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EVU‘S – QUO VADIS?

Digital inspirierte EVU‘s verkaufen nicht nur kWhErneuerbare Energie Kärnten 2017: Energieeffizienz entlang der Wertschöpfungsketten

Brigitte Bach, Head of Center for Energy, AIT

AIT AUSTRIAN INSTITUTE OF TECHNOLOGY

OWNERSHIP

STRUCTURE

REPUBLIC OF AUSTRIA (Through the Federal Ministry for Transport,

Innovation and Technology)

FEDERATION OF

AUSTRIAN INDUSTRIES

50,46%

49,54%

EMPLOYEES

1,300

75 m EUR Contract research revenues (incl. Grants)

46 m EUR bmvit funding

19 m EUR Other operating income,

incl. Nuclear Engineering Seibersdorf

TOTAL REVENUES

140m EUR

AIT ENERGY – FOKUS SYSTEME

Effiziente IndustrienEnergie Infrastruktur

Städte &

Urbane Regionen

Dekarbonisierung &

Digitalisierung

GRAND CHALLENGES

Sandy Schäden (New York & New

Jersey) 65 Mrd. $

Hurricane Katrina Verwüstungen

AUSWIRKUNGEN DES KLIMAWANDELS

▪ Anstieg des Meeresspiegels▪ Erhöhtes Überschwemmungsrisiko

▪ Grundwasserversalzung

▪ Langfristig: Verzicht auf Küstenstädte ?

▪ Anstieg der globalen Durchschnitts-

temperatur▪ Sommer-Hitzepeaks (besonders bei Nacht)

▪ Verstärkung des städtischen Wärmeeffekts

▪ Veränderungen des saisonalen

Energiebedarfs (Kühlung)

▪ Regional: Trockenheit / Wasserknappheit

▪ Potentielle Erhöhung der Lebensmittelpreise

▪ Mehr Wetterextreme▪ Hitzestress und Gesundheit: kardiovaskuläre

Erkrankungen (z.B. Ältere Personen leben in

schlecht gedämmten Gebäuden)

▪ Infrastruktur-Risiken

▪ Lokale Überschwemmungen durch Starkregen

FOLGEN DES KLIMAWANDELS

Es ist gleich schwierig oder gleich

teuer, ein Gebäude für das Klima in

Córdoba oder das Pariser Klima zu

entwerfen. Aber es ist schwieriger

(und teurer) ein Gebäude zu

entwerfen, das beiden Klimazonen

gerecht wird.

Die Kosten der Klimaanpassung

werden umso höher, je höher die

Unsicherheit ist. Es erfordert neue

Strategien, um mit dieser

Unsicherheit zurecht zu kommen.

DIGITALISIERUNG UND SHARING ECONOMY

• Basis: Internet-basierte Plattform-Technologien

• Sharing Economy (Schlagworte: „shared economy“,

„kollaborativer Konsum“)

• Peer to peer-basierter, geteilter Zugang zu Gütern und

Dienstleistungen (koordiniert durch gemeinschaftliche online-

Services)

• EBAY

• AMAZON

• UBER

• Airbnb

• …Source: https://en.wikipedia.org/wiki/Sharing_economy

GENERATION Y

• Millennials, Echo Boomers, unter Bezug auf die Baby Boomer

Generation (oder “New Boomers”)

(bedingt durch das signifikante Ansteigen der Geburtenraten

während der 1980iger und bis in die1990iger)

• Gen Xers und Millennials – die mit Computern aufgewachsen sind -

‚Digital natives‘

• 1999 Bill Gates: Nutzung von Technologie zur Erziehung der ersten

Generation von Kindern, die mit dem Internet aufwachsen

• 250+-Kanäle in der Welt des Kabelfernsehens zu Hause

• 88% der Millennials nutzen Facebook als Hauptinformationsquelle

Source: https://en.wikipedia.org/wiki/Millennials

ZUSAMMENFASSUNG: GRAND CHALLENGES

• Klimawandel

• Adaptierungs- und Vermeidungsstrategien

• Digitalisierung

• Neue Technologien, Generation Y

……

• Globaler Wettbewerb

• Gesellschaftliche Veränderungen

• Segregation, Communities, Autonomie, Entsolidarisierung..

