Forschung

Kürzlich veröffentlichte Pfade zur Klimaneutralität Österreichs ([BMF 2022], [Anderl et al. 2023], [Schmidt et al. 2023], [Steininger et al. 2021], [BMK 2024b]) stimmen hinsichtlich der kurzfristigen Anforderungen weitgehend überein: ein signifikanter Ausbau erneuerbarer Energien, die Umstellung auf elektrische Antriebe, der Wechsel zu erneuerbaren Heizsystemen (insbesondere Wärmepumpen) sowie die Umstellung auf erneuerbare Produktionstechnologien in der Industrie. Die erstgenannten drei Maßnahmen gelten als „low-hanging fruits“, die bis 2030 geerntet werden müssen, um Österreich auf Kurs zur Erreichung seiner Klimaziele zu halten. Für den langfristigen Zeitraum – also über 2030 hinaus – divergieren die Studien jedoch deutlich, was auf wesentliche Unsicherheiten hinweist und blinde Flecken offenlässt. Hier setzt INFRA-ENSURE an: Das Projekt schließt diese Lücken, identifiziert sogenannte No-Regret-Maßnahmen und leitet daraus politische Handlungsempfehlungen ab. Besonders im Fokus stehen dabei die langen Planungs- und Realisierungszeiträume für Infrastrukturen, die frühzeitige Entscheidungen erforderlich machen, um deren rechtzeitige Verfügbarkeit und die Übereinstimmung mit den Klimaneutralitätszielen sicherzustellen. INFRA-ENSURE wird die gemeinsamen Infrastrukturbedarfe verschiedener Pfade herausarbeiten und dadurch eine robuