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DigAT-2040 Auswirkungen der Digitalisierung auf Energieverbrauch und Klima in Österreich

Was bringt die Digitalisierung für Klimaschutz und Energiewende?

Von Smart Homes bis zu selbstständig fahrenden LKWs: Digitalisierungsanwendungen haben das Potenzial, bis zum Jahr 2040 rund 10 Prozent Energie und Treibhausgasemissionen einzusparen. Mit welchen Maßnahmen das am besten gelingt und wo Schwerpunkte in Forschung, Technologie und Innovation gesetzt werden können, untersucht die Österreichische Energieagentur gemeinsam mit dem Fachverband der Elektro- und Elektronikindustrie (FEEI).

Ausgangssituation

Digitalisierung und der Einsatz von Informations-und Kommunikationstechnologien (IKT) haben unsere Gesellschaft in den vergangenen Jahren wesentlich verändert und werden das auch in Zukunft tun. Dabei sind nahezu allen Bereiche des menschlichen Zusammenlebens und der Wirtschaft betroffen: Selbstständig fahrende Autos, intelligente Gebäude, Roboter und Drohnen in der Landwirtschaft, künstliche Intelligenz oder chirurgische Eingriffe mit Unterstützung durch Augmented Reality sind nur einige Beispiele. Manche dieser neuen Anwendungen und Technologien können einen wichtigen Beitrag für den Klimaschutz und den Umbau unseres Energiesystems leisten – müssen es aber nicht, denn der Einsatz von IKT benötigt immer auch Energie.

Welche Möglichkeiten und Potenziale die Digitalisierung hat, einen Beitrag zur Reduktion von Energieverbrauch und Treibhausgas (THG)-Emissionen in den unterschiedlichen Sektoren bis 2040 zu leisten, untersucht die Österreichische Energieagentur gemeinsam mit dem Fachverband der Elektro- und Elektronikindustrie. Die Studie „DigAT-2040: Die Auswirkungen der Digitalisierung auf Energieverbrauch und Klima in Österreich“ wird im Rahmen des Programms „Energy Transition 2050“ vom Klima- und Energiefonds finanziert.

Projektverlauf

Im Rahmen des Projekts werden folgende Fragestellungen untersucht:

• Wie werden sich der IKT-bedingte Energieverbrauch und die Treibhausgasemissionen bis 2040 in Österreich entwickeln?

• Worin bestehen die Möglichkeiten und Potenziale der Digitalisierung, einen Beitrag zur Reduktion von Energieverbrauch und Treibhausgasemissionen in den unterschiedlichen Sektoren bis 2040 zu leisten?

• Welche Rebound-Effekte sind möglich, und wie wirken sie sich auf Energieverbrauch und Treibhausgasemissionen bis 2040 in Österreich aus?

• Durch welche technologischen Innovationen „Made in Austria“ ist eine nachhaltige, energie- und klimaschonende Gestaltung der Digitalisierung möglich, und welche FTI-politischen Maßnahmen sind notwendig, um dieses Potenzial zu nutzen?

Die Ziele des Projektes betreffen zwei Aspekte: Einerseits die Quantifizierung von Energieverbrauch und Treibhausgasemissionen beziehungsweise deren Einsparungen durch Digitalisierung, und andererseits die Identifikation von politischen Maßnahmen im Bereich „Forschung, Technologie und Innovation“ (FTI) zur Förderung von Technologien „Made in Austria“.

Meilensteine

  1. IKT Energieverbrauch und Treibhausgasemissionen in Österreich 2020
  2. Status und Entwicklung der Digitalisierungstechnologien in Österreich
  3. Szenarien für die Digitalisierung in Österreich
  4. Quantifizierung der Digitalisierungsszenarien
  5. Empfehlung für FTI-politische Maßnahmen (inkl. Workshop)

"Digitalisierung und die Anwendung von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) ist wesentlich für die wirtschaftliche und soziale Entwicklung der Gesellschaft. Nachhaltig ausgerichtet kann sie zur Chance für die Energiewende und den Klimaschutz werden. "

– Martin Baumann –

Ergebnisse

Wo stehen wir heute?
Heute (2019 / 2020) beträgt der Stromverbrauch von Informations- und Kommunikationstechnologien etwa 4,7 TWh, das sind ca. 7,7 % des gesamten Stromverbrauches in Österreich. All diese Technologien sind damit für ungefähr 0,7 % der gesamten THG-Emissionen Österreichs verantwortlich.

Wie viel Strom und Treibhausgas kann durch die Digitalisierung eingespart werden?
Um herauszufinden, um wie viel Energieverbrauch und THG-Emissionen durch Digitalisierungsanwendungen in Österreich im Jahr 2040 vermindert werden können, werden bei DigAT-2040 drei Szenarien im Vergleich zu einem Referenzszenario betrachtet.