• Migration und demographische Veränderungen

• Neue Rolle von Bürgern und Bürgerinnen – ..

“citizens in the center“

• …

EU KLIMASCHUTZPOLITIK

COP 21, DEZEMBER 2015, PARIS

• 196 Teilnehmerländer, seit 4.11.2016 in Kraft

• Um Klimawandel zu reduzieren/ Temperaturanstieg unter 2 °C

• Vorrangig: Anstrengungen erhöhen, um den Anstieg der

Mediantemperatur unter 1,5 °C zu halten

• 2. Hälfte des Jahrhunderts: netto – Null Treibhausgas-Emissionen

• Länder müssen bis 2020 eine nationale Klimaschutzstrategie und

Roadmaps entwickeln, um zu klären, wie diese Ziele erreicht werden

können

• Anpassung der Klimaziele alle 5 Jahre

• Abschwächung der Ziele wird nicht akzeptiert

2050 ROADMAP

• EU Treibhausgas-Emissionen in Richtung 80% nationaler Reduktion

(100% =1990)

A Roadmap for moving to a competitive low carbon economy in 2050, /* COM/2011/0112 final */

TRANSFORMATION

• Erreichen der 2050 Ziele

• Gesellschaftliche Transformation –

nicht Ersatz von alten durch neue Technologien

• Sozio-ökonomisch-ökologisch technische Transformation

ENERGY ROADMAP – DEMAND SIDE

• Energy saving and managing demand: a responsibility for all

• The prime focus should remain on energy efficiency.

• Nearly zero energy buildings, energy plus buildings

• In transport efficient vehicles and

incentives for behavioural change are required.

• Consumers will gain with more controllable and predictable energy bills

• Investments by households and companies

• The role of local organisations and cities will be much greater in the

energy systems of the future.

• Switching to renewable energy sources

• Renewable heating and cooling are vital to decarbonisation.

• Smart technology, storage and alternative fuels

• ICT in energy and transport and for smart urban applications.

Energy Roadmap, EC

Local Energy

Communities(lokale Energiegemeinschaften) ?

An association, a cooperative, a partnership, a non-profit organisation

or other legal entity which is effectively controlled by local

shareholders or members, generally value rather than profit-

driven, involved in distributed generation and in performing activities

of a distribution system operator, supplier or aggregator at local level,

including across borders;

LOCAL ENERGY COMMUNITIES…

• können ein effizientes Mittel für das Energiemanagement auf lokaler

Ebene sein• erzeugter Strom wird entweder direkt verbraucht oder für die (Fern-)Wärme- und -Kälteversorgung – mit oder

ohne Verteilernetzanschluss – genutzt

• um Entwicklung zu ermöglichen, sind Mitgliedstaaten verpflichtet,

geeignete rechtliche Rahmenbedingungen zu schaffen• Rahmen für lokale Energieerzeugung, -verteilung, -aggregierung, -speicherung und -versorgung oder

Beteiligung an Energieeffizienzdiensten

• sollten auf dem Markt operieren dürfen, ohne den Wettbewerb zu

verzerren• Haushaltskonsumenten sollten an diesen teilnehmen können; beim verlassen dürfen sie den Zugang zum

Netz nicht verlieren. Der Zugang sollte fair und kostenorientiert erfolgen

ERLÄUTERUNGEN DER KOMMISSION

16

SPEZIFISCHE HERAUSFORDERUNGEN

FÜR DEN ENERGIESEKTOR

18

Power

Systems

Smart

Meter

Data

Analytics

Block-

chain

Erneuer

bare

E-

Fahrzeuge

Batterien

Cloud

Solutions

IoTPolicyTechnology

?Libera-

lisierung

TREND (AM BEISPIEL PV-ENTWICKLUNG)

