Motivation und Forschungsfrage

Die mittelständische Gemeinde Neutal beschäftigt sich schon seit längerer Zeit mit einer nachhaltigen klimafreundlichen Energielösung für die Gemeindegebäude und -einrichtungen. Es wurden in den letzten Jahren diverse PV-Anlagen auf öffentlichen Gebäuden errichtet und teilweise dezentrale Batteriespeicher zu den PV-Anlagen umgesetzt. Zur Gemeinde Neutal gehört auch ein sogenanntes Technologie-Areal mit einem Technologiezentrum Mittelburgenland, in dem diverse mittelständische Gewerbe- und Industriebetriebe angesiedelt sind. Es besteht das grundlegende Bestreben, die Gemeinde Neutal in den Sektoren Wärme und Strom in höchstmöglichem Ausmaß energieunabhängig und klimaneutral zu machen und im Zuge dieses Vorhabens sämtliche Akteure der Gemeinde zu integrieren, insbesondere auch die Unternehmen am Technologie-Areal.

Ausgangssituation / Status Quo

Die Österreichische Wärmestrategie sieht vor, die Versorgung bis spätestens 2040 schrittweise zu dekarbonisieren (BMK, 2024). Dabei wird je nach Szenario davon ausgegangen, dass sich die Anzahl der Anschlüsse an Nah- und Fernwärmenetze bis zum Jahr 2040 nahezu verdoppeln wird (Kranzl, Müller, Maia, Büchele, & Hartner, 2018). Um die technische und ökonomische Effizienz von Wärmenetzen zu steigern, wird auch die Technologie der Wärmenetze in neue Generationen überführt. Die Steigerung der Effizienz, die Ermöglichung der Einbindung erneuerbarer Wärme bzw. Abwärme, die Möglichkeit, neben Heiz- auch Kühlfunktionen bereit zu stellen und die Erhöhung des Potentials, über Sektorkopplungstechnologien auch die Einbindung von erneuerbarer, aber fluktuierend auftretender Elektrizität zu unterstützen, werden als Stärken von Wärmenetzen der 5. Generation angesehen. (Wirtz, Schreiber, & Müller, 2022)

Projekt-Inhalte und Zielsetzungen

Das Hauptziel des Projekts bestand somit in der Entwicklung eines vollständig auf erneuerbaren Strom und Wärme basierenden Versorgungskonzepts für das Gemeindegebiet von Neutal inkl. dem angrenzenden Technologie-Areal mit folgenden Merkmalen:

• Ein neu zu konzipierendes Wärmenetz der 5. Generation bildet das lokale Backbone der Energielogistik.
• Das Projektgebiet zeichnet sich durch eine hohe Nutzungsdurchmischung aus Einfamilienhäusern, mehrgeschossigem Wohnbau, öffentliche Einrichtungen, Industrie und Gewerbe aus.
• Die über die entsprechenden PV-Anlagen im Projektgebiet erzeugte elektrische Energie wird mit dem Ziel einer hohen Eigenversorgungsrate eingebunden.
• Um auch regional das erneuerbare Energiesystem unterstützten zu können und somit dem Anspruch der Dekarbonisierung der Energieversorgung zu genügen, soll der Bezug von Elektrizität von außen zu Zeiten hoher erneuerbarer Produktion (v.a. Wind im Burgenland) erfolgen.
• Die Bedürfnisse der Stakeholder:innen vor Ort werden bereits in der frühen Konzeptphase erhoben, die entwickelten Konzepte werden nochmals mit den Stakeholder:innen in einem Feedbackprozess reflektiert.

