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Human-Centered Energy Services (AG Sprecher: Erich Schwarz

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Human-Centered Energy Services
(AG Sprecher: Erich Schwarz,
Prozessbegleitung: Thomas Weitzendorf)
1. Einleitung
Forschung und Entwicklung (F&E) ist wesentlich für die Durchdringung des Marktes mit neuen
Energietechnologien, die es erlauben, Energiedienstleistungen bereitzustellen. Forschung und
Entwicklung kann dabei in allen Stufen der Energieaufbringung, -umwandlung, -transport und –
verbrauch ansetzen. Dazu gibt es auf internationaler Ebene zahlreiche Initiativen, so z.B. der
Energiefahrplan 2050 der Europäischen Kommission, der eine weitest gehende Dekarbonisierung des
EU Energiesystems vorsieht. Dieses primäre Ziel soll unter Aufrechterhaltung der
Energieversorgungssicherheit und der Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Industrie erreicht
werden. Wie anspruchsvoll dieses Ziel ist, zeigt sich z.B. daran, dass die Elektrizitätspreise in Europa
doppelt so hoch und die Gaspreise mindestens dreimal so hoch sind wie jene in den Vereinigten
Staaten. Zusätzlich fällt wegen des „Fracking“ in den Vereinigten Staaten der Preis für fossile Energie;
das reduziert wiederum die Wettbewerbsfähigkeit von erneuerbaren Energien gegenüber den
fossilen Alternativen.
Derartig ambitionierte Ziele können nur durch Realisierung zahlreicher dafür zur Verfügung
stehenden und noch zu entwickelnden Optionen umgesetzt werden. Die EU Energiepolitik gibt den
Rahmen für die österreichische - und damit auch die Kärntner – Energiepolitik vor.
Erfahrungen in anderen Ländern können für die Ausgestaltung der Energie- und Forschungspolitik in
Kärnten hilfreich sein. Vor allem sollten die bisherigen Erfahrungen mit der „Energiewende“ in
Deutschland berücksichtigt und Fehlentwicklungen vermieden werden, um nicht vorzeitig das „Ende
der Energiewende“ (Die Presse vom 23.1.2014) proklamieren zu müssen. Die „Financial Times“
bezeichnet die deutsche Energiepolitik als „expensive, harmful and short-sighted“ (16. März 2014),
und der britische „Economist“ als „sunny, windy, costly and dirty“ (18. Jänner 2014).
Universitäre und außeruniversitäre F&E-Einheiten liefern wesentliche Beiträge, um die Pläne der
anderen Arbeitsgruppen im eMAP umzusetzen und heimische Unternehmen mit Forschungs- und
Entwicklungsbedarf aktiv zu unterstützen.
Um die Ziele der Energieautarkie 2025 (Raumwärme, Strom) bzw. 2035 (in der Mobilität) zu
erreichen, muss es in den nächsten Jahren neben der konkreten Umsetzung in den Bereichen
erneuerbare Energien und Energieeffizienz begleitende Forschung geben, die neue Ideen und
Entscheidungshilfen zur effektiven und intelligenten (d.h. langfristig kostenminimalen) Zielerreichung
entwickelt.
Forschungsinstitute und innovative Firmen aus Kärnten können die Umsetzung des eMAP
unterstützen, indem sie ihre Stärken nutzen und bündeln: So sind die in Kärnten existierenden
Forschungseinheiten (technische Forschung im Bereich erneuerbare Energien, Smart Grids,
Sensortechnologien Umwelt- und Energierecht, Ökonomie, Soziologie sowie Geographie und
Regionalforschung) exzellent vernetzt und damit in der Lage insbesondere interdisziplinäre
Problemstellungen, die bei der Neugestaltung des Energiesystems auftreten und von zentraler
Bedeutung sind, zu lösen. Durch die Kombination dieser unterschiedlichen Bereiche kann die
Arbeitsgruppe F&E neue Modelle zur effizienten Energieerzeugung, -nutzung und -verteilung
entwickeln. Internationale Forschungsergebnisse zeigen, dass diese unterschiedlichen
Fachdisziplinen zumeist nebeneinander und nicht miteinander arbeiten. Eine Disziplinen
übergreifende und in diesem Sinn „ganzheitliche“ Herangehensweise und Beforschung ist geboten,
um die großen Herausforderungen im Bereich der Energieversorgung zu bewältigen. Technische
Innovationen bedürfen regelmäßig einer „Begleitung“ aus ökonomischer, rechtlicher und
soziologischer Perspektive, um die Realisierbarkeit auch aus dem Blickwinkel ökonomischer
Rationalität, der gegebenen rechtlichen Rahmenbedingungen sowie gesellschaftlicher Akzeptanz zu
bewerten. Die Zusammenarbeit der unterschiedlichen Disziplinen in Form von gemeinsamen
Projekten, die von einer realistischen Einschätzung der eigenen Kompetenzen und dem Respekt
gegenüber anderen Disziplinen getragen ist, sind unseres Erachtens ein gewichtiger und
unverzichtbarer Beitrag, um sowohl die eMAP Zielerreichung als auch die F&E Positionierung des
Landes voranzubringen. Die beteiligten Forschungseinrichtungen können die eMAP Umsetzung auf
technischer, ökonomischer, rechtlicher und raumbezogener Ebene sowie auf der Ebene der
gesellschaftlichen Akzeptanz begleiten. Zusätzlich wird wissenschaftliche Sichtbarkeit nach außen
generiert. Durch die unterschiedlichen Kompetenzen entwickelt Kärnten eine neue
Systemlösungskompetenz und vermarktet diese nach innen und außen.
