................. 66
6.2.4 Bereich Kommunikations- und Informationsinfrastruktur ....................................................................... 68
6.2.5 Bereich Intelligente Komponenten ........................................................................................................ 70
6.2.6 Motivation, Herausforderungen, Handlungsempfehlungen, Eigenleistungen und Nutzen der
Implementierungsstrategie ................................................................................................................................ 72
7. Zusammenfassung und Empfehlungen ........................................................................................................... 76
7.1 Hintergrund ............................................................................................................................................... 76
7.2 Definition, Nutzen und Kosten von Smart Grids ........................................................................................ 77
7.3 Österreichische Ausgangsbasis ................................................................................................................ 78
7.4 Vision und Fokus der Roadmap Smart Grids Austria ................................................................................ 78
7.5 F&E-Schwerpunkte der Roadmap ............................................................................................................. 79
7.6 Die österreichische Smart Grids Implementierungsstrategie im Überblick................................................. 80
7.7 Empfehlungen für Politik, Regulativ und Fördergeber ............................................................................... 82
Autoren der Roadmap ............................................................................................................................................... 87
Quellenverzeichnis .................................................................................................................................................... 90
Referenzen ................................................................................................................................................................. 916
EinleitungRoadmap Smart Grids Austria 7
Die Roadmap Smart Grids Austria zeigt einen koordinier- Vorstand NTP Smart Grids Austria
ten, strukturierten und kontinuierlich abgestimmten Weg (Dezember 2009)
zu Smart Grids auf. Die Roadmap skizziert damit, welche
Schritte an Innovationen notwendig sind, um die Vision
Dipl.-Ing. Andreas Lugmaier
einer auch in der Zukunft sicheren und nachhaltigen
Koordinator und Vorstandsmitglied der österreichischen
elektrischen Energieversorgung in Österreich zu verwirk-
Technologieplattform Smart Grids Austria
lichen. Der Weg von der aktuellen Ausgangssituation hin
Leiter des Bereiches Smart Grids der Siemens AG Öster-
zu dieser Vision wird aus der Sicht der Technologieplatt-
reich, Corporate Technology CEE
form Smart Grids Austria beschrieben. Diese Plattform ist
ein Zusammenschluss von etwa 30 (Stand Dezember
2009) österreichischen Stakeholdern im Bereich der Dipl.-Ing. Dr. Klaus Bernhardt
elektrischen Energieversorgung. Sie verfolgt das Ziel, Vorstandsmitglied (Vertreter der Industrie) der österrei-
gemeinsame Kräfte für zukünftig intelligentere Stromnet- chischen Technologieplattform Smart Grids Austria
ze zu bündeln, um eine energie- und kosteneffiziente FEEI – Fachverband der Elektro- und Elektronikindustrie
Energieversorgung zu unterstützen.
Mit der Roadmap Smart Grids Austria ist es gelungen, Dipl.-Ing. Ursula Tauschek
entscheidende Faktoren für mögliche Wege in Richtung Vorstandsmitglied (Vertreterin der Elektrizitätswirtschaft)
Smart Grids zu identifizieren. Die Mitglieder betrachten der österreichischen Technologieplattform Smart Grids
diese Roadmap als den ersten Schritt eines weiterfüh- Austria
renden Prozesses zur Implementierung von Smart Grids Leitung Bereich Netze
in Österreich. Die Leser dieser Roadmap sind dazu Oesterreichs Energie
eingeladen, diesen Entwicklungsprozess gemeinsam mit
der Technologieplattform Smart Grids Austria in Zukunft
Dipl.-Ing. Hubert Fechner
intensiv weiterzuführen.
Vorstandsmitglied (Vertreter der Forschung) der österrei-
Nationale Technolgieplattform Smart Grids Austria chischen Technologieplattform Smart Grids Austria,
www.smartgrids.at Leitung Institut für Erneuerbare Energie
koordinator@smartgrids.at FH Technikum Wien8
Executive SummaryRoadmap Smart Grids Austria 9
Eine funkt ionierende, leistungsfähige und effiziente Frage stellen, welche Lösungen für die kommenden
Energieversorgungsinfrastruktur ist Basis für eine nach- Herausforderungen des Stromversorgungssystems der
haltige Entwicklung unserer Wirtschaft. Um auch zukünf- Zukunft existieren bzw. zu entwickeln sind. In diesem
tig diese Basis in Österreich und der EU sicher zu stel- Zusammenhang ist es notwendig, ökonomisch sinnvolle
len, werden und wurden im Energiebereich ambitionierte Schritte zu setzen, um die bestehende Strominfrastruktur
Ziele festgelegt. (Stromerzeugung, -übertragung und Stromverteilung bis
hin zu intelligenten Verbrauchern und Speichern) an die
Diese nationalen und europäischen Ziele, wie
zukünftig gestellten Anforderungen anzupassen.
die Verringerung der CO2-Emissionen,
Einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung dieser Ziele
der Wunsch nach einer erhöhten Energieunabhän-
und Lösungsansätze im Energiebereich sollen in Zukunft
gigkeit,
intelligente Stromnetze (sogenannte Smart Grids) leis-
die Erhöhung der Energieeffizienz und
ten.
der geplante steigende Anteil an erneuerbarer
Energie (34% erneuerbare Energie bis 2020 in Ös-
terreich, Masterplan Wasserkraft, etc.),
Österreich verfügt bereits über großes Know-how, Pro-
aber auch Entwicklungen wie dukte sowie Innovationen im Bereich der Smart Grids.
Das gezielte Engagement in dieser Thematik bietet für
die Anforderungen einer verstärkten Integration von
österreichische Unternehmen sowie für die nationale
dezentralen Stromerzeugungsanlagen,
Forschung die Chance, sich an die Spitze der Weiter-
zielorientierte und optimierte (Re-) Investitionen in
entwicklungen der elektrischen Stromversorgungsstruk-
eine alternde Strominfrastruktur
turen zu stellen und damit einen technologischen Wett-
oder der steigende Stromverbrauch
bewerbsvorteil zu sichern. Auch wissenschaftliche Sym-
bedeuten große Herausforderungen für die zukünftige posien mit der Thematik der Smart Grids dienen diesen
österreichische und europäische Elektrizitätsversorgung. Zwecken und sind in Zukunft integrierender Bestandteil
Zusätzlich wird in Zukunft die Stromversorgungsstruktur der österreichischen Smart Grid Strategie. Dies wird
auch auf eine aktivere Integration der Stromkunden jedoch nur durch forcierte technologische Innovationen
sowie auf größere Kapazitäten an dezentralen mobilen und strategische Kooperation zu erreichen sein!
und stationären Speichermöglichkeiten vorbereitet wer-
Die Europäische Technologieplattform Smart Grids
den müssen.
schätzt, dass zwischen 2003 und 2030 ca. 16.000 Milli-
Die relevanten Akteure in der Stromversorgung und arden Dollar weltweit (~500 Milliarden Euro in Europa)
-bereitstellung müssen sich daher bereits heute die für die Erneuerung und Erweiterung der elektrischen
Abb. 1
Verbraucher Elemente des
Speicher Smart Grid:
Netzkomponenten
Erzeuger
Speicher
Verbraucher
Stromnetz
IT-Infra-
struktur
Markt
zentrale verteilte
Erzeuger Erzeuger10
Infrastruktur notwendig werden.1 Aktuell bietet sich daher
für innovative, in Österreich in diesem Themenbereich
1
Klare energiepolitische Vorgaben in Öster-
aktive Technologielieferanten, eine hervorragende Mög- reich und entsprechende Weichenstellungen
lichkeit zur weltweiten Marktpositionierung.