Source: Net Generation: PRIMES model - EU reference scenario 2016 - energy, transport and GHG emissions trends to 2050; 07-2016

0

2000

4000

2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050Net G

en

era

tio

n C

ap

acity

(MW

e)

+ 307% + 457%

> 70% in Niederspannung / 90% im Verteilnetz

19

SPEICHER

▪ Deutschland ca. 35.000 Systeme, bis zu 50% der neu installierten

PV-Systeme mit Speichern ausgestattet

▪ ca. 33 MW an Leistung in USA in 2015 verbaut (behind the meter)

▪ In Österreich sind nach Schätzungen 500 -700 Systeme in Betrieb

▪ derzeit sind ca. 147 GW an Speicherleistung weltweit installiert

▪ ca. 145 GW (etwa 98%) der installierten Speicherkapazität sind

Pumpspeichersysteme

20

BLOCKCHAIN TECHNOLOGIE

Beispiel BANKYMOON

• Energie mit Bitcoin bezahlen

• Anwendungsbereich

Pre-Payment

Beispiel SOLARCOIN

• globales Bonussystem für

Solarenergieerzeugung

• On-top zum klassischen Energiehandel

• Verschiedene mögliche Begünstigungen/

Eintauschmöglichkeiten

BEDEUTUNG VON STÄDTEN

STÄDTE – EIN MÄCHTIGER HEBEL

▪ 70% aller CO2

Emissionen in Europe -

in und um die urbanen

Bereiche

▪ 74% der

europäischen

Bevölkerung lebt und

arbeitet in Städten -

Tendenz steigend

▪ Sie konsumieren 75% der in

der EU erzeugten Energie

▪ Innovationsdrehscheibe

▪ Wirtschaftliche Drehscheibe

SMART CITY VIENNA – RESSOURCENZIELE

Ziel CO2 Emissionsreduktion:

• Pro-Kopf Treibhausgas-Emissionen in Wien fallen

um zumindest 35% per 2030 und um 80% per 2050 (Vergleich zu 1990)

Ziele Energie:

• Erhöhung von Energieeffizienz und Senken des Pro-Kopf-

Endenergieverbrauchs in Wien um 40% per 2050 (Vergleich zu 2005)

• Gleichzeitig soll der Pro-Kopf-Primärenergieverbrauch von 3,000 auf

2,000 Watt zurückgehen

• Im Jahr 2030, werden mehr als 20%, und 2050 bereits 50% des Wiener

Brutto-Energieverbrauchs aus erneuerbaren Quellen stammen

MITIGATION & ADAPTATION

• Langfristige sektorübergreifende integrale

Planungserfordernisse, besonders in Sektoren mit langfristigen

Investitionen:

• Urbanistik, Wohnen und Architektur

• Energieerzeugungs- und -verteilungsinfrastruktur

• Wasserwirtschaftliche Infrastruktur

• Verkehrsinfrastruktur

• Naturkatastrophenschutz

• ……..

URBANE TRANSFORMATION

xxxxxx

27

URBANE POLICIES

Source: IEA Energy Technology Perspective 2016, page 315

TRANSFORMATION – QUO VADIS?

• Policy, öffentliche Governance, Vision, strategische Planung und

Implementierung (z.B.: Energieraumplanung)

• Persönlich nachhaltiger Lebensstil, Konsument prägt Angebot,

Services, Infrastruktur

TAGEBUCH EINES KLIMAMÖNCHS

Source: Tagebuch eines Klimamönchs, 2011, page 121

LIVING LABS DEFINITION

• ENoLL - 5 key elements that must be present in a Living Lab:

• “active user involvement (i.e. empowering end users to thoroughly

impact the innovation process)

• real-life setting (i.e. testing and experimenting with new artefacts "in

the wild")

• multi-stakeholder participation (i.e. the involvement of technology

providers, service providers, relevant institutional actors, professional

or residential end users)

• a multi-method approach (i.e. the combination of methods and tools

originating from a.o. ethnography, psychology, sociology, strategic

management, engineering)