2. Drei Ebenen zur Erreichung von Energie- und Umweltzielen
Weltweit sind zahlreiche universitäre und außeruniversitäre Forschungsgruppen im Bereich Energie
tätig. Ähnlich wie die IT in den achtziger und neunziger Jahren des 20. Jahrhunderts betrachten wir
Energie auf drei Ebenen: TECHNIK, ÖKONOMIE & RECHT, AKZEPTANZ Eine Integration dieser drei
Ebene ist aber unerlässlich, damit Innovationen erfolgreich sein können, d.h. sich auch am Markt
durchsetzen können.
Im Bereich der Technik gibt es viele Spezialisten, die aber oft an der Systemintegration und
Umsetzung scheitern. Systemintegration muss kundenorientiert erfolgen, um vom Anwender
akzeptiert zu werden. Daher ist die Arbeitsgruppe F&E mit ihrem Konzept der drei miteinander
verbundenen Ebenen überzeugt, einen wesentlichen Beitrag zum Erreichen der Energieautarkie 2025
zu leisten und neue Projekte realisieren zu können. Die Projekte generieren durch die gleichzeitige
Betrachtung der drei Ebenen besonders großen Nutzen für die Umsetzung.
Auf der ersten Ebene wird im Bereich TECHNIK für einzelne kundenorientierte Problemstellungen
geforscht.
In Ergänzung dazu untersucht die Ebene „ÖKONOMIE & RECHT“, welchen Kundenbedürfnissen die
technische Option entspricht und zu welchen Lösungen sie in Konkurrenz steht. Die Basis dazu sind
die entstehenden Kosten pro Option, die sich im Zeitverlauf verändern. Vor allem die Schwellen sind
interessant, die über die Machbarkeit der einen oder anderen Option entscheiden: Diese Schwellen
bringen ganze Systeme zum Kippen, ermöglichen neue Geschäftsmodelle und bringen alte zu Fall. Die
Innovations- und Entrepreneurship-Forschung beschäftigt sich seit einem Jahrzehnt intensiv mit den
wechselseitigen Einflüssen zwischen Technologien und Geschäftsmodellen. Radikal neue
Technologien stehen meist in einem Verdrängungswettbewerb mit etablierten Technologien, um sich
von bestehenden Modellen zu differenzieren und die spezifischen Vorteile der neue Technologie
optimal ausnutzen zu können, werden für deren erfolgreiche Markteinführung innovative
Geschäftsmodelle benötigt. Man denke hier an die Entwicklung der dezentralen IT Netze oder an die
Kostenentwicklung bei Batteriespeichern für die Elektromobilität. Ab einer gewissen Kostenschwelle
wird der Verbrennungsmotor zur kostenmäßig unterlegenen Mobilitätsoption. Was diese Änderung
für die Autozulieferindustrie bedeutet, lässt sich noch nicht im Detail abschätzen. Sind die
grundlegenden wirtschaftlichen Gesetzmäßigkeiten klar, geht es darum, in diesem Bereich
Geschäftsmodelle durchzuspielen. So ist beispielsweise Photovoltaik (PV) für private Haushalte über
einer gewissen Größenordnung derzeit kein profitables Geschäft. Der erzeugte Strom kann über
dieser Schwelle zu den meisten Zeitpunkten nicht eigenverbraucht werden. Die Einspeisetarife sind
zu unattraktiv, um die Überproduktion ökonomisch abzufangen. Die Kostenentwicklung bei
Speichertechnologien und bei PV Modulen führen dazu, dass der Eigenverbrauch und damit die
Dimensionierungen der PV Anlagen kontinuierlich vergrößert werden können. Die Profitabilität von
Investitionen hängt sehr stark von den ökonomischen Rahmenbedingungen ab. Aus
volkswirtschaftlicher Sicht stellt sich die Frage, welche Fördermechanismen sicherstellen, dass es zu
einer bestmöglichen Verwendung der Fördergelder kommt, um einerseits eine „Überförderung“ zu
vermeiden und andererseits sicher zu stellen, dass weiterhin in alternative Energien investiert wird.
Dabei gibt es die verbreitete Meinung, dass gewisse alternative Energien nicht mehr gefördert
werden sollten. Zu beachten sind dabei auch die Verteilungseffekte von Politikmaßnahmen.
All diese Beispiele werfen eine Fülle von rechtlichen Fragestellungen auf. Zu denken ist hier vor allem
an umweltschutz- und energierechtliche Fragestellungen (Anlagenrecht, Versorgungssicherheit).