Um diese bestehenden Chancen optimal nutzen zu
Hinsichtlich der energiepolitischen Ziele sind klare und
können und eine Kooperationsstruktur für interessierte
auch zwischen allen relevanten Ministerien abgestimmte
Unternehmen zu schaffen, wurde im Mai 2008 die Öster-
Vorgaben der österreichischen Bundesregierung not-
reichische Smart Grids Technologieplattform
wendig, die nicht nur qualitative sondern auch quantitati-
(www.smartgrids.at) für alle nationalen Player aus In-
ve Vorgaben beinhalten. Es braucht vor allem im Bereich
dustrie, Energiewirtschaft und Forschung zur abgestimm-
der Stromerzeugung klare Bekenntnisse wie hoch und
ten Behandlung der relevanten Innovations- und For-
auf Basis welcher Energieträger der für die Erreichung
schungsthemen gegründet.
der europäischen Ziele notwendige Anteil von erneuer-
Die nationale Technologieplattform hat folgende Zu- baren Energieträgern sein soll. Es bedarf einer qualitati-
kunftsvision zum Thema Smart Grids erarbeitet (vgl. ven Vorgabe (soweit möglich) für den Energiemix in den
auch Abbildung 1): kommenden Jahrzehnten, damit die österreichische
Energieforschung notwendige Szenarien bilden kann
und sich die Energiebereitstellung darauf einstellen
Smart Grids – Schlüssel
kann. Ebenso bedarf es konkreterer Vorgaben hinsicht-
zur sicheren und nachhaltigen
lich der Energieeffizienz mit konkreten Fahrplänen hin-
Energieversorgung von morgen
sichtlich einer Erreichung der Klimaziele. Zudem erleich-
tern klare politische Vorgaben eine koordinierte Gestal-
Die wesentlichsten Punkte, welche dieser Vision zugrun- tung und Ausrichtung der Forschungsrahmenbedingun-
de liegen, sind: gen. Auch die Fördersysteme (Vergütung für Strom aus
Erneuerbaren, Wohnbauförderung, Elektromobilität, etc.)
1. Zugang für jeden Kunden zu einer sicheren, kos-
sind auf diese Ziele abzustimmen.
teneffizienten und ökologischen Stromversorgung
2. Unterstützung eines kompetitiven, nachhaltigen und Smart Grids bieten der Politik heute die Möglichkeit,
effizienten Marktplatzes durch ein Bündel an Maßnahmen die Weichen für eine
3. Positionierung der im Bereich Smart Grids aktiven zukünftig nachhaltigere, sichere und vor allem kostenef-
österreichischen Technologie-Unternehmen an der fiziente Energieversorgung zu stellen. Werden diese
Weltspitze Maßnahmen versäumt, kann im langfristigen Kontext
daraus nicht nur ein politischer sondern auch ein großer
volkswirtschaftlicher Schaden resultieren. Vor allem ist
Der Weg, wie diese Vision in die Realität umgesetzt
es notwendig, Klarheit bei den rechtlichen, wirtschaftli-
werden kann, wird in dieser Roadmap beschrieben. Die
chen und technischen Rahmenbedingungen zu schaffen,
Roadmap Smart Grids Austria
sowie eine exakte Definition der Rechte und Pflichten
adressiert relevante nationale Schwerpunkte, der Akteure bezüglich Smart Grids zu definieren.
beschreibt die wichtigsten Schlüsselaspekte für die
Modernisierung der Stromnetze,
Kooperation und Schwerpunktsetzung in
2
unterstützt nationale Entscheidungsträger aus Poli-
Technologie- und Forschungsfragen als ent-
tik, Ministerien und Forschungsfördereinrichtungen
scheidender Erfolgsfaktor
mit der Lieferung von fundierten Entscheidungs-
grundlagen,
stellt die Chancen, Herausforderungen und Auswir- Für eine optimale Abstimmung aller nationalen, EU- und
kungen, die sich aus Entwicklungsmöglichkeiten im weltweiten Aktivitäten und der Vermeidung von identen
Technologie-Bereich Smart Grids ergeben, dar und Vorhaben bedarf es insbesondere der Koordination,
zeigt auf, welchen Weg Österreich gehen kann, um Abstimmung und Vernetzung der nationalen und europä-
zukünftig ein Stromversorgungssystem basierend ischen Smart Grid Initiativen.
auf Smart Grids bereitzustellen.
Im breiten Spektrum der Smart Grid Thematik wird die
Die in dieser Roadmap identifizierten Chancen der öster- Schwerpunktsetzung auf ausgewählte technologische
reichischen Forschung und Industrie auf dem Gebiet der und ökonomische Forschungsfelder ein wesentliches
Smart Grids werden im internationalen Vergleich jedoch Erfolgskriterium der beteiligten Firmen, Forschungsein-
nur durch die Umsetzung folgender unterstützender richtungen und Universitäten im internationalen Wettbe-
Maßnahmen zu einem Erfolg geführt werden können: werb darstellen. Österreich verfügt bereits über eine
breite Basis im Bereich Smart Grids, wobei der FokusRoadmap Smart Grids Austria 11
der in Österreich aktuell in Entwicklung befindlichen cherheiten zu quantifizieren ist eine Validierung von
Technologien im Bereich der intelligenten Stromver- Netzabschnitten im realen Betrieb für Analysen erforder-
teilernetze (Smart Distribution Grids) liegt und im lich. Netzbetreiber können Experimente aber nur zulas-
Hinblick auf die internationale Positionierung auch in sen, solange die Versorgungssicherheit gewährleistet ist.
diesem Bereich gezielt ausgebaut werden muss. Die Schrittweise müssen sich daher Entwickler und Wissen-
„Interaktion“ der Steuer- und Regelmöglichkeiten der schaftler gemeinsam mit Netzbetreibern durch vertretba-
Netzinfrastruktur mit den Stromerzeugungsanlagen, re Teilexperimente an die Lösungen herantasten. Die
Verbrauchern und Speichern durch eine zuverlässige Praxisnähe des „Forschungspartners Netzbetreiber“ in
Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) wird Planung und Betrieb sowie der Zugang zum realen Netz
dabei im Mittelpunkt der Forschungsaktivitäten stehen. ermöglichen erst eine effektive angewandte Forschung.
