Energieautarkie: Best Practice-Projekte, wie es gelingen kann

29.06.2021
Wirtschaft

Viele Gemeinden in Österreich setzen bereits seit Jahren erfolgreiche Maßnahmen auf dem Weg zur Energieautarkie um. In Anbetracht der ambitionierten EU-Zielvorgabe der Klimaneutralität bis 2050 möchten wir hier einige aktuelle Best Practice-Beispiele präsentieren, die als Inspiration dienen können.

Energieautarkie

Viele Gemeinden in Österreich setzen bereits seit Jahren, wenn nicht Jahrzehnten, erfolgreiche Maßnahmen auf dem Weg zur Energieautarkie um. In Anbetracht der ambitionierten EU-Zielvorgabe der Klimaneutralität bis 2050 möchten wir hier einige aktuelle Best Practice-Projektbeispiele präsentieren, die als Inspiration für eigene Projekte dienen können.

Modellregion-Studie: Blockheizkraftwerke als Zukunftschance

In einer Studie der TU Wien wurden die Chancen zur nachhaltigen Energieversorgung einer typischen ländlichen Region in Österreich untersucht. Der Zeithorizont belief sich dabei bis 2030. Die untersuchte Referenzregion basiert auf den ökologischen und ökonomischen Analysen der Modellregionen St. Margareten im Rosental, Großarl, Moorbad Harbach und Güssing. Die Studie betrachtete sowohl die Strom- und Wärmeversorgung als auch Mobilitätsanforderungen.

1. Innovatives Berechnungstool für energetische Gesamtanalysen

Nachhaltige Energieerzeugung erfordert die Einbeziehung und Betrachtung unterschiedlicher Technologien, die eng miteinander zusammenhängen: So können etwa wichtige Synergieeffekte entstehen, wenn man die Bereitstellung von Wärme und elektrischen Strom kombiniert. Auch die Mobilität ist Teil dieses vernetzten Gesamtsystems.

Um diese Komplexität erfassen zu können, wurde im Rahmen der Studie das Berechnungstool „ENECO2Calc“ entwickelt. Es ermöglicht, energetische Gesamtanalysen einer beliebigen Modellregion mit einer Einwohnerzahl von 500 bis 5.000 zu erstellen. Verschiedene Zukunftsszenarien können berechnet werden, um die Entwicklungspotenziale der Gemeinden aufzuzeigen.

Die Studie bildet darüber hinaus die Grundlage für das an der TU Wien gegründete GLOCK ResearchLab für nachhaltige, emissionsarme Energie- und Mobilitätssysteme. Forschungsschwerpunkt ist die nachhaltige Energiebereitstellung auf regionaler Ebene.

Studie zu Energieautarkie in regionalen Gebieten - TU Wien
© TU Wien, Grafik: GroupM

2. Blockheizkraftwerke als Herzstück

Die Studie hat unter anderem gezeigt, dass im ländlichen Bereich Holzgas-Blockheizkraftwerke einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen Energieerzeugung liefern, da sie sowohl Wärme als auch elektrischen Strom liefern können.

Auch eignen sie sich zur Bereitstellung der Grundlast und sind daher optimal kombinierbar mit volatilen Energieträgern wie Wind und Sonne. Besonders dann, wenn sie regional genutzt werden und die Brennstofftransportwege kurz sind, ist ihre CO2-Bilanz vergleichbar mit der von Photovoltaik.

Nachfolgende Grafik zeigt beispielhaft das Entwicklungspotential einer Modellregion: Die zunehmende Substitution fossiler Energieträger durch volatile regenerative Technologien fordert die Berücksichtigung von Lastgängen und die Implementierung von Energiespeichern in die Referenzregion.

Energiegemeinschaften: Strom aus lokalen Kraftwerken um´s Eck

Das Erneuerbaren-Ausbau-Gesetz (EAG), welches noch vor der Sommerpause beschlossen werden soll, ermöglicht die Einrichtung von sogenannten erneuerbaren Energiegemeinschaften (EEG).