• co-creation (i.e. iterations of design cycles with different sets of

stakeholders). “

• (ENoLL FAQ)

TRANSFORMATIVE AND INTEGRATIVE

FORSCHUNG

• In Living Labs wird Wissen für gesellschaftliches Handeln

entwickelt, umgesetzt, analysiert ... weiter entwickelt

• Im Kontext der sozio-technischen Transformation fehlt das

vorausschauende Wissen

• Living Labs sind ein wichtiger Bestandteil der transformativen und

transdisziplinären Forschung

• Transdisziplinäre Forschung: Kooperation mit nicht-

wissenschaftlichen Akteuren ist entscheidend

• Transformationsprozess findet parallel statt

• Zunehmende Rolle lokaler Organisationen und Städte in der

transdisziplinären Transformationsforschung

Armin Grunwald, Jens Schippl, ITAS, KIT

Forschung für die Energiewende 2.0: integrativ und transformativ

SGMS – ROSA ZUKUNFT

Rosa Zukunft:

• HiT - Häuser als interaktive Teilnehmer im Smart Grid

Forschungsprojekt ‚Smart Grids Modellregion Salzburg‘

• Forschungsfragen: Nutzung und Akzeptanz der Geräte &

Energiebewusstseinsbildung

• Verhaltensänderung Energieverbrauch

Ergebnisse:

• Thema Energiesparen hat hohe Relevanz für BewohnerInnen

• Energiesparende Praktiken weit verbreitet

• Hohes Interesse an Technologien

• Lerneffekt durch die technische Ausstattung

• Nutzung der Interaktionstechnologien stark kontextabhängig

• (Platzierung im Raum, Tätigkeiten (Ort/Zeitpunkt/Person), Soziale Faktoren

GEMESSENER STROMVERBRAUCH

PROJEKT SONNWENDE+

• Kleine Siedlung im Südburgenland

• Photovoltaik Energiemanagement

basierend auf Blockchain-Technologie

• Ziel: Maximierung des Eigenverbrauchs

• Direktvermarktung im Quartier

• Abrechnung der peer2peer Energieströme mit

Blockchain Technologie

• Entwicklung der Anforderungen für Smart Contracts

• Mainstreaming dieser Lösungen würde

Steigerung der Investitionen für PV-Anlagen bringen

PEER2PEER ENERGIEHANDEL

Beispiel BROOKLYN

MICROGRID

• Energiehandel zwischen

Privatpersonen

• Typischerweise Echtzeit-

Charakter oder Pre-

Payment

• Planbarkeit und

Berücksichtigung von

Vorhersagen noch

herausfordernd

MICROGRIDS AS COORDINATING DEVICE

• Micro Smart Grid – in einem Living-Lab

• Technische Lösung, aber symbolisiert den Wandel zur Energiewende

• Fungiert als soziotechnische, imaginäre Einheit

• Als begrenzende Einheit bzw. begrenzendes Objekt

• Das Micro-Grid wird eng mit dem Campus-Projekt verbunden

• Kooperation und Commitment wachsen

• Unsicherheit vor dem Hintergrund der Transformation wird entgegen

gehalten

• Innovation wird gefördert

• Energie Systemtransformation wird gefördert

• Franziska Engels, Anna Verena Münch, The micro smart grid as a materialized imaginary within the German energy

transition, Energy Research & Social Science 9(2015),p35-42, Elsevier

LILA KIT

• LL Walldorf, Schaufenster Energiewende Projekt

• 100% erneuerbare Stromversorgung

• 40 Haushalte und Gewerbebetriebe

• Eigene Energieerzeugungsanlagen werden intelligent vernetzt,

optimal aufeinander abgestimmt und zu einer Community verbunden.

• Energietechnologien wie Wärmepumpen, Photovoltaikanlagen,

Blockheizkraftwerke und Stromspeicher

• Überschuss-Strom wird der Community zur Verfügung gestellt

• Im Zentrum steht ein neuer Stromspeicher, der mit 100 kWh

Kapazität (Lithium-Ionen-Technologie) die Flexibilität der dezentralen

Anlagen optimal ausschöpfen soll.

