AIT: Klimawandel verändert Europas Stromsystem

Ein zunehmend erneuerbares und elektrifiziertes Energiesystem ist stärker vom Wetter abhängig. Ein Forschungsteam des AIT Austrian Institute of Technology und der BOKU University zeigt nun, wie sich der Klimawandel auf Stromnachfrage und erneuerbare Erzeugung in Europa auswirken kann. Die veröffentlichte Studie stellt dafür den offenen Datensatz SECURES-Energy bereit, welcher nationale, stündliche Stromnachfrage- und Stromerzeugungsprofile für den Zeitraum 1981 bis 2100 liefert.

Die Energiewende muss nicht nur emissionsarm, sondern auch klimafit geplant werden. „Das Projekt SECURES-Energy macht sichtbar, wann und wo sich europaweit Stromerzeugung und -nachfrage verschieben – und liefert damit eine transparente Grundlage für Investitionen in Netze, Speicher und Flexibilität“, erklärt Franziska Schöniger, Energieforscherin am AIT Austrian Institute of Technology.

Was die Daten zeigen

Die Berechnungen wurden für zwei verschiedene Klimawandel-Szenarien durchgeführt: mittlerer Klimawandel (entspricht einem Szenario RCP 4.5) und starker Klimawandel (RCP 8.5).

Für die künftigen Stromnachfrage ergeben sich, basierend auf diesen beiden Modellen, folgende Ergebnisse:

• Der Kühlbedarf in den untersuchten europäischen Ländern steigt bis Mitte des Jahrhunderts um bis zu +80% (bei mittlerem Klimawandel) bzw. +149% (bei starkem Klimawandel). Bis Ende des Jahrhunderts wächst der Kühlbedarf um +129% bzw. +317%.
• Der Heizbedarf sinkt um −19%/−24% bis Mitte des Jahrhunderts und bis zu −25%/−40% bis Ende des Jahrhunderts.

Bei der Stromerzeugung ist mit folgenden Änderungen zu rechnen:

• Für Photovoltaik, Onshore-Wind und Laufwasserkraft zeigt sich europaweit kein einheitlicher Trend; regionale Unterschiede und Schwankungen zwischen einzelnen Jahren bleiben entscheidend.
• Bei Offshore-Wind weist die Analyse dagegen auf klimawandelbedingt sinkende Jahreserzeugung über Europa hinweg hin.
• Gleichzeitig verändert sich die Saisonalität der Wasserkraft: In Österreich verschiebt sich der Abfluss aufgrund von veränderten Niederschlags- und Schneeschmelzemustern und der höheren Wahrscheinlichkeit von längeren Trockenphasen tendenziell vom Sommer in Richtung Winter, während niedrige Sommererzeugung etwa in Frankreich und Spanien weiter verstärkt wird.

Vom europäischen Datensatz zur Anwendung in Österreich

Das Projekt SECURES-Energy steht im Kontext von weiteren aktuellen AIT-Projekten zur resilienten Energieinfrastruktur. In ROBINE-AT wurden Klimafolgekarten, so genannte Climate Impact Maps, erstellt, die eine hochaufgelöste Datengrundlage zu den möglichen Auswirkungen des Klimawandels auf die österreichische Energieinfrastruktur liefern.

Darüber hinaus wurden regionale Energieerzeugungs- und Stromnachfrageprofile für Österreich erstellt (ROBINE-AT-Energy). DeRisk-E untersucht, wie das Stromsystem widerstandsfähig gegenüber klimatischen, geopolitischen und weiteren Unsicherheiten gestaltet werden kann. Die nun veröffentlichten SECURES-Energy Stromerzeugungs- und Stromnachfrageprofile helfen dabei, Ausbaupfade erneuerbarer Energien, Flexibilitätsbedarf und Versorgungssicherheit unter veränderten Klimabedingungen zu bewerten.

Erfordernisse für ein klimafittes Energiesystem

Eine klimaresiliente Energiezukunft braucht regionale Differenzierung, die Berücksichtigung verschiedener Klimaszenarien und eine transparente meteorologische Datengrundlage in geeigneten Formaten für die Energiesystemmodellierung. Klimaresiliente Stromsysteme erfordern Flexibilitätsoptionen zum Ausgleich von Erzeugungs- und Lastschwankungen sowie die systematische Berücksichtigung von langfristigen klimatischen Veränderungen und Extremwetterereignissen in strategischen Planungsprozessen. Die aktuellen Projekte am AIT leisten daher einen zentralen Beitrag, Österreichs Energiesystem auf die Risiken des Klimawandels und wetterbedingte Unsicherheiten vorzubereiten und österreichische Entscheidungsträger:innen bei der Ausgestaltung eines robusten und resilienten Stromsystems zu unterstützen.

AIT: Forschung für die Infrastruktur von morgen

Mehr als 1.600 Mitarbeiter:innen arbeiten täglich am AIT Austrian Institute of Technology an den zentralen Infrastrukturthemen der Zukunft, insbesondere in den Bereichen Energie, Mobilität, Gesundheit und Daten. Am AIT werden Infrastrukturen von morgen gedacht und erforscht. Als Österreichs größte Forschungs- und Technologieorganisation ist das AIT eine Brücke zwischen Wissenschaft und Innovation und arbeitet entlang der gesamten Innovationskette – von der Idee bis zur Umsetzung – mit der Industrie und öffentlichen Einrichtungen zusammen. Zur Weiterentwicklung zukunftsfitter Technologien betreibt das AIT die modernste Forschungs-Infrastruktur Österreichs, mit spezialisierten Labors für Energie, Mobilität, Stadtplanung, Digital Security, Ernährungssicherheit und vieles mehr. Forschung des AIT wirkt und schafft Lösungen – für Unternehmen, die Gesellschaft und letztlich für uns alle.