Methodische Vorgehensweise

Das Projekt 5th Gen HG Neutal folgte einer strukturierten, mehrstufigen Vorgehensweise. In einem ersten Schritt wurden im Rahmen von AP2 die energetischen Grundlagen des Projektgebiets erhoben: Energiedaten auf Gebäude-, Betriebs- und Quartiersebene wurden partizipativ mit den lokalen Stakeholdern erfasst und durch eine geothermische Standortbewertung sowie eine Analyse der Wetter- und PV-Potenziale ergänzt. Auf dieser Datenbasis wurden vier grundlegende Konzeptvarianten für die Wärme- und Kälteversorgung entwickelt und in AP3 mithilfe der Simulationssoftware nPro Energy (nPro Energy, 2025) in hoher räumlicher (Gebäudeebene) und zeitlicher (Stundenebene) Auflösung modelliert und bewertet. Die Bewertung umfasst energetische Kennzahlen wie Autarkiegrad und Eigenversorgungsquote, wirtschaftliche Aspekte in Form von Wärme- und Kältegestehungskosten sowie die Analyse von Demand-Side-Flexibility-Potenzialen auf Gebäudeebene. Die Ergebnisse wurden in einem Stakeholderworkshop mit Teilnehmer:innen aus allen relevanten Akteursgruppen diskutiert und validiert. Aufbauend auf dem als Referenzszenario identifizierten Konzept wurden in AP4 räumlich differenzierte Ausbaustufen definiert, hinsichtlich technischer Dimensionierung, Wirtschaftlichkeit und Umsetzbarkeit bewertet sowie eine praxisorientierte Roadmap für die schrittweise Realisierung des Wärmenetzes der 5. Generation in Neutal abgeleitet.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Das Projekt 5th Gen HG Neutal zeigt, dass die Umsetzung eines Wärmenetzes der 5. Generation in einer mittelgroßen burgenländischen Gemeinde technisch machbar und energetisch sinnvoll ist. Als Referenzszenario wurde Konzept 2 identifiziert, das ein Anergienetz auf Basis eines zentralen Erdsondenfeldes mit solarthermischer Regeneration sowie die Einbindung von PV- und Windstrom über Energiegemeinschaftsmodelle kombiniert und einen bilanziellen Autarkiegrad von 69 % erreicht. Die Analyse der sechs räumlichen Ausbaustufen zeigt, dass insbesondere jene Varianten mit Einbindung des Industrieareals die günstigsten Wärme- und Kältegestehungskosten aufweisen und wirtschaftlich am attraktivsten sind. Die wirtschaftliche Gesamtbetrachtung verdeutlicht jedoch auch, dass dezentrale Luft-Wasser-Wärmepumpen unter den getroffenen Annahmen geringere spezifische Gestehungskosten aufweisen als das zentrale Anergienetz, was auf die vergleichsweise niedrige Anschlussdichte im ländlich geprägten Projektgebiet sowie auf die geringe zeitliche Überlappung von Wärme- und Kältebedarf zurückzuführen ist. Dennoch bietet das 5GenHG gegenüber dezentralen Einzellösungen wesentliche Vorteile hinsichtlich Versorgungsresilienz, Dekarbonisierung, lokaler Wertschöpfung sowie der Möglichkeit zur Integration industrieller Abwärme und zur Nutzung von Demand-Side-Flexibility – Vorteile, die in einer rein kostenbasierten Betrachtung nicht vollständig abgebildet werden.

Ausblick

Ob und in welchem Umfang ein Investor oder Betreiber für die Umsetzung des Anergienetzes gefunden werden kann, ist zum jetzigen Zeitpunkt offen. Die wirtschaftliche Analyse zeigt, dass insbesondere bei geringer Anschlussdichte die Gestehungskosten des zentralen Anergienetzes gegenüber dezentralen Einzellösungen höher ausfallen. Eine schrittweise Realisierung – beginnend mit wirtschaftlich attraktiven Ausbaustufen mit hoher Energiedichte, allen voran im Bereich des Industrieareals – könnte die Einstiegshürde senken und die Grundlage für eine spätere Erweiterung schaffen. Die Möglichkeit der betrieblichen Clusterbildung mit gleichzeitiger Energieraumplanung wurden auch in den Stakeholderprozess der Klimastrategie des Burgenlands für 2024 eingebracht. Die im Projekt entwickelten Methoden, Simulationsmodelle und Bewertungsansätze sind dabei über das Projektgebiet Neutal hinaus auf vergleichbare Gemeinden im ländlichen Raum übertragbar und leisten damit einen Beitrag zur Skalierung von 5GenHG-Konzepten im Rahmen der österreichischen Klimaneutralitätsstrategie.

Danksagung

Die Autor:innen danken nPro Energy, insbesondere Marco Wirtz, herzlich für die Bereitstellung der Software sowie für die Unterstützung und den wertvollen fachlichen Austausch während der Modellierung und Durchführung der Simulationen.

Projektposter

Projektleitung

Forschung Burgenland GmbH

Projekt- bzw. Kooperationspartner:innen

• Woschitz Engineering GmbH
• Siemens AG

Markus Puchegger
Tel.: +43 (664) 161 66 56
E-Mail: Markus.puchegger@forschung-burgenland.at
Web: www.forschung-burgenland.at