Technische Innovationen und neue Geschäftsmodelle sind aber auch mit rechtlichen Fragen
verbunden, die weit in andere Bereiche der Rechtsordnung hineinreichen (z.B. das Datenschutzrecht,
das Gewerberecht oder der Bereich des technischen Sicherheitsrechts). Eine Begleitung aus
rechtswissenschaftlicher Perspektive ist unumgänglich, um die Realisierung aus rechtlicher
Perspektive abzusichern bzw. um aufzuzeigen, inwiefern eine Anpassung des rechtlichen Rahmens
möglich und erforderlich wäre. Davon abgesehen ist zu bedenken, dass das Energierecht auch
aufgrund der vielfältigen EU-rechtlichen Implikationen zu einem der dynamischsten Bereiche der
Rechtsordnung überhaupt zählt. Das Aufzeigen aktueller rechtlicher Entwicklungen sowie das
Ausloten des rechtlich Machbaren im Rahmen eines äußerst veränderungsanfälligen
Regelungsbereiches ist wichtige Vor- und Begleitarbeit zu technischen Innovationen.
Auf der Ebene III werden wirtschaftliche Modelle auf deren AKZEPTANZ in der Bevölkerung bzw. bei
Unternehmen überprüft.
Diese Ebene hat zwei Dimensionen:
•
•
Investitionen, die sich betriebswirtschaftlich „rechnen“ würden, werden oft nicht getätigt,
weil die finanziellen Mittel für diese Investition nicht aufgebracht werden können.
Unsicherheit vor dem Neuen bzw. der Wille, das Geld lieber für Alternativen auszugeben,
sind zwei Gründe dafür. Wie diese Barrieren überwunden werden können, ist gleichzeitig
eine herausfordernde Forschungs- und unternehmerische Aufgabe.
Investitionen der Akteure lösen unmittelbar oder mittelbar Konflikte und Widerstände aus.
Ein und dasselbe Grundstück kann konkurrierend unterschiedlich genutzt werden.
Feldflächen können zur Erzeugung von Nahrungsmittel, Futtermittel oder zur
Agrospritproduktion Verwendung finden. Außerdem kann für den einen die
Photovoltaikanlage des anderen ein (spiegelnder) Dorn im Auge sein. Windräder sorgen zwar
für sauberen Strom, vor allem in wasser- und sonnenarmer Zeit wie im Winter, erregen aber
die Gemüter der Anrainer, der Naturschützer oder von Menschen, die ungestörte
Landschaften, etwa im Urlaub, genießen wollen. Stromleitungen durch die Natur sind
notwendig, um erneuerbare Energie abzutransportieren. Sie stören jedoch wiederum
Anrainer, Naturschützer und Touristen.
Auf allen 3 Ebenen werden bereits vorhandene Kompetenzen der Kärntner Firmen und
Forschungsinstitutionen genutzt, um den optimalen Output für den Kunden zu bekommen. Kunden
können dabei sowohl Unternehmungen und öffentliche Einrichtungen als auch Privatpersonen sein.
3. Projektideen (Beispiele)
Das oben beschriebene Denken in drei Ebenen wird durch konkrete Projektvorschläge unterlegt,
wobei die Zielgruppe definiert und auch auf die einzelnen Mitglieder diverser Konsortien
eingegangen wird. Grundsätzlich muss bei den Projekten in diesem Bereich zwischen Groß- und
Kleinkunden unterschieden werden. Für beide Zielgruppen werden in weiterer Folge Beispiele
angeführt, die veranschaulichen, was in den nächsten Jahren in diesem Bereich geschehen wird.
Zudem ist die Arbeitsgruppe F&E dafür offen, neue Themen kompetent anzugehen und umzusetzen.
Die Arbeitsgruppe geht davon aus, dass bei einer erfolgreichen Umsetzung des eMAP noch viele
kleine und große Forschungsthemen in allen drei Ebenen auftreten werden, die von
wissenschaftlicher Seite beleuchtet und bearbeitet werden müssen. Wesentlich ist es schlussendlich,
technisch gut funktionierende, ökonomisch und rechtlich abgesicherte Lösungen zu finden, die von
der Bevölkerung angenommen werden.
3.1 FORSCHUNGSVORHABEN I: Effiziente Kleinanlagen mit abgestimmten Verhalten auf
unterschiedliche Benutzergruppen
Um die Energieautarkie 2025 zu erreichen, wird die Bevölkerung vom reinen Energieverbraucher
auch zum Energieerzeuger (Prosumer). Dabei existieren jedoch zahlreiche Herausforderungen
hinsichtlich Ökonomie, Rentabilität und Akzeptanz. Zudem gibt es auf der Systemebene viele offene
Fragen, besonders im Bereich der Speicherung herrschen noch gravierende Lücken vor.