Dabei können sich Privatpersonen, KMUs und Gemeinden zusammenschließen, um auf lokaler Ebene saubere Energie gemeinsam zu erzeugen und zu vergünstigten Konditionen vor Ort zu verbrauchen. Überschüsse werden also nicht ins überregionale Netz eingespeist, sondern mit Verbrauchern in der Nachbarschaft geteilt. Damit ist eine Reihe von Vorteilen verbunden:

  1. Regionale Wertschöpfung: Durch Förderung von Investitionen in dezentrale, regionale Ökostromanlagen bleibt die energetische Wertschöpfung in der Region und schafft mehr Unabhängigkeit von globalen Märkten.
  2. Entlastung der Strominfrastruktur: Die Energieversorgung in Österreich ist seit Jahren nur noch durch extrem teure Notmaßnahmen aufrechtzuerhalten. EEGs entlasten das überregionale Stromnetz durch Verringerung langer Transportwege und ermöglichen alternative Energien vor Ort einzuspeisen. Damit reduzieren sich auch die Kosten für den teuren Ausbau von Strominfrastruktur. 
  3. Kostensenkung: Stromproduzenten und -bezieher profitieren finanziell.
  4. Persönlicher Bezug: Stärkung der Beziehung zwischen Stromkunden und „ihren Erzeugungsanlagen“.

Viele Gemeinden warten derzeit noch auf den Beschluss der Bundesregierung, in einigen Gemeinden hat man aber schon Pilotprojekte gestartet. Im Retzer Land läuft etwa seit Herbst 2020 die Energiegemeinschaft Retzer Land unter Beteiligung von sechs Gemeinden: Insgesamt 15 Photovoltaik-Anlagen auf öffentlichen Gebäuden in einer Größenordnung von 500 Kilowatt-Peak wurden projektiert.

200 Bürger haben sich inzwischen mit Finanzierungspaketen eingekauft und erhalten dafür im Rahmen eines Sale-and-lease-back-Modells 1,5 Prozent Zinsen über zehn Jahre. Die Zinsen erwirtschaften die Gemeinden mit dem gewonnenen bzw. gesparten Strom. Derzeit testen 30 Haushalte den regionalen Strommarktplatz.

Als nächster Schritt ist geplant, Hausbesitzern anzubieten, selbst Anlagen auf ihren Dächern zu bauen. Dafür werden fertige Pakete angeboten.

Modell einer erneuerbaren Energiegemeinschaft zur Steigerung von Energieeffizienz und Energieautarkie
Modell einer Erneuerbaren Energiegemeinschaft, Quelle: Erneuerbare Energie Österreich

Kirchschlag: Nachhaltiges Energiekonzept mit KWK-Anlagen

Holz aus heimischen Wäldern macht unabhängiger von den internationalen Energiemärkten und schafft mehr Wertschöpfung und Energieautarkie in der Region. Genau das war auch das Ziel der niederösterreichischen Gemeinde Kirchschlag, die seit 2020 mit einem innovativen Energiekonzept bis zu 675 Haushalte mit Strom und bis zu 250 Haushalte CO2-neutral mit Wärme versorgt.

Im neu errichteten Heizkraftwerk sind fünf Holz-Kraft-Anlagen in Betrieb. Die Anlagen produzieren nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) jährlich rund 6.000 MWh Wärme und 2.700 MWh Strom. Dabei wird aus den Hackschnitzel mittels eines thermochemischen Verfahrens ein besonders sauberes Holzgas erzeugt, welches in einem nachgeschaltetem Blockheizkraftwerk (BHKW) in Strom umgewandelt wird.

Die Zukunft lebt von dem, wie wir das Heute gestalten.

Vizebürgermeister Karl Kager

Zusätzlich hat die Stadtgemeinde zwei 400-Kilowatt-Hackschnitzelheizungen in das Energiekonzept miteingebunden. Die dafür benötigten 2.750 Tonnen Hackschnitzel werden ausschließlich von regionalen Lieferanten bezogen. Um die Wärme transportieren zu können, wurde außerdem ein Fernwärmenetz mit einer Länge von mehr als 3.400 Trassenmetern bereitgestellt. Insgesamt hat die Gemeinde mehr als drei Millionen Euro in das Projekt investiert.

KWK-Anlagen mit Blockheizkraftwerk schaffen ein nachhaltiges Energiekonzept.
Das Heizkraftwerk in Kirchschlag liefert Strom und Wärme aus Hackschnitzel für mehrere hundert Haushalte. © Spanner Re² GmbH

Freistadt: Energieautarkie mit innovativen Wohnanlagen

Nahe der Altstadt von Freistadt entsteht derzeit unter dem Namen „Freiraum Freistadt“ eine komplett energieautarke Wohnanlage mit 25 Eigentumswohnungen plus einer Bürofläche.

Das Besondere an dem innovativen Projekt: Die Fassade und das Dach sind mit einer fast 500 Quadratmeter umfassenden Photovoltaik-Anlage ausgestattet. In Kombination mit einem 100-KW Batteriespeicher und modernem Energiemanagement wird die Wohnanlage komplett energieautark sein.