Gemeinsam mit dem Ausbau der geeigneten For-
Doch auch die ökonomischen Aspekte als Basis für den
schungsinfrastruktur, die als eine Kopplung von Simula-
Markteintritt der Technologie bedürfen noch genauerer
tionswerkzeugen und eine physische Netzinfrastruktur zu
Betrachtung. Ein in Zukunft durch Automatisierungstech-
sehen sind, bietet sich eine einzigartige Möglichkeit des
nik erweiterter Strommarkt wird neue Möglichkeiten und
Technologietransfers vom Labor in die Praxis. Der Auf-
Geschäftsmodelle eröffnen, indem auch Ein- und Ver-
bau und Betrieb einer derartigen Forschungsinfrastruktur
käufer von Energie mit geringerem Volumen selbststän-
bedeutet einen Wettbewerbsvorteil Österreichs im Euro-
dig oder kooperativ („Pooling“) kommunizieren und agie-
päischen Forschungsumfeld erreichen zu können.
ren können.
Nur durch intensive Kooperationen zwischen Industrie,
Forschungsinstituten und Stromnetzbetreibern können
3
Ausbauen von wettbewerbsfähigen For-
somit die erwarteten Erfolge erreicht werden. Speziell
schungsrahmenbedingungen
unter diesem Gesichtspunkt ist anzumerken, dass der-
zeit Netzbetreiber sowie der Regulator in einem politi-
Bei der Initiierung und Durchführung von Forschungspro- schen Umfeld agieren müssen, in dem keine ausrei-
jekten und vor allem bei einer Kette von aufeinander chenden Innovationsanreize für Forschungs- und De-
aufbauenden Projekten von Grundlagenprojekten bis zu monstrationsaktivitäten existieren. Innovations-
Demonstrationsprojekten ist die langfristige Kontinuität in freundliche Rahmenbedingungen für F&E und Demonst-
den Forschungsrahmenbedingungen eine wichtige Vo- ration von Smart Grids sind aber notwendig, damit ge-
raussetzung. Die unterschiedlichen Forschungsvorhaben meinsam mit den österreichischen Technologiepartnern
zu Einzelthemen (Netzbetrieb, Erzeugungstechnologien, Produkte und Lösungen entwickelt sowie validiert und
Energieeffizienz, verbraucher- und erzeugerseitige Maß- damit nachhaltig hochwertige Arbeitsplätze in Österreich
nahmen…), können daher nicht losgelöst voneinander geschaffen werden können.
betrachtet werden, sondern sind als zusammenhängen-
Um aus Sicht der Netzbetreiber, unter den Einschrän-
de Einheit zu betrachten.
kungen eines regulierten Marktes, die notwendigen
Eine Bündelung dieser Themen in sogenannten Leucht- Innovationen mittragen zu können, müssen Lösungen für
turmprojekten ist jedoch nur dann möglich, wenn diese Innovationsanreize für F&E erarbeitet und implementiert
mit ausreichenden finanziellen Mitteln ausgestattet sind. werden, welche es ermöglichen, die entstehenden Kos-
Damit kann eine entsprechend ganzheitliche Betrach- ten für Innovatoren abzudecken. Relevante Inputs kön-
tung und internationale Sichtbarkeit generiert werden. nen dafür aus bereits realisierten Innovationsanreizsys-
Die Förderkriterien müssen einerseits transparent sein, temen wie z.B. in Dänemark oder Großbritannien kom-
andererseits stabil, damit nicht während einer Kette von men. Eine Möglichkeit wäre beispielsweise, die gesicher-
Vorhaben Parameter geändert werden und damit Unsi- te Anerkennung der Kosten (Kapitel 6.2.1, Seite 62) für
cherheit bei Beteiligten entsteht. Eine langfristige Kon- Netzbetreiber, welche nicht bereits durch öffentliche
zeption der Förderpolitik ermöglicht eine entsprechende Förderungen in F&E oder Demonstrationsprojekten
Planungssicherheit für Forschungs- und Entwicklungs- abgedeckt sind, in den Systemnutzungstarifen. Eine
partner sowie in der Personal- und Ressourcenplanung. alternative Möglichkeit ist - entsprechend der Forderun-
gen in der Energiestrategie Österreich2 - außerhalb des
Aufgrund der vielen Einflussparameter und der schwieri-
bestehenden Regulierungssystems Innovationsanreiz-
gen Erfassung von Netz-, Anlagen- und Komponenten-
systeme für F&E und Demonstration bei Netzbetreibern
daten im Detail sind daraus entwickelte numerische
kurzfristig zu diskutieren und entsprechend umzusetzen.
Modelle mit Unsicherheiten behaftet. Um diese Unsi-12
1. Roadmap
Smart Grids Austria
Durch diese Roadmap soll ein koordinierter, strukturierter und kontinuierlich abgestimmter Weg zu Smart Grids be-
schrieben und unterstützt werden. Die Roadmap möchte den Lesern aufzeigen, welche Schritte notwendig sind, um
den Plan einer auch in der Zukunft sicheren und nachhaltigen elektrischen Energieversorgung in Österreich zu ver-
wirklichen.
bene Netzstruktur (wenige urbane Ballungszentren, viele
1.1 Motivation der ländliche Netze, besondere Verhältnisse in Bergregio-
nen) eine zentrale Rolle. Auf den österreichischen Stro-
Roadmap merzeugungsmix mit seinem dominanten Wasserkraftan-
teil ist ebenso Rücksicht zu nehmen, wie auf die Rolle
Die aktuelle Situation im Bereich der elektrischen Ener- der Pumpspeicher in den organisatorisch getrennten
gieversorgung ist gekennzeichnet durch Bestrebungen Regelzonen in Österreich.
der CO2-Reduktion, Steigerung der Importunabhängig-
2. Fokussierung auf nationale Stärken – Für Öster-
keit, Erhöhung der Energieeffizienz und signifikante
reich ist es sinnvoll, auf nationale Stärken zu setzen, um
Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energieträger. In
eine effiziente Nutzung der eingesetzten Mittel zu erzie-
diesem Kontext werden intelligente Stromnetze zukünftig
len. Diese Stärken bestehen im Bereich der vorhandenen
einen Schlüsselbeitrag zur Aufrechterhaltung oder sogar
Infrastruktur der österreichischen Industrie sowie For-
Verbesserung der heutigen Versorgungssicherheit und
schungs- und Entwicklungslandschaft. Die in Österreich
der Energie- und Kosteneffizienz des Netzbetriebes
bereits durchgeführten und in der Durchführung stehen-
leisten. Auf Grundlage dieser sich international durchset-
den Forschungs- und Entwicklungsprojekte liefern dazu
zenden Erkenntnis haben sich überregionale Initiativen
wichtige Grundbausteine, damit Smart Grids erfolgreich
zur Umsetzung des Smart-Grids-Gedankens formiert,
initiiert werden können. Überregionale (in diesem Fall
wie z.B. die europäische Technologieplattform Smart
europäische) Smart-Grids-Ziele sind daher hinsichtlich
Grids3, oder die US-Amerikanische „GridWise“-Initiative4.
nationaler Relevanz und Umsetzbarkeit zu bewerten.