Ebene der TECHNIK
Um eine effiziente Erzeugung und Regelung von Eigenverbrauch, Speicher und Netzeinspeisung zu
ermöglichen, wird man auf Benutzer- und Netzebene neue Steuer- und Energiesensoren
entwickeln, um Verbrauch, Erzeugung und Speicherung effizienter und vor allem intelligenter
steuern und regeln zu können. Damit werden in weiterer Folge Energiemanagementsysteme
betrieben, die auf die Bedürfnisse der unterschiedlichen Benutzergruppen und anderer
Stakeholder (z.B. Netzbetreiber) abgestimmt sind. Hier könnten auch Strategien und Algorithmen
zur automatischen Energieoptimierung basierend auf spezifischen und definierten StakeholderZielen (z.B. Autonomie, Eigenverbrauchsoptimierung, Energieeffizienz, Lastspitzenausgleich,
Demandside-Management,
Gewinnmaximierung bei Energiehandel,
Bereitstellen
von
Regelenergie, Netzpflege, Vermeidung Netzausbau) von Nutzen sein. In diesem Rahmen sind
auch Themen wie Smart Homes/Buildings, Netzintegration, Neighbourhood/District Management
und Energy Clustering relevant.
Forschungskompetenzen bestehen in Kärnten etwa im Bereich der Optimierung der Netze,
Netzintegration und Vermeidung des Ausbaus von Netzen mit Methoden der räumlichen Statistik,
risikobasiertes Monitoring sowie Zuverlässigkeitsanalyse von Netzen. Know how existiert in Bezug
auf Energiehandel auf der Grundlage der Theorie der stochastischen Prozesse und der stochastischen
Portfoliooptimierung unter Einbeziehung von Wetterdaten und –prognosen.
Dieser Ansatz sollte durch die Relevanz für den Kunden ergänzt werden. Publikationen stellen die
Relevanz von Steuerungsmechanismen in Haushalten in Frage, deren alleiniges Ziel die Reduktion des
Strombedarfs ist. Der effektive Nutzen für den Kunden – i.e. die Stromersparnis – ist zu gering.
Um für den einzelnen Haushalt attraktive Lösungen anzubieten, ist es notwendig, integrierte Pakete,
welche die vorhandenen Sensoren und Aktoren zusätzlich nutzen, anzubieten, z.B.:
- zusätzliche Ansteuerung der Raumwärme mit einer erwarteten Energieeinsparung durch
intelligentes Heizen (zusätzliche Energieeinsparung)
- Ambient Assistent Living Unterstützung in Form von Smart Homes (zusätzlicher Komfort)
- Information des Kunden über den Energieverbrauch und Abläufe (Propriozeption in Bezug auf die
eigene Wohnung)
- moderne Haustechnik, welche vor allem ältere Menschen (aber nicht nur diese) bei ihrem Leben in
ihrer von ihnen ausgewählten Lebensumgebung unterstützt (ohne solche Systeme wäre ggf. ein
Umzug aus der gewohnten Umgebung in speziell ausgestattete Betreuungseinrichtungen notwendig)
Steigerung der Benutzbarkeit durch die Entwicklung adäquater Schnittstellen zur Bedienung,
Wartung und Erweiterung der in den Haushalten installierten Systeme
- erweiterte Services in Bezug auf Sicherheitstechnik
- Schutz der privaten Daten durch lokale Datenhaltung
Zusätzlich müssen auch im Bereich der Regelungs- und Steuerungstechnologien von Akkumulatoren
Forschungsthemen bearbeitet werden. Hier werden Sensoren benötigt, um ein optimales Laden
und Entladen zu ermöglichen, die Lebensdauer der Akkumulatoren zu verlängern und einen
sicheren Betrieb der Akku-Batterie zu garantieren. Dabei darf bei eventuellen Projekten natürlich das
Komplettsystem nicht außer Acht gelassen werden. Die intelligente Kombination der einzelnen
Komponenten wird zu Kostenreduktionen und damit zu einer wirtschaftlicheren Nutzung der
Photovoltaik führen.
Um optimierte Anlagen zu erforschen, werden auf dieser technischen Ebene Simulationen zur
Optimierung notwendig sein.
Ebene der ÖKONOMIE & RECHT
Neben den oben beschriebenen technischen Herausforderungen gibt es aber sowohl in der
Ökonomie wie auf der rechtlichen Ebene viele weitere Themen. In der Forschungsgruppe F&E ist man
sich einig, dass insbesondere die wirtschaftliche Betrachtung für die Bevölkerung eine wichtige Rolle
spielt. Das heißt es müssen Geschäftsmodelle entwickelt werden, um einen Anreiz zur dezentralen
Energieerzeugung zu schaffen. Die hohen Anschaffungskosten für die Errichtung einer PV-Anlage in
Kombination mit unattraktiven Einspeisetarifen zeichnen dafür verantwortlich, dass oftmals (große)
Dachflächen nicht genutzt werden. Hier gilt es, attraktive Geschäftsmodelle zu entwickeln.