Bis 10 % weniger Endenergieverbrauch im Jahr 2040
In Summe kann der Endenergieverbrauch in Österreich nach dem verwendeten Referenzszenario im Jahr 2040 bei ca. 292 TWh liegen. Je nach Szenario kann davon dank digitaler Anwendungen (inklusive Rebound-Effekt) rund 4 % bis 10 % bzw. 11 bis 28 TWh eingespart werden.
Die verstärkte Nutzung von IKT und digitalen Anwendungen, die Rechenzentren und Telekommunikations-Infrastruktur wie etwa das Glasfaser- oder Handynetz benötigen, kann zusätzlich bis zu 2,3 TWh an Energieverbrauch verursachen.

Bis zu minus 10 % bei den Treibhausgasemissionen
Die möglichen Einsparmöglichkeiten für Treibhausgasemissionen durch die Digitalisierung sind ebenfalls signifikant und reichen von 0,4 Mio. t bis 2,3 Mio. t CO2-Äquivalent pro Jahr. Das sind 2 % bis 10 % der im Jahr 2040 im Referenzszenario verursachten Emissionen von insgesamt ca. 23,3 Mio. t CO2-Äquivalent.

Wo sind die größten Einsparungen zu holen?
Acht Digitalisierungsanwendungen ermöglichen ca. 80 % der Netto-Effekte bei der Energieeinsparung und 70 % bei der Reduktion von THG-Emissionen. Die Förderung dieser Anwendungen durch Maßnahmen in den Bereichen Forschung, Technologie und Innovation (FTI) werden in einem eigenen Teil der Studie analysiert.

Abbildung 1: Digitalisierungsanwendungen mit höchstem Einsparpotential für Energieverbrauch und Treibhausgasemissionen

Energie und CO2 sparen mit „Intelligenten Zwillingen“ oder smartem Windschattenfahren
Beim Energieverbrauch befindet sich etwa die Prozessautomatisierung in der Industrie auf Platz 1 der möglichen Einsparungen. Bei der Automatisierung von Prozessen werden digitale Technologien zur Bedienung und Steuerung von Produktionsprozessen genutzt, um manuelle Eingriffe über die gesamte Produktion hinweg zu minimieren und damit die Produktivität und den Energieverbrauch dieser komplexen Systeme zu optimieren. Smart Homes, also Haushalte mit integrierten intelligente Technologien, liegen auf dem zweiten Platz. Im Smart Home können vernetzte und intelligente Verbraucher (und Erzeuger) Energieeffizienz, Komfort und Sicherheit durch Optimierung und Automatisierung von Heizung, Kühlung, Beleuchtung und Beschattung steigern. Simulationen in der Industrie oder das Konzept des Digitalen Zwillings liegen auf dem dritten Platz. Digitale Zwillinge können physische Produkte und Prozesse im digitalen Raum über den gesamten Produktionszyklus hinweg (Design, Prototyping, Produktion) simulieren. So ist es dann beispielsweise nicht mehr notwendig immer wieder reale Prototypen für neue Tests zu bauen, da diese einfach virtuell am Digitalen Zwilling durchgeführt werden. Auch so wird das Ziel erreicht, Prozesse zu optimieren.

Abbildung 2: Netto-Effekte von Digitalisierungsanwendungen – Energieverbrauch 2040; Quelle: Berechnungen AEA

Den größten Effekt bei den Treibhausgasemissionen kann „Precision Livestock Farming“ haben. Damit wird die elektronische Erfassung und Analyse von tierbezogenen Daten unterstützt, wodurch Tierkrankheiten frühzeitig erkannt oder dank abgestimmter Ernährung Methanemissionen der Verdauung bei Rindern reduziert werden können. Dieses Verfahren ist von besonderer Bedeutung, da die Landwirtschaft neben der Energieerzeugung, der Industrie und dem Verkehr zu den Hauptverursachern von Treibhausgasemissionen gehört und dabei die Tierhaltung einen wichtigen Anteil hat.

Beim der Treibhausgasreduktion im Güterverkehr können Smart Logistics oder das autonome Fahren von LKWs eine große Rolle spielen. Beispielsweise können autonom fahrende LKWs besser als es Menschen möglich wäre durch das Fahren im Windschatten Treibstoff und damit CO2–Emissionen einsparen.

Abbildung 3: Netto-Effekte von Digitalisierungsanwendungen – THG-Emissionen 2040; Quelle: Berechnungen AEA

Weiterführende Informationen:
Die Projektergebnisse werden auf der Website https://www.energyagency.at/digat-2040 veröffentlicht.

Steckbrief