Die Kosten für den höheren technischen Aufwand der Energieautarkie belaufen sich auf etwa 10.000 Euro pro Wohnung. Sie sind nicht im Kaufpreis enthalten, sondern werden ohne Erstinvestition für die Käufer über ein Contracting-Modell umgesetzt. Nach einer fix definierten Zeit soll sich die Investition amortisiert haben und die Anlage ins Eigentum der Käufer übergehen.

Neue Wohnprojekte wie in Freiburg zeigen, wie Wohnanlagen energieautark funktionieren.
Hinter dem Projekt stehen die lokalen Unternehmer Andreas Stumbauer (Stumbauer Planungs GmbH), Energie-Entrepreneur Walter Kreisel (neoom group) und der Freistädter Elektrohändler Peter Haghofer. © Freiraum Freistadt

Ascha: Mit Vielfältigkeit zur Energieautarkie

Die mit dem Climate Star 2021 ausgezeichnete Gemeinde in Niederbayern produziert mit seinem vielseitigen Konzept fünf Millionen Kilowattstunden Ökostrom, wobei aber nur 3,5 Millionen von den Einwohnern benötigt werden.

Das Energiekonzept der 2000-Seelen Gemeinde umfasst eine 2.5 ha große Freiland-Photovoltaikanlage (1 Gigawattstunde Strom/Jahr), eine Biogasanlage, eine Holzvergasungsanlage, Bürgersolaranlagen und PV-Anlagen auf kommunalen Dächern und sogar ein Mühlenrad. Außerdem sind auf fast jedem Hausdach Solarpanele installiert und auch die Straßenlaternen wurden auf Solar umgestellt.

Das ist nicht in ein, zwei Jahren machbar und man sollte als Gemeinde nichts überstürzen. Es ist viel wichtiger, kleine Schritte zu machen, aber dafür einen klaren Weg zu gehen.

Bürgermeister Wolfgang Zirngibl

Durch die breite Aufstellung der Energiequellen ist somit garantiert, dass es nie zu Versorgungsengpässen kommt. Die Solarenergie deckt 50 Prozent des Bedarfs, die anderen 50 Prozent decken Biogas und Holzvergasung ab.

Begleitet wurde der Weg zur Energieautarkie unter anderem mit intensiver Öffentlichkeitsarbeit (kreative Energiesparaktionen, z. B. Stromsparwettbewerb, Verkauf eines Energiesparkalenders), Bürgerbeteiligungs-Aktionen (z. B. Fifty-Fifty-Projekt in der Schule, Projekt „Ein Dorf spart Energie“ – 10 Haushalte messen ihren Stromverbrauch) und verschiedenen Bonussystemen für Ökobaugebiete (z.B. Gemeinde finanziert freiwillige Maßnahmen mit bis zu 5.000 Euro).

Die Gemeinde Ascha ist komplett energieautark.
Solarpark Ascha: „Die Sonne schreibt keine Rechnung“, meint Bürgermeister Zirngibl. Quelle: European Energy Award

St. Johann im Pongau: Pionier mit 80 Prozent Umsetzungsgrad

In St. Johann hat Energieautarkie und -effizienz eine lange Tradition. Mit einem Umsetzungsgrad von 80 Prozent im Rahmen des „e5-programm für energieeffiziente Gemeinden“ gehört die Stadtgemeinde zu den eea-Gold-Gemeinden in Österreich. Wichtige Bausteine des Energiekonzepts sind die Biomasse-Nahwärmeschiene, der laufende Ausbau der Photovoltaikanlagen sowie die Trinkwasserkraftwerke in der Region.

Trinkwasserkraftwerke sorgen für Strom

Bereits Anfang 2010 wurde mit dem ersten Trinkwasserkraftwerk eine sehr ökonomische Form der Energiegewinnung geschaffen: Bestehende Ressourcen wie das laufende Leitungsnetz lassen sich ohne großen zusätzlichen Aufwand nutzen. Auch sind die Wartungskosten bei guter Leistung minimal. Inzwischen sind drei weitere Kraftwerke im Gemeindegebiet in Betrieb gegangen.

Zuletzt errichtete die Gemeinde im Jahr 2017 eine KW-Anlage im Bauhof mit einer Leistung von 37 kW und einem Jahresertrag von rund 200.000 kWh. Für den Betrieb verwendet man das Ableitungswasser aus einem darüber gelegenen Hochbehälter.