Unternehmen könnten die Anlagen gratis installieren und warten, Kunden würden sich im Gegenzug
für einen bestimmten Zeitraum dazu verpflichten, sämtliche erzeugte Energie zu einem vorab
festgelegten Tarif abzunehmen. In Bereichen, die jetzt erforscht und simuliert werden wie
Neighbourhood/District Management, ist die rechtliche Grundlage noch wenig erforscht.
Ebene der AKZEPTANZ
Für viele Kleinanlagen stehen in einer alpinen Kulturlandschaft wie Kärnten große Potenziale bereit,
zumal in vergangenen Jahrhunderten lokale Wasser- und Windkräfte oder auch natürliche
Thermalpotenziale schon intensiv genutzt wurden und im letzten Jahrhundert wieder in
Vergessenheit gerieten. Solche Kleinanlagen stellen aber auch Ansprüche an den Raum als Ressource
und müssen daher in Planungen, Widmungen und in Konkurrenz zu anderen Raumnutzungen
adäquat berücksichtigt werden. Es ist ebenso wichtig, die Benutzer bereits in einem sehr frühen
Stadium der Anlagenplanung einzubeziehen und die Systeme auf die Bedürfnisse einzelner Gruppen
zu optimieren. Dies trifft auf unterschiedliche Benutzergruppen wie Mieter, Wohnungs- und
Hausbesitzer, Hausverwaltungen, Anrainer, Anlagenbetreiber, Betriebsinhaber, Versorgungsbetriebe
und Beratungsstellen zu. Auch von dieser Ebene muss eine Rückkopplung zur Technik eingebaut
werden, um gegebenenfalls bei Aspekten zu Sicherheit oder zu Datenschutz eine technische Lösung
einzufordern.
3.2 FORSCHUNGSVORHABEN II: Effizienzsteigerungen bei Maschinen wie Antriebe für Mühlen und
Windräder (Großkunden – produzierendes Gewerbe)
Im Bereich Energiegroßkunden gibt es großes Einsparungspotential, das für verschiedene
Industriezweige extra evaluiert werden muss. Energiesparen ist für Unternehmen nicht nur aus
ökonomischen Gründen ein interessantes Ziel, es ist auch in der EU-Ökodesign-Richtlinie verankert
und damit verpflichtend.
Mehr als 30 % des gesamten industriellen Stromverbrauchs entfallen auf Antriebsmotoren für
Pumpen, 10 % auf Kompressoren, beide zusammen stellen damit den größten industriellen
Stromverbraucher dar. Pumpenfachleute analysieren weltweit die Anlagen in Industrie und
Gewerbe und schlagen effizientere Lösungen vor, die meist große Einsparungspotenziale ergeben –
auch unter Verwendung neuer Technologien, wie z. B. Frequenzumformer oder moderne Leit- und
Diagnosetechnik. Aus dieser Initiative ergeben sich weitere Anreize zur Entwicklung effizienterer
Pumpen und Kompressorsysteme – ein wichtiges strategisches Geschäftsfeld der Zukunft.
Besonderes Potenzial sieht die Arbeitsgruppe F&E im Bereich drehzahlvariabler Antriebe für Mühlen,
Windkraftanlagen und industrielle Pumpen, da in Kärnten Betriebe auf diesem Gebiet arbeiten und
forschen.
Ebene der TECHNIK
In diesem Bereich gibt es wissenschaftliche Forschungsprojekte, in denen Konzepte bezüglich
drehzahlvariabler Antriebstechnologie entwickelt und gebaut werden. Neben der Systementwicklung
inkl. der Optimierung einzelner Bauteile könnten auch im Bereich optimierte Regelungstechnik
Fortschritte erzielt werden. In Kärnten könnten Forschungsleistungen zur Messdatenanalyse mit Hilfe
von Signalverarbeitung und selbstlernenden Algorithmen und in geringerem Ausmaß zur Mess- und
Regeltechnik abgedeckt werden. Weiter besteht Know how zum Design von
Computersimulationsstudien zur Effizienzsteigerung von Antriebssystemen und Pumpen mit
Methoden der statistischen Versuchsplanung (Entwicklung von statistischen Surrogatmodellen für
aufwändige Finite-Element-Modelle). Bei Entwicklungen wie der Optimierung einzelner Bauteile
müsste mit einschlägigen Unternehmen beziehungsweise mit Maschinenbaufakultäten diverser
Technischer Universitäten kooperiert werden.
Ebene der ÖKONOMIE & RECHT
Neben der wirtschaftlichen Betrachtung solcher Antriebe und deren Optimierung ist die rechtliche
Ebene weniger relevant.
Ebene der AKZEPTANZ
Auf der Ebene der Akzeptanz ist besonders hervorzuheben, dass die Industrie über solche
Möglichkeiten noch gar nicht umfassend Bescheid weiß und daher gar nicht in der Lage ist,
effizienteren Umgang mit Primärenergie zu fordern. Auf dieser Ebene muss vor allem im Bereich
Bewusstseinsbildung gearbeitet werden.