Die österreichische Technologieplattform Smart Grids ist
3. Bessere Umsetzungschancen durch einfachere
daher bestrebt, auch auf nationaler Ebene die relevanten
Entscheidungsprozesse – Nicht zuletzt ist es im kleine-
Akteure zusammenzuführen und eine österreichspezifi-
ren nationalen Rahmen einfacher, mit weniger Kompro-
sche Vision des Smart-Grids-Gedanken in einer Road-
missen und effizienteren Entscheidungsabläufen genau
map für Entscheidungsträger in Industrie, Forschung und
platzierte Anstöße für die Entwicklung und Umsetzung
Politik zur Verfügung zu stellen.
von Smart Grids zu geben. Als wichtiger Erfolgsfaktor
Dies begründet sich insbesondere durch folgende drei wird gesehen, dass eine Einbeziehung aller relevanten
Erwägungen: und interessierten Marktteilnehmer durchgehend gewähr-
leistet ist. Eine Abstimmung, Integration und Harmonisie-
1. Spezifische organisatorische und technologische
rung mit EU-weiten und weltweiten Entwicklungen ist
Ausgangsposition – Jedes Land hat spezifische orga-
dabei ebenfalls von großer Relevanz und muss adres-
nisatorische und technologische Strukturen, welche die
siert werden.
potentielle Entwicklung und Implementierung von Smart
Grids beeinflussen. Für Österreich spielt hier die gege-Roadmap Smart Grids Austria 13
► Ausgangssituation und Entwicklung im Bereich
1.2 Methodik: Smart Grids (Kapitel 3)
„Backcasting“ In diesem Kapitel wird die Ausgangsposition in Bezug auf
die erwarteten Energieszenarien (Ausgangspunkt für das
„Backcasting“), existierende Trends, sowie die damit
Die in dieser Roadmap angewandte Methode ist die des
verbundenen Herausforderungen beschrieben. Auch auf
„Backcastings“ von Szenarien der Energiesysteme im
bestehende Marktpotentiale und die österreichische
Jahr 2020 und 2050 (vgl. Kapitel 3.1). Im Gegensatz zum
Position im internationalen F&E-Umfeld wird eingegan-
„Forecasting“, also Vorhersagen, wo aus Beobachtungen
gen.
in der Vergangenheit und Gegenwart auf die weitere
Entwicklung geschlossen wird, geht das „Backcasting“ ► Smart Grids Vision @ 2050 (Kapitel 4)
von der Betrachtung eines für gegeben angenommenen
Dieses Kapitel beschreibt die Vision der österreichischen
Zukunftsszenarios aus und leitet daraus die Schritte ab,
Smart Grids.
die zur Überwindung der Differenz vom heutigem Zu-
stand zum Zukunftsszenario nötig sind. ► Bestehende Anforderungen und relevante Antwor-
ten und Aktivitäten zum Thema Smart Grids aus
In dieser Roadmap werden daher auf Basis der Szena-
österreichischer Sicht (Kapitel 5)
rien aus Kapitel 3.1 Anforderungen an das zukünftige
Energiesystem identifiziert. Die beschriebenen Szenarien Hier werden Anforderungen an die Umsetzung der Smart
sind dabei in unterschiedlicher Form durch „Forecasting“ Grid Vision aus österreichischer Sicht beschrieben. Aus-
entstanden, werden jedoch als exogene Parameter für gehend von der Umsetzung der Vision und dem Nutzen
die angewandte Methode des „Backcastings“ interpre- der Chancen wird eine detaillierte Analyse des Hand-
tiert. Daraus können Forschungsschwerpunkte für Öster- lungsbedarfs sowohl hinsichtlich aller F&E-Aspekte
reich abgeleitet werden, die nötig sind, um die skizzierte (technisch, wirtschaftlich und rechtlich), als auch der
Vision – in Bezug auf den derzeitigen Ausgangspunkt notwendigen Rahmenbedingungen vorgenommen.
(Kapitel 3) – zu erreichen.
► Die Smart Grids Implementierungsstrategie
(Kapitel 6)
1.3 Aufbau der Im finalen Schritt werden die österreichischen Antworten
auf offene Themen, sowie mögliche Aktivitäten und Bei-
Roadmap träge im Rahmen einer F&E-Implementierungsstrategie
detailliert dargestellt.
Entsprechend der Methode des „Backcastings“ ist diese
Roadmap vierstufig aufgebaut:
► Aufbau der Roadmap und Definition, sowie des Die vorliegende Roadmap wird von der Nationalen
Nutzens eines Smart Grids (Kapitel 1 und 2) Technologieplattform Smart Grids Austria als
eines der zentralen Ergebnisse ihres
In diesen Kapiteln wird der Hintergrund zum Aufbau der Formierungsprozesses gesehen. Sie bildet die
Roadmap beschrieben, der Begriff Smart Grids definiert, Grundlage für weitere gemeinsame Aktivitäten
sowie deren Nutzen in allgemeiner Sicht, wie auch für die und Tätigkeiten der Plattform.
einzelnen Fokusgruppen dargestellt.14
2. Definition
und Nutzen
von Smart Grids
Austria haben sich daher auf folgende Definition eines
2.1 Definition intelligenten Stromnetzes geeinigt:
Für eine gemeinsame Basis wird in dieser Roadmap
unter dem Begriff Smart Grids folgendes verstanden:
Smart Grids sind Stromnetze, welche
„Das Smart Grid basiert auf einem intelligenten System, durch ein abgestimmtes Management
das es ermöglicht, energie- und kosteneffizient zwischen mittels zeitnaher und bidirektionaler
einer Vielzahl von Verbrauchern, Erzeugern und in Zu- Kommunikation zwischen Netzkomponenten,
kunft auch verstärkt Speichern ein Gleichgewicht herzu- Erzeugern, Speichern und Verbrauchern einen
stellen. Dieses Gleichgewicht wird durch das Manage- energie- und kosteneffizienten Systembetrieb
ment von Energieerzeugung, Energiespeicherung, Ener- für zukünftige Anforderungen unterstützen.
gieverbrauch und dem Stromnetz erreicht.“
Die Mitglieder der Technologieplattform Smart Grids
Abb. 2
Smart Grids sind Verbraucher
Stromnetze, welche Speicher
durch ein abgestimm-
tes Management
mittels zeitnaher und
bidirektionaler Kom-
munikation zwischen
Netzkomponenten, Stromnetz
Erzeugern,
Speichern und IT-Infra-
Verbrauchern struktur
Markt
einen energie- und
kosteneffizienten
Systembetrieb für
zukünftige Anforde-
rungen unterstützen
zentrale verteilte
Erzeuger ErzeugerRoadmap Smart Grids Austria 15
Der Themenbereich Smart Grids ist also ein systembe- gesetzliche sowie regulatorische Rahmenbedingungen,
zogener Ansatz, der in Zukunft Auswirkungen sowohl auf welche Planungs- und Rechtsicherheit für die Smart
das Übertragungsnetz, das Stromverteilernetz, die damit Grid-Akteure implizieren.
verbundenen Komponenten, auf Erzeugung, Verbrauch
und Speicherung sowie auf den Strommarkt mit sich Systembetrieb & -management
bringt. Grundsätzlich ist festzuhalten, dass einzelne Dieses Themenfeld umfasst alle Aspekte einer systemi-
Lösungsansätze im Themenbereich Smart Grids auch schen Betrachtung der Planung und des Betriebes (ins-
isoliert betrachtet und umgesetzt werden können – die besondere Netzmanagement) von Smart Grids mit einer
einander in Hinblick auf die Machbarkeit nicht zwingend Netzintegration von Kunden, Märkten, Informations- und
bedingen. Alle Ansätze im Bereich Smart Grids haben Kommunikationsinfrastrukturen und intelligenten Kompo-
aber gemeinsam, dass auf Basis einer geeigneten und nenten.
flächendeckenden Informations- und Kommunikationsinf-
rastruktur verschiedenste Daten und Informationen flä- Kommunikations- & Informationsinfrastruktur
chendeckend erfasst und verteilt werden können. Für
Ein Schlüsselfaktor für Smart Grids ist die Generierung
eine kosteneffiziente Umsetzung ist die IKT-Infrastruktur
und Verarbeitung von Informationen aus dem Netz und
synergetisch durch mehrere Anwendungen zu nutzen.
die Übertragung dieser Informationen an entsprechende
Zur detaillierten Übersicht und Untergliederung des Sys- Managementsysteme bzw. an die einzelnen intelligenten
temansatzes Smart Grids wurden in dieser Roadmap Komponenten.
folgende Themenschwerpunkte definiert (siehe auch
Abbildung 3): Intelligente Komponenten
1. Kunde & Markt / Regulierung Aus der systemischen Sicht ergeben sich für die Kompo-
2. Systembetrieb & -management nenten im Stromnetz unterschiedliche Anforderungen,
3. Kommunikations- und Informationsinfrastruktur um die Integration in ein Smart Grid zu ermöglichen.
4. Intelligente Komponenten Diese Komponenten umfassen vor allem
Für diese Smart Grid Themenschwerpunkte ist eine
Netzbetriebsmittel
Betrachtung der jeweiligen technischen, ökonomischen
Erzeuger
und organisatorischen Aspekte notwendig.
Verbraucher
Speicher und
Kunde & Markt / Regulierung
Messsysteme.
Das Themenfeld „Kunde und Markt / Regulierung“ fokus-
siert auf zwei Bereiche. Erstens auf neue Businessmo-
Die aus Sicht der österreichischen Smart Grids-Akteure
delle für den Elektrizitätsmarkt, mit einer Einbindung aller
relevanten Forschungsfragen zu den einzelnen Themen-
Smart Grids-Akteure in diesen Markt. Zweitens, auf
feldern werden in Kapitel 5 im Detail beschrieben.
Abb. 3
Technisch Kunden & Markt / Die vier Smart Grid
Intelligente Manage- Regulation Themenschwerpunkte
mentsysteme mit Systembetrieb und (rechts) und deren
Kommunikation vom drei Betrachtungs-
Management
winkel (links)
Erzeuger bis
Verbraucher Kommunikations-
und Informations-
Wirtschaftlich infrastruktur
Neue Marktmodelle
SMART GRIDS Intelligente
Legistisch Komponenten
Anpassung der Rah-
menbedingungen16
sind besser steuerbar, warnen frühzeitig vor Netz-
2.2 Nutzen von Smart
engpässen, verfügen über Mechanismen zur Netz-
stabilisierung und liefern damit einen Beitrag zur
Grids Versorgungssicherheit.
In diesem Unterkapitel wird aus Sicht der Autoren be- Eine offene Frage für den Gesamtnutzen von Smart
schrieben, warum es Sinn macht, sich in Österreich mit Grids ist, wie sich die Systemkosten in Zukunft entwi-
dem Thema Smart Grids zu beschäftigen und welcher ckeln könnten, wenn einerseits konventionelle Strategien
Nutzen von Smart Grids im Allgemeinen und für jede wie bisher fortgesetzt werden, oder andererseits recht-
Fokusgruppe zu erwarten ist. zeitig alternative Maßnahmen gesetzt werden, um
schrittweise einem Smart Grid näher zu kommen.
2.2.1 Allgemeiner Nutzen von Smart Grids
Sowohl internationale Projekte als auch internationale
Intelligente Stromnetze Experten (siehe Abbildung 4) gehen davon aus, dass die
bilden eine wesentliche Grundlage, um den ange- zukünftigen Anforderungen an die Stromsysteme (insbe-
strebten Anteil von erneuerbaren Energieträgern, sonders der steigende Strombedarf) Mehrkosten für das
die Ziele im Bereich Energieeffizienz und geforderte Elektrizitätsversorgungssystem und als Folge auch für
CO2-Reduktionen bis 2020 zu erreichen, die Kunden verursachen werden.
machen es möglich, den in Zukunft massiv steigen- Wie hoch diese Mehrkosten sein werden, hängt stark von
den Anteil an dezentraler Stromerzeugung in das der jeweiligen Systemauslegung und der historischen
bestehende Stromsystem zu integrieren und errei- Entwicklung der Elektrizitätsversorgungssysteme ab.
chen durch eine verbessertes Management von de- Auch für intelligente Netze werden Mehrkosten für das
zentraler Energieerzeugung, dezentralem Verbrauch Elektrizitätsversorgungssystem erwartet, da die notwen-
und konventionellen Kraftwerken eine optimierte Be- digen Kapazitäten – sowohl für Stromerzeugung als auch
reitstellung von elektrischem Strom, deren Verteilung – steigen werden. In Summe werden
bieten eine wesentliche Plattform für einen effizien- Smart Grids Lösungen jedoch geringere notwendige
teren Energieeinsatz, einer besseren Nutzung vor- Gesamtkapazitäten zugeschrieben, als wenn das Strom-
handener Energie und für den Kunden eine Mög- system wie bisher geplant und verstärkt wird (vgl. Abbil-
lichkeit zur Nutzung neuer Dienstleistungen z.B. dung 4).
durch flexible Tarife, Teilnahme an neuen Marktmo-
dellen, adaptierte flexible Eigenversorgungsanlagen, Da eine verbesserte Abstimmung von Erzeugung,
etc., Verbrauch und Energiespeicherung durch Smart Grids
schaffen weitere Anreize für die Optimierung des ermöglicht wird, kann die bestehende Übertragungs- und
Gesamtsystems – z.B. durch den Einsatz virtueller Verteilernetzinfrastruktur besser ausgelastet werden.