Die gewonnene Energie deckt im Winter zu 100 Prozent den Bedarf des Bauhofes und der kommunalen Straßenbeleuchtung. Der Überschuss im Sommer wird in das Netz eingespeist. Zusätzlich nutzt der angrenzende Industriebetrieb das abfließende Wasser für Kühlzwecke.

Biomasse deckt Wärmebedarf

Darüber hinaus werden 95 % des Wärmebedarfes kommunaler Gebäude inzwischen mit erneuerbarer Energie aus der Biomasse-Nahwärmeschiene (Bischofshofen – St. Johann – Schwarzach/St. Veit) und Photovoltaikanlagen gedeckt.  So wurde etwa das Kultur- und Kongresshaus mit einer Photovoltaikanlage ausgestattet und am Dach sowie an der Fassade der Polytechnischen Schule eine Photovoltaikanlage angebracht.

Energieeffizienz: Neue Gebäude werden als Niedrigenergie-Ökohäuser errichtet

Das Schulgebäude ZIS (Zentrum für Inklusion und Sonderpädagogik) wurde beispielsweise in Holzbauweise errichtet und mit einer Grundwasserpumpe, Niedertemperaturheizung, Dachbegrünung und kontrollierter Klassenbelüftung mit Wärmerückgewinnung ausgestattet. Einen Einblick in das erfolgreiche Energiekonzept der Gemeinde bietet dieses kurze Video (Stand: 2016).

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Tulln: Innovatives Wasser-Wasser-Wärmepumpen System  

Die Stadtgemeinde Tulln betreibt die größte kommunale Photovoltaikanlage Österreichs, außerdem ein eigenes Blockheizkraftwerk und Biomasse-Fernheizkraftwerk. Mit dem langfristigen Ziel der Energieautarkie errichtet Tulln aber nicht nur Photovoltaikanlagen auf „stadteigenen Dächern“, sondern auch auf gemeinnützig errichteten Wohnbauprojekten.

Auf dem Dach einer Wohnanlage mit 80 Wohneinheiten befinden sich beispielsweise Photovoltaik-Module mit einer Leistung von 250 KW. Der dort produzierte Strom wird für den Betrieb einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe genutzt und versorgt die Bewohner mit bis zu 20% günstigeren Strom (keine Netzkosten).

Überschüssiger Strom zu Spitzenzeiten fließt in die Straßenbeleuchtung. Zusätzlich benötigten Strom stellt überwiegend der stadteigene Anbieter TullnEnergie bereit.

Hauptwasserleitung als Wärmeträger

Für Heizung und Warmwasser dieser Wohnhäuser sorgt die TullnEnergie und ein innovatives Wasser-Wasser-Wärmepumpen System. Das Besondere daran: Erstmals in ganz Österreich ist der Wärmeträger nicht Grundwasser, sondern Wasser aus einer vorbeiführenden Hauptwasserleitung der Stadt. Für diese Innovation erhielt Tulln die Auszeichnung Climate Star 2021.

Die Gesamttemperatur des Leitungswassers wird übrigens durch den „Umweg“ über die Wärmepumpe nicht beeinflusst, da nur eine sehr geringe Menge entnommen und wieder zugeführt wird. Der Strombedarf der Wärmepumpe stammt zudem überwiegend von der Photovoltaik-Anlage auf dem Dach der Wohnhausanlage – was das System äußerst nachhaltig macht.

Das Wasser-Wasser-Wärmepumpensystem in Tulln ist ein weiterer Schritt in Richtung Energieautarkie.
Bürgermeister Peter Eisenschenk und Umwelt-Stadtrat Johann Mayerhofer bei den PV-Anlagen am Dach des Hallenbades. © Stadt Tulln

Fazit: Viele Wege führen zu Energieautarkie

Komplette Versorgungsunabhängigkeit ist ein hoch gestecktes Ziel. Wie diese Beispiele gezeigt haben, ist es durch Investitionen in den Ausbau erneuerbarer Energien und Steigerung der Energieeffizienz möglich, weitestgehend auf fossile Energie zu verzichten. Mit der richtigen Kombination verschiedenster Maßnahmen, die an die jeweilige Region angepasst sind, kann nachhaltige und energieautarke Energieversorgung durchaus gelingen.

Wenn man aber in Betracht zieht, wie stark unser „Way of Life“ noch von fossilen Energieträgern abhängt, wird der Übergang zur Klimaneutralität bis 2050 wohl noch einige Herausforderungen zu bieten haben.

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