3.3 FORSCHUNGSVORHABEN III: Optimierung von Stromverbrauch bei Großverbrauchern
insbesondere bei öffentlichen Gebäuden
Entscheidungen für die Maßnahmen in öffentlichen Gebäuden des Landes liegen allein in dessen
Hand. Ein guter Grund dafür, bei den öffentlichen Gebäuden mit der Umsetzung des eMAP zu
beginnen. Außerdem regten Arbeitsgruppen des Energiemasterplans an, die Dachflächen von
öffentlichen Gebäuden für Stromerzeugung zu nutzen. Damit würden die dem Land zuordenbare
Liegenschaften genutzt, um die drei Ebenen TECHNIK, ÖKONOMIE & RECHT und AKZEPTANZ auf ihre
Wirkung anhand des Objekts „ÖFFENTLICHES GEBÄUDE“ zu testen:
Ebene der TECHNIK
Welche Kombinationen an Strom- und Raumwärmesystemen wären am besten geeignet, in den
Gebäuden des Landes die Ziele des eMAP am effektivsten umzusetzen (Ist-Analyse, Auswahl von
einem oder mehreren Systemen...)? Diese Fragestellung steht im Zentrum der technischen
Überlegungen. Verschiedene vorausgewählte Varianten von Strom und Wärme werden mittels
Simulation getestet. Gleichzeitig bezieht man die unterschiedlichen Gebäude der öffentlichen
Verwaltung und eventuell deren Nachbarschaft ein, um eine optimierte und möglichst breite
Nutzung zu erzielen. Grundlage jeder Verbesserungsinitiative ist die genaue und kontinuierliche
Erfassung des Verbrauchs (Monitoring), um auf Basis umfangreicher Auswertungen
Verbesserungspotentiale und Optimierungserfolge quantifizierbar zu machen.
Forschungsinstitute in Kärnten könnten hier ihr Wissen im Bereich Photovoltaik, Simulation und
Optimierung von erneuerbaren Energiesystemen einbringen. Dazu zählen etwa die mathematischstatistische Modellierung des Stromverbrauchs von Großverbrauchern, die Messung und Analyse des
Stromverbrauchs, die Optimierung von Monitoring-Netzen, die Identifikation von "Stromfressern"
und die Optimierung des Stromverbrauchs.
Ebene der ÖKONOMIE & RECHT
Um den optimalen Mix an Energieeffizienzmaßnahmen und Erneuerbarer Energie für öffentliche
Gebäude zu erreichen, werden verschiedene Kombinationen auch bezüglich Wirtschaftlichkeit
durchgerechnet. Die Ergebnisse gehen zurück an die technische Ebene, auf der die ökonomisch
sinnvollste Option im Detail entworfen wird.
Idealerweise wird nach der Entscheidung über die optimale Kombination über die Umsetzung dieser
Maßnahmen für ein erstes Gebäude entschieden. Auch in dieser Hinsicht ist zu berücksichtigen, dass
der rechtliche Rahmen betreffend „Energieeffizienz“ ein engerer wird. Es gibt zahlreiche – vor allem
auch EU-rechtliche – Initiativen zur Steigerung der Energieeffizienz, die bei solchen Lösungen
mitbedacht werden sollen bzw. müssen.
Ebene der AKZEPTANZ
Der Erfolg von Energieeffizienzmaßnahmen (Reduktion v.a. von Strom-, Wärme-, Gas- und
Wasserverbrauch) hängt stark von der Akzeptanz der Nutzer ab. Man sollte den Nutzer als
mündigen, wissenden und eine eigene Meinung habenden Bürger sehen, der gerade öffentliche
Bauten und Einrichtungen als vorbildhaft ansehen kann und daher auch in den Veränderungsprozess
eingebunden oder zumindest darüber informiert werden sollte. Die ständige Visualisierung der
Ergebnisse des Monitorings wird zu einer positiven Verhaltensänderung der Akteure führen. In
weiterer Folge werden die daraus gezogenen Lehren zum einen zur kontinuierlichen Verbesserung
der Maßnahmen am ersten Gebäude verwendet, indem man diese wissenschaftlich begleitet. Zum
anderen können die Lehren aus dem ersten Gebäude zum Roll-Out auf die anderen verwendet und
eventuell sogar in anderen Regionen und für andere Zielgruppen (z.B.: Mehrgeschoßbauten) als
Modell gesehen werden. Dieser permanente Vergleich des Energieverbrauchs einzelner Gebäude ist
die Basis für einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess.
Neben den oben skizzierten Forschungsprojekten gibt es in Kärnten zudem noch die Kompetenz,
u.a. folgende Fragestellungen wissenschaftlich zu durchleuchten:
Welche Reboundeffekte sind durch Maßnahmen im Bereich der Energieeffizienz zu erwarten?
Welche Zusatzkosten ergeben sich für Elektrizitätsverbraucher zur Finanzierung der Erneuerbaren
(“EEG Umlage “in Deutschland, “Ökostromzuschlag” in Österreich)?
Fördert der Umbau des Energiesystems die Umverteilung “von Unten nach Oben”? Subventionieren
arme Haushalte reiche?