Kraftwerke, Optimierung der Investitionstätigkeiten, Bereits durchgeführte Fallstudien lassen für Österreich
netzbasierte Preissignale erwarten, dass dies in vielen ländlichen Netzabschnitten
Abb. 4
Abschätzungen zu
Kapazitäten
möglichen Kapazi- Nutzen für die
Keine Steuerung
DG
tätsentwicklungen mit Gesellschaft
Smart Grids (Entwick-
lungspfad A) bzw. bei
Verteiler-
Beibehaltung der
netze DG
bisherigen Strategien
(Smart Grids (Ent-
Smart Grid: Notwendige Kapazitäten
Steuerung
wicklungspfad B) DG Übertrag-
Smart Grid: Zentrale und
Keine
Verteiler-
ungsnetze
verteilte Steuerung
Heute: Notwengige Kapazitäten
(siehe Quellenverzeichnis) Verteiler- netze
BAU: Notwendige Kapazitäten
Zentrale Steuerung
netze
Übertrag- Übertrag-
ungsnetze
Zentrale Steuerung
ungsnetze
Konventionelle
Erzeugung
Konventionelle
Konventionelle
Erzeugung
Erzeugung
HEUTE ZUKUNFT ZUKUNFT
Pfad A Pfad BRoadmap Smart Grids Austria 17
zu signifikanten Einsparungen im Vergleich zu konventi- Stärkung des Wirtschaftsstandortes Österreich
onellen Maßnahmen (Business as Usual) führen kann durch Positionierung in Zukunftsmärkten und Schaf-
(vgl.Abbildung 5). fung sowie Sicherung von Arbeitsplätzen in Öster-
reich
Ob und wie hoch diese Kostenvorteile durch Smart Grids
Smart Grids bieten eine wesentliche Unterstützung
Lösungen in der Praxis umgesetzt werden können, gilt es
bei der Umsetzung von Maßnahmen bei Verknap-
in weiteren Systemstudien sowie durch Forschung und
pungserscheinungen im Rahmen der Energielen-
Demonstrationsprojekte zu klären. Jedenfalls dürfen die
kung
Kostenvorteile durch eingesparte Erzeuger- und Netzka-
pazitäten nicht durch die Kosten für Regler, Kommunika-
Nutzen von Smart Grids für dezentrale
tions- und Informationstechnologien, Steuerungseinhei-
ten (Hard- und Software) und erhöhte Systembetriebs- Energieerzeuger (erneuerbare, wärmegeführte)
kosten eines Smart Grids übertroffen werden. Fallstudien zeigen, dass die Kosten für Netzzutritts-
und Netzverstärkungsmaßnahmen durch die Imple-
Wichtig ist es dabei, die gesammelte Expertise, die in-
mentierung von alternativen Netzregelungskonzep-
nerhalb dieser Forschungsprojekte/-cluster und De-
ten (aktiver Netzbetrieb) für Smart Grid-fähige Er-
monstrationsprojekte gewonnen werden kann,
zeugungsanlagen tendenziell geringer sein können5.
schnellstmöglich und objektiv an die relevanten Akteure
Derzeit unwirtschaftliche Erzeugerprojekte können
im Energiesystem weiterzugeben. Dies ermöglicht eine
damit rentabel werden.
rasche Umsetzung sinnvoller Erkenntnisse in neuen
Die bestehende Infrastruktur ermöglicht durch die
Infrastrukturen, resultierenden Märkten sowie Arbeits-
effizientere Nutzung den Anschluss einer höheren
plätzen.
Dichte an dezentralen Energieerzeugern.
Für dezentrale Energieerzeugungsanlagen können
2.2.2 Nutzen von Smart Grids für die jewei- sich (bei gegebener Möglichkeit der Zwischenspei-
ligen Fokusgruppen cherung von Primärenergie oder Elektrizität) zukünf-
tig erhöhte Marktchancen aufgrund der kommunika-
Nutzen von Smart Grids für den Staat / Regierung / tionstechnischen Anbindung ergeben (Koordinierte
Ministerien Zu- und Abschaltung von Erzeugern und Verbrau-
Smart Grids schaffen die Infrastrukturgrundlagen für chern je nach Energieangebot und -nachfrage, z.B.
die Erreichbarkeit der nationalen und internationalen mit Unterstützung eines virtuellen Kraftwerks)
Energieziele, wie z.B. stärkerer Einsatz regional ver-
fügbarer erneuerbarer Energieträger, verstärkte Nutzen von Smart Grids für Endverbraucher
Energieeffizienzinformationen und Anreize zur Effi- (Industrie, Gewerbe, Haushalt)
zienz an Verbraucher (20-20-20 Klimaziele) Durch eine Vielzahl von neuen Ansätzen, Lösungen
Beitrag zur Netzstabilität und Versorgungssicherheit, und Dienstleistungen wird Energieeffizienz gefördert
zur Qualität der Energieversorgung und damit zur und für den Kunden „umsetzbar gemacht“.
Grundlage für die Erzeugung von Wirtschaftsgütern Verbrauchsmanagementtechnologien in Industrie,
Beitrag zur Reduktion der Abhängigkeit von Ener- Gewerbe und Haushalt ermöglichen die Teilnahme
gieimporten an Demand Side Management, Demand Response
Konventionelle Netz- Abb. 5
verstärkung 100% Kostenanteile und
(Business as Usual) Einsparungen für eine
ausgewählte österrei-
chische Smart Grid
Lösung im Vergleich
Smart Grid Falstudie A 15% 85% Einsparung
zu konventionellen
Netzverstärkungs-
maßnahmen
Smart Grid Fallstudie B 30% 70% Einsparung
Kostenanteile
Einsparungen
Smart Grid Fallstudie C 70% 30% Einsparung in % bezogen auf konven-
tionelle Netzverstärkung
0% 100%18
Aktivitäten, Energieinformationen, preisbasierten Ta- sätzlichen Kriterien erfüllt werden. Es können durch
rifen und können Energieverlagerungspotential er- die Nutzung vorhandener Reserven durch stärkere
schließen. Nutzung des zulässigen Spannungsbandes erhöhte
Smart Home Systeme können gemeinsam neben Abnahme- und Einspeiseleistungen ausgeschöpft
Energiemanagementaktivitäten im Haushalt insbe- werden.
sondere Sicherheitsaspekte (Information bei Defek- Vermehrter Einsatz von Automatisierungstechnik
ten von Geräten) oder aber Commodityaspekte und Fernwirkeinrichtungen ermöglichen einen detail-
(Haus über Internet vorheizen, automatische Be- lierten Überblick zu Betriebsparametern im Strom-
schaltung, etc.) unterstützen. verteilernetz
Eine Massenanwendung von Elektromobilität wird Die Auswirkung eines massiven Ausbaus von Elekt-
durch den Einsatz von Smart Grid Technologien un- romobilität auf das Verteilernetz wird durch den Ein-
terstützt. satz von Smart Grid Technologien verringert.
