Energiespeicher Tirol 2050

Verstärkter Einsatz Erneuerbarer - verstärkte Schwankungen zwischen Bedarf und Aufbringung

Zur Umsetzung der Tiroler Energiestrategie der angestrebten Erreichung einer Energieautonomie bis 2050 ist ein Umbau des Tiroler Energiesystems unabdingbar. Sämtliche verfügbaren heimischen Energieträger werden benötigt. Zusätzlich zu den bestehenden Anlagen zur Energieversorgung werden beispielsweise über 100.000 PV-Anlagen und mehr als 80.000 Wärmepumpenanlagen benötigt werden. Die Wasserkraft ist massiv auszubauen, Windkraftanlagen werden benötigt und bestehende Wärmenetze sind zu verdichten bzw. ergänzende Wärmenetze zu errichten. Anlagen zur Erzeugung synthetischer Gase (H2 und CH4) sind zu etablieren. Strom wird insgesamt der künftig wichtigste Energieträger sein.

Der massive Ausbau der Erneuerbaren verstärkt gleichzeitig jedoch die Schwankungen zwischen Energiebedarf und Energieaufbringung. So schwankt die Solarenergie kurzfristig zwischen Tag und Nacht, ist aber auch vom Wet­tergeschehen sowie dem jahreszeitlichen Gang abhängig. Die Ver­fügbarkeit von Windenergie ist ebenso abhängig vom Wettergeschehen, wohingegen die Wasserkraft durch jahreszeitliche Schwankungen der Abflussregime gekennzeichnet ist. Auf der Seite des Bedarfes schwankt der Strombedarf im Tages- und Wochenrhythmus und hat gleichzeitig eine jahreszeitliche Komponente. Der Wärmebedarf für Warmwasser ist über den Tag stark schwankend, im Jahresverlauf jedoch eher konstant. Der Heizwärmebedarf ist in den Sommermona­ten gleich Null, in den Wintermonaten dafür hoch.

Zukünftige Energiesysteme mit einem hohen Anteil an Erneuerbaren Energieträgern sind damit mit einer nur bedingt regelbaren Strom- und Wärmeerzeugung konfrontiert.

Energiespeicherung - Schlüsseltechnologie der Energiewende

Um die Schwankungen zwischen Bedarf und Aufbringung auszugleichen bedarf des der Energiespeicherung. Energiespeicher gelten deshalb als eine der Schlüsseltechnologien der Energiewende. Sie ermöglichen eine zeitliche Entkopplung von Energieverfügbarkeit und Energiebedarf. Ein Energiespeicher kann Energie aufnehmen und zu einem späteren Zeitpunkt wieder abgeben. Geeignete Speichertechnologien vermögen je nach Technologie kurz- (Sonnen- und Windflauten) bis langfristige Schwankungen (Sommer/Winter – Minimalbedarf/Höchstbedarf) auszugleichen. Durch die Energiespeicherung wird eine sektorenübergreifende Transormation des Energiesystems erst möglich. In bisherigen Tiroler Energie-Studien wurden die zeitlichen Schwankungen von Energieerzeugung und Energiebedarf im Jahresverlauf nicht betrachtet.

Tirol 2050 Energieautonom - welche Energiespeicher-Technologien braucht es in welchem Ausmaß?

Die Förderstudie Energiespeicher Tirol 2050 beschäftigt sich mit genau dieser Fragestellung. Aufbauend auf den Ergebnissen bisheriger Energieszenarien-Studien soll eine Antwort darauf gegeben werden, welche Energiespeicher-Technologien in welchem Ausmaß in Tirol im Jahr 2050 einzusetzen sind, um die angestrebte Energieautonomie unter Berücksichtigung der zeitlichen Schwankungen von Energiedargebot und Energiebedarf zu erreichen. Dazu soll eine interaktive Modellberechnung zweier Energie-Speicherszenarien für ein angenommenes Energiesystem Tirol 2050 durchgeführt werden. Die Studie wird durch ein Forschungs-Konsortium bestehend aus Wasser Tirol, Universität Innsbruck (AB Energieeffizientes Bauen und AB Intelligente Verkehrssysteme), MCI und einem weiteren Forschungspartner für die Modellsimulation abgewickelt.

Stufe 1 - Datenbasis - Grundlagen und Vorbereitung der Modellberechnung

Die Energiespeicher-Studie ist zweistufig angelegt. In der ersten Stufe erfolgen die Erhebung der wesentlichen Datengrundlagen und die Vorarbeiten für Modellberechnung. Neben der Definition wesentlichen Prämissen und Randbedingungen, der Erhebung der zeitlichen Fluktuation von Energiedargebot und Energiebedarf in Tirol im Jahr 2050 sowie der Analyse heute verfügbarer Energiespeichertechnologien (Kurzzeitspeicher, Langzeitspeicher) werden die grundlegenden Anforderungen an das Energiespeichermodell definiert und verfügbare Energiesystemmodelle inkl. Speicherberücksichtigung eruiert. Stufe 1 befindet sich gegenwärtig kurz vor Fertigstellung.

Stufe 2 - Durchführung der interaktiven Modellberechnung

In der zweiten Projekt-Stufe soll, basierend auf den Grundlagen und Vorarbeiten aus Stufe 1, die Simulation zweier Energiespeicherszenarien für ein angenommenes Energiesystem Tirol 2050 durchgeführt werden. Die Simulation soll dabei über eine Energiesystem-Modellierung inklusive Speicherberücksichtigung erfolgen. Die Ergebnisse werden u.a. in Form von Flussbildern aufbereitet und im Rahmen von Stakeholder-Workshops diskutiert werden. Der Start von Stufe 2 des Projektes Energiespeicher Tirol 2050 ist für das erste Quartal 2021 geplant.