Funktioniert der Elektrizitätsmarkt zunehmend wie jener für landwirtschaftliche Produkte? Die GAP –
Gemeinsame Agrarpolitik – als Synonym für verfehlte Politik, die viele Verlierer und nur wenige
Gewinner produziert?
Wie begegnet man der Forderung der Europäischen Kommission an EU Regierungen, die
Subventionierung von Erneuerbaren zu beenden. “They are no longer necessary.” (Problematik der
Überförderung)
4. Finanzierungsmöglichkeiten für die Umsetzung von Forschungs- und Entwicklungsvorhaben
Für die Umsetzung von Forschungs- und Entwicklungsprojekten ist öffentliches und privates
Engagement erforderlich. Für die Finanzierung im institutionellen Bereich (Universität,
Fachhochschule, Forschungseinrichtungen) ist einerseits eine solide Basisfinanzierung erforderlich,
andererseits können über Forschungsförderungsprogramme und Auftragsforschung weitere
(Dritt)Mittel lukriert werden.
Die Förderrichtlinien und –programme auf EU-, nationaler und regionaler Ebene befinden sich zum
Zeitpunkt in Ausarbeitung (Periode 2014 – 2020). Die Themenkreise Energieerzeugung und umwandlung (alternative Energien), Energieverbreitung (Smart Grids) sowie Energieeffizienz in der
Produktion (Produktion der Zukunft) und Anwendung (Mobilität u.a.) sind auf allen Ebenen
prominent vertreten, dies wird auch durch eigene Förderschienen (z.B. „Intelligent Energy Europe“
auf europäischer Ebene oder dem „Klima- und Energiefonds“ und dem Forschungs- und
Technologieprogramm „e!MISSION.at“ in Österreich) unterstrichen.
Österreich ist hinsichtlich der Fördermöglichkeiten für Forschung & Entwicklung innerhalb der
europäischen Union der Standort mit den am meisten ausdifferenzierten Fördermöglichkeiten. Die
Unterstützungsmöglichkeiten reichen von der Einzelpersonenförderung über Förderung für F&Eintensive Unternehmen bis zur institutionellen Förderung. Es gibt regionale, interregionale, nationale
und EU-Förderprogramme. Es gibt Programme zum Innovationseinstieg (z.B. Innovationsscheck) bis
hin zur Champions-League der Förderprogramme „Horizon 2020“. Forschungsaktivitäten von
Unternehmen können in Österreich auch steuerlich geltend gemacht werden (Forschungsprämie).
Eines darf jedoch nicht außer Acht gelassen werden: die genannten Fördermöglichkeiten sind tw.
komplex in der Beantragung und Abwicklung und darüber hinaus durchwegs kompetitiv. Die
Genehmigungsquoten in den europäischen (Horizon 2020) und nationalen Ausschreibungen liegen
oft weit unter 20%! Es handelt sich zudem in den meisten Fällen um eine Kofinanzierung, ein
Eigenmittelbeitrag ist erforderlich.
Gerade die anspruchsvollen Bundes- und EU-Programme konnten aus der Sicht Kärntens in der
Vergangenheit nur unterdurchschnittlich (mitunter bedingt durch das Fehlen einer technischen
Universität und die unterkritische Anzahl an forschungsrelevanten Institutionen und Unternehmen)
adressiert werden. Nicht jede innovative Idee kann auch gefördert werden, es sind budgetäre,
strategische und wettbewerbsrechtliche Aspekte (EU Gemeinschaftsrahmen für staatliche Beihilfen
für Forschung, Entwicklung und Innovation) zu berücksichtigen. Für ein optimales Lukrieren von
Fördermitteln auf Bundesebene und europäischer Ebene gilt es durch organisatorische
Zusammenführung sowie Kooperation und dadurch Schaffung kritischer Größen die
Wettbewerbsfähigkeit langfristig zu sichern. Das Wissensdreieck mit den Schnittpunkten Forschung,
Unternehmen, Bildung muss in den Stärkefeldern weiter forciert werden.
Auf Kärnten bezogen ist es daher erforderlich Unternehmen und Institutionen dahingehend zu
sensibilisieren und in der Projektentwicklung zu unterstützen und entsprechende
Rahmenbedingungen zu schaffen, generell und speziell zum Ausbau der vorhandenen Stärken in
denjenigen Bereichen, die den Energiemasterplan Kärnten betreffen:
•
Unterstützung bei der Antragstellung in EU- (Horizon 2020) und nationalen (Förderstellen: FWF
Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung, FFG Österreichische
Forschungsförderungsgesellschaft, AWS Austria Wirtschaftsservice) Forschungs- und
Innovationsprogrammen.
•
•
•
•
•
•
•
Ausbau der Forschungsinfrastruktur. Im Lakeside Science & Technology Park soll ein zweites
Standbein zum Thema IKT-unterstützte Produktionstechnologien mit dem Fokus auf den
Energiebereich aufgebaut werden.