Über die Smart Grid Kommunikationsnetze besteht Dezentrale Einspeiser und viele kleine verteilte
die Möglichkeit, Angebote energiefremder Service- Verbraucher können effizient verbunden und betrie-
dienstleistungen (z.B. Sicherheitskonzepte) zu nüt- ben werden und durch bedarfgerechten Einsatz den
zen. Netzbetrieb unterstützen.
Zukünftige Smart Grid fähige Endgeräte ermögli-
chen automatisierte Vorgänge im Hintergrund, d.h. Nutzen von Smart Grids für nationale
der Endkunde muss sich nicht um die intelligenten Technologieanbieter
Vorgänge in seinem Haushalt, Betrieb, etc. selbst
Nationale Technologieentwicklung in Österreich
laufend aktiv kümmern, wenn er nicht möchte.
schafft Know-how-Aufbau, ermöglicht die Ansied-
Entsprechende intelligente IKT-Funktionalitäten
lung und Erweiterung von firmeninternen Kompe-
ermöglichen den Industriebetrieben, wettbewerbsfä-
tenzzentren für die jeweilige Smart Grid Technologie
higer am liberalisierten Energiemarkt auftreten zu
und sichert damit F&E-Arbeitsplätze in Österreich
können, einerseits als flexibler Kunde und anderer-
Eine erfolgreiche nationale Produkt- und System-
seits als Anbieter am Energiemarkt.
entwicklung im Bereich Smart Grid Technologien
Industriebetriebe besitzen komplexe Netze mit
ermöglicht den jeweiligen Unternehmen einen inter-
wachsender Komplexität in Herstellung, Betrieb und
nationalen Technologievorsprung und bietet durch
Belastung. Werden diese Anforderungen intelligent
den Export dieser Produkte eine Chance für stei-
vernetzt, können sie optimiert und kostengünstiger
gende Umsätze und Arbeitsplätze
betrieben werden.
Erhöhung der Attraktivität Österreichs als Produkti-
onsstandort für Smart-Grids-Produkte, da die integ-
Nutzen von Smart Grids für
rierte Entwicklung eine schnellere time-to-market
Übertragungsnetzbetreiber Umsetzung gewährleistet.
Smart Grid Technologien ermöglichen es, unterstüt- Sicherung österreichischer Entwicklungs- und Pro-
zende Systemdienstleistungen (z.B. Regelleistung) duktionsstandorte im internationalen Konzernum-
für Übertragungsnetzbetreiber bereitzustellen. feld, Chancen für kleine und neue Unternehmen, im
Bessere Nutzung der vorhandenen Transportkapazi- Smart-Grids-Bereich zu expandieren.
täten durch Lastflusssteuerung (z.B. mittels FACTS)
Neue und größere Transportkapazitäten – bei Punkt Nutzen von Smart Grids für die österreichische
zu Punkt Übertragungsanforderungen (z.B. durch Forschung
Hochspannungsgleichstromübertragung im Rahmen
Forschung und Entwicklung: Die Ergebnisorientiert-
einer Anbindung von größeren Offshorewindparks)
heit der am Prozess teilnehmenden Wirtschaft stellt
Nutzen von Smart Grids für Verteilnetzbetreiber
eine rasche Umsetzung der F&E-Ergebnisse sicher.
Einsatz innovativer Netzmanagementkonzepte: Die
Umsetzung in Pilotprojekten: Die Ergebnisse aus
Forderungen nach verstärkter dezentraler Einspei-
Simulationen und grundlegenden Studien können
sung soll durch optimierten Leitungsausbau mit zu-
dadurch auf Ihre Praxistauglichkeit getestet werden.Roadmap Smart Grids Austria 19
Durch eine starke Positionierung des Smart Grids
Themas in Österreich wird ermöglicht, dass in die-
sem Forschungsgebiet eine EU-weite Themenfüh-
rerschaft angestrebt werden kann.
Durch eine koordinierte Vorgehensweise im Smart
Grids Thema (z.B. Technologieplattform) wird eine
bessere Vernetzung der Akteure in der Forschung
erreicht, die positive Auswirkungen auf verwandte
Themen haben wird.
Know-how Gewinn durch Untersuchungen der
Grenzen des Systembetriebs von Smart Grids unter
dem Aspekt der Netzsicherheit20
3. Ausgangssituation
für die Entwicklung
von Smart Grids
kann. Im Rahmen von Smart Grids Initiativen sind nicht
3.1 Energieszenarien nur dezentrale Erzeuger in ein intelligentes Netz einzu-
binden, sondern alle Verbraucher, die sich dazu eignen,
2020 / 2050 das Energiesystem zu optimieren. Bei der Planung und
Implementierung solcher Smart Grids Systeme dürfen
Der steigende Stromverbrauch, die Anforderungen einer der soziale Aspekt (Anforderungen seitens der Kunden),
verstärkten Integration von dezentralen Stromerzeu- die Sicherheit, der Datenschutz sowie der übergeordnete
gungsanlagen, eine alternde Strominfrastruktur, sowie politische Wille nicht vernachlässigt werden. Können
der Wunsch nach mehr Diversifizierung, Energieunab- Smart Grids all diesen Randbedingungen gerecht wer-
hängigkeit und Versorgungssicherheit stellen große den, so impliziert dies neue Märkte (z.B. für neue Materi-
Herausforderungen für die zukünftige österreichische alien, Komponenten, Kommunikationsapplikationen,
und europäische Elektrizitätsversorgung dar. Auch prog- Speicheranwendungen, Softwarelösungen u.v.a.), Ar-
nostizierte Entwicklungen im Bereich der Elektromobilität beitsplätze und Geschäftsmodelle für Unternehmen
und damit verbundene Möglichkeiten einer gesteuerten sowie für die Industrie. Smart Grids sind daher als In-
Batterieladung bzw. zum Einsatz als mobile Stromspei- strument zur Stärkung des Wirtschaftsstandorts Öster-
cher werden in diesem Zusammenhang oft diskutiert. reich sowie zur Erreichung der energiepolitischen Ziele
Diese Gegebenheiten sowie die angestrebte Verringe- zu betrachten.