• Quelle: http://living-lab-walldorf.de/projekt

TRANSITION TOWNS (‘STADT IM WANDEL’)

• Rob Hopkins, Umweltwissenschafter und Aktivist

• Transition zu lokaler, resilienter, postfossiler Gesellschaft

• Südirland – Kinsale

• Einbeziehung von BürgerInnen

• Ressourcenschonung, Sharing, Suffizienz (geringer Verbrauch)

• Lokale Wertschöpfung, lokale Produktion

• Mitte 2015 weltweit ca. 1200 Transition Towns

• Ca. 100 in Deutschland

• Auch Initiativen in Bonn und Hannover

• Österreich – einige kleine Netzwerke

• www.transition-initiative.de

EU PROJEKT - FLEXINES

Source: http://www.flexines.org/publicaties/eindrapport/BIJLAGE13.pdf

• In den Niederlanden hunderte von Initiativen

• Ziel: eigene Energieversorgung auf lokaler Ebene

• Grund: Unzufriedenheit bzgl. Nachhaltigkeitszielen und Misstrauen

gegenüber großen (internationalen) Institutionen

• Lokale Initiativen glauben, dass sie es selbst besser machen

können - lokal erzeugte Energie wird in der Nähe der Erzeugung

verbraucht und lokaler Energiemarkt wird geschafft

• Wichtiger Effekt ist Schaffung eines sozialen Zusammenhalts

durch starke Beteiligung der Bürger

• Gewählte Rechtsformen implizieren, dass jedes Mitglied in der

Organisation gleichberechtigt ist, was das Energiesystem

demokratisiert

QUO VADIS?

ZUSAMMENFASSUNG

4120.1.2017

▪ verändernde

Kundenbedürfnisse

▪ Trends in der

Energieaufbringung (dezentral

und erneuerbar)

▪ Neue Chancen und

Herausforderungen durch

Cyber Security und Blockchain▪ Local Energy Communities

ganzheitliches

Energiesystemdesign

PARTNER FÜR

LOKALE ENERGIEGEMEINSCHAFTEN

• Co-Design mit KundInnen und StakeholderInnen

• EndkundInnen

• Verbände, NGO`s

• Genossenschaften

• Bauträger, Entwickler

• …

• Transdisziplinäre, innovative Lösungskompetenz

• Nutzen von transformativen Forschungskonzepten,

Living Labs und transdisziplinären Settings

• Kundennutzen entwickeln & Leuchttürme schaffen

NEUE GESCHÄFTSBEREICHE

• Dekarbonisierungsstrategien und Implementierung

• Resilienzstrategien und Implementierung

• Integrierte Betrachtung: Erzeugung on-site, Speicher, Ökostrom,

Wärme, Handel

• Mobilität

• Peer2Peer Services ermöglichen

• Weitere Smart Services

• Technologische Konzepte

• Prozessbegleitung

• Investition und Contracting

• Ermächtigung von Prosumern durch Technologie

• Infrastruktur – Serviceanbieter meines Vertrauens

• Begleiter der urbanen Transformation

ZUSAMMENFASSUNG I

• Große Herausforderungen und Megatrends

• Neue Technologien für neue Businessmodelle

• Bedeutung der Städte für die urbane Gesellschaft

• Lokale Energiegemeinschaften

• Living Lab – Transformative Forschung

• QUO VADIS?

ZUSAMMENFASSUNG II

• Gestalten der Energiewende

mit neuen Services für Prosumer

• Energy Communities als Keimzellen und

Testbeds für Business Modelle

• Serviceportfolio für alle Infrastruktur bezogenen Bedürfnisse

• Aufgreifen der Herausforderung und

Entwicklung von Leuchttürmen

THANK YOU!

Brigitte Bach, Head of Center for Energy

brigitte.bach@ait.ac.at