Unterstützung von Stiftungsprofessuren (z.B. Professuren Smart Grids, Energiemanagement)
Interdisziplinäre Projekte innerhalb der Universität und zwischen Universität, Fachhochschule
und den ausseruniversitären Forschungseinrichtungen CTR, W3C und Lakeside Labs im Bereich
der nachhaltigen Technologien und Dienstleistungen.
Etablierung von mittel- und langfristigen Forschungskooperationen zwischen Unternehmen und
Forschungseinrichtungen (CD-Labors, Josef Ressl Zentren, COMET-Zentren, adressieren des FFGProgramms Kooperation und Innovation).
Junge Menschen für Forschung und Entwicklung begeistern, Forscherinnen und Forscher mit der
Wirtschaft vernetzen (Bundesförderprogramm „Talente“, regionale Initiativen wie IMST oder
NAWI-Mix).
Systematische Aufbau und die Höherqualifizierung des Forschungs- und Innovationspersonals
sowie die Verankerung unternehmensrelevanter Forschungsschwerpunkte an österreichischen
Universitäten und Fachhochschulen (Bundesförderprogramm „Forschungskompetenzen für die
Wirtschaft“).
Aufbau von interregionalen Netzwerken. In den beiden Projekten „Efficient Effective Smart“
(ETZ-Programm Slowenien-Österreich) und „Smart Energy“ (ETZ-Programm Italien-Österreich)
beschäftigen sich z.B. regionale (z.B. KELAG, CTR AG) und internationale (Universitäten,
Forschungseinrichtungen und Dienstleister aus Slowenien und Italien) Partner mit den
Möglichkeiten der Schaffung gemeinsamer Schwerpunkte im Energieforschungsbereich
(Technologieroadmap) und dem Aufbau eines Forschungsnetzwerkes innerhalb der beteiligten
Regionen(Leadpartnerschaft durch den Lakeside Science & Technology Park).
Die in diesem Papier vorgeschlagenen F&E-Themen haben das Potenzial wesentlich zu den oben
angeführten Punkten beizutragen und stellen somit erste mögliche Umsetzungsschritte dar. Neben
den EU-Programmen und den nationalen Programmen ist auch die regionale Programmplanung
bedacht das Thema „Energiewende“ entsprechend zu berücksichtigen.
Die »Wirtschaftsstrategie Kärnten 2013-2020«, die auf die FTI-Strategie »Kärnten 2020 Zukunft durch
Innovation - Strategie für Forschung, Technologieentwicklung und Innovation« referenziert, sieht den
Ausbau des Kärntner Innovations- und Forschungssystems in den definierten Schwerpunktbereichen
Informations- und Kommunikationstechnologien (Software, Embedded Systems, Mikroelektronik,
Sensortechnologien) und nachhaltige Technologien- und Dienstleistungen (Smart Homes,
Solarthermie, Photovoltaik, Logistik etc.), Prozess- und Produktionstechnologien vor.
•
•
KWF
Förderprogramme
2014-2020
(Budget
2014:
EUR
28
Mio.)
Die Programmplanung (Bereiche: Investitionen, F&E, Unternehmens- und Projektentwicklung)
bezieht sich explizit auf den Energiemasterplan Kärnten.
Investition in Wachstum und Beschäftigung Kärnten 2014-2020 (Mittel des Europäischen Fonds
für regionale Entwicklung | EFRE – Ziel2 | Budget 2014-2020: EUR 56,8 Mio.)
Die Hauptziele „Forschung und technologische Entwicklung und Innovation“,
„Wettbewerbsfähigkeit von KMU“ sowie „CO2 arme Wirtschaft“ korrespondieren mit den Zielen
des Energiemasterplan Kärnten. Die Abwicklung erfolgt über nationale Programme (FFG
Basisprogramme, AWS) sowie KWF-Programme.
•
Europäische Territoriale Kooperation (vormals Interreg, Mittel des Europäischen Fonds für
regionale Entwicklung | EFRE – Ziel3 | Budget 2014-2020 für Programmteil Kärnten-Slowenien
und
Kärnten-Italien:
EUR
23,8
Mio.)
„Forschung und technologische Entwicklung und Innovation“ sowie „Wettbewerbsfähigkeit von
KMU“ sind hier ebenfalls die Hauptprioritäten, wobei Projekte aus dem Bereich „Nachhaltigkeit
und erneuerbare Energien“ explizit erwünscht sind.
Links:
Wirtschaftsstrategie für Kärnten 2013-2020
http://www.kwf.at/downloads/deutsch/Publikationen/KLH_Wirtschaftsstrategie_Kaernten_2020.pdf
Kärnten 2020: Zukunft durch Innovation« , Strategie für Forschung, Technologieentwicklung und
Innovation.
http://www.kwf.at/?inhalt=Kaernten_2020_Zukunft_durch_Innovation&id=5-3-0-0
Energieforschungsstrategie für Österreich (Rat für Forschung und Technologie, bm:vit)
http://www.energieforschungsstrategie.at/
European Strategic Energy Technology Plan (SET-Plan)
http://ec.europa.eu/energy/technology/set_plan/set_plan_en.htm
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