rung von CO2-Emissionen in Form von konkreten Zielen
im Energiebereich, werden durch eine Vielzahl an Richt- 3.1.1 Europäische und nationale Ziele
linien (z.B. die „20-20-20-Ziele“ der Europäischen Union6,
Am 12. Dezember 2008 hat sich das Europäische Par-
EU-Gebäuderichtlinie7, Endenergieeffizienzrichtlinie8)
lament auf ein Klimapaket10 geeinigt. Dies umfasst die
forciert. Ergänzt werden sie durch nationale Ziele, wie
Erreichung folgender Ziele bis zum Jahr 2020:
z.B. der Erreichung eines 34%igen Anteils Erneuerbarer
am Endenergieverbrauch in Österreich im Jahr 2020. Senkung der Treibhausgasemissionen um 20%
Diese Prämissen, erweitert um die Forderung nach einer Einsparungen von 20% beim Energieverbrauch
zeitnahen Energieverbrauchsinformation sowie einer durch bessere Energieeffizienz
flexibleren Tarifgestaltung beim Konsumenten, benötigen Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien auf
zusätzliches Management in den Stromversorgungsinf- 20%
rastrukturen, Hardware, neue Geschäftsmodelle sowie
Die Punkte werden als 20-20-20-Ziele bezeichnet. Die
regulatorische Adaptionen.
drei Ziele sind eng miteinander verbunden und können
In diesem Zusammenhang zeigen Studien9, dass diesen nicht isoliert betrachtet werden. Beispielsweise kann der
neuen Anforderungen vor allem mit sogenannten intelli- Anteil erneuerbarer Energieträger leichter erhöht werden,
genten Stromnetzen, den Smart Grids begegnet werden wenn durch Energieeffizienzmaßnahmen gleichzeitig derRoadmap Smart Grids Austria 21
Energieverbrauch gesenkt wird. Durch beide Maßnah- dere das Richtziel von 22,1% für den Anteil von Strom
men gemeinsam wird wiederum der Ausstoß von CO2 aus erneuerbaren Energiequellen am gesamten Strom-
reduziert. verbrauch gilt es bis zum Jahr 2010 zu erreichen. Zweck
der Richtlinie ist eine Steigerung des Anteils erneuerba-
Für die weiteren Betrachtungen ist die Erhöhung des
rer Energieträger im Elektrizitätsbinnenmarkt.
Anteils an erneuerbaren Energien von besonderem
Interesse, da ein steigender Anteil an Kraftwerken basie- Der Referenzwert für den Anteil erneuerbarer Energie-
rend auf erneuerbaren Energieträgern in die bestehende träger am gesamten Stromverbrauch für die Erreichung
Netzinfrastruktur integriert werden muss. Zur Gewährleis- des nationalen Ziels von Österreich sieht folgenderma-
tung der hohen Versorgungssicherheit sind neue Lö- ßen aus:
sungsansätze notwendig.
Ausgehend von der Annahme, dass im Jahr 2010 der
Im Weißbuch über erneuerbare Energieträger (siehe Bruttoinlandsstromverbrauch 56,1 TWh betragen wird
auch European Commission 200111) ist die Förderung (dies entspricht dem Verbrauch im Jahr 1997), soll ein
der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern Anteil von 78,1%12 an Strom aus erneuerbaren Energie-
von hoher Priorität. Dafür gibt es im Wesentlichen zwei trägern erreicht werden. Der Anteil an erneuerbaren
Gründe, die oben bereits angeführt wurden: Energieträgern im Referenzjahr 1997 betrug 70%. Die
Steigerung des Stromverbrauches von 1997 bis 2010
Für die Sicherheit der Energieversorgung ist eine
wird in der nationalen Vorgabe für Österreich somit nicht
Reduktion der Importabhängigkeit der EU im Ener-
berücksichtigt. Der Anteil an Erneuerbaren wird im Jahr
giebereich nötig. Es wird erwartet, dass ohne Ge-
2010 letztendlich auf Basis des Stromverbrauches im
genmaßnahmen die Importabhängigkeit von ca.
Jahr 1997 errechnet.
50% im Jahr 2004 bis 2030 auf 70% steigt. Im Elekt-
rizitätsbereich kann diese Abhängigkeit durch Nut- Die legislative Entschließung des Europäischen Parla-
zung der erneuerbaren Energiequellen reduziert ments vom 17. Dezember 2008 zu dem Vorschlag für
werden. eine Richtlinie des Europäischen Parlaments und des
Die Nutzung von erneuerbaren Energieträgern bei Rates zur Förderung der Nutzung von Energie aus er-
der Umwandlung in elektrische Energie wird auch neuerbaren Quellen sieht – entsprechend den europäi-
einen großen Beitrag zur Erfüllung der Vorgaben im schen Klimazielen – eine Steigerung des Anteils von
Kyoto Protokoll und damit für den Umweltschutz Energie aus erneuerbaren Quellen am Endenergiever-
leisten. brauch in Europa auf 20 % bis zum Jahr 2020 vor. Das
nationale Ziel für Österreich wird in der Richtlinie, ausge-
Zur Verbesserung der Marktdurchdringung von Strom
hend von einem Anteil von 23,3% im Jahr 2005, auf
aus erneuerbaren Energiequellen wurden im Rahmen
einen Zielwert von 34% bis zum Jahr 2020 festgelegt.
der Richtlinie zur Förderung der Stromerzeugung aus
erneuerbaren Energiequellen alle Mitgliedsstaaten ver-
pflichtet, nationale Richtziele für den Verbrauch von
3.1.2 Treiber und Trends
Strom aus erneuerbaren Energiequellen festzulegen. In Anlehnung an die zuvor beschriebenen Ziele
Durch Erreichung der nationalen Ziele soll es möglich ntersuchen viele nationale sowie internationale Projekte
sein das gesamteuropäische Richtziel von 12% des mögliche Szenarien zur Entwicklung der zukünftigen
Bruttoinlandsenergieverbrauchs aus erneuerbaren Ener- Energiebereitstellung (meist als „Forecasts“ gestaltet).
gieträgern bis zum Jahr 2010 bereit zu stellen. Insbeson- Diese Roadmap versucht in einem ersten Schritt, aus-
Szenario: Baseline Szenario: Role of Electricity Abb. 6
Entwicklungsszenari-
7000 7000 en „Baseline“ und
„Role of Electricity“
Electricity generation [TWh]
Electricity generation [TWh]
6000 OIL 6000 OIL
(bis 2050) zur Strom-
5000 5000
RES RES erzeugung aus
4000 4000 unterschiedlichen
GAS GAS Energieträgern in der
3000 3000
EU
SOLIDS SOLIDS
2000 2000 (siehe Quellenverzeichnis)
1000 NUCLEAR 1000 NUCLEAR
0 Jahr 0 Jahr
2000
2010
2020
2030
2040
2050
2000
2010
2020
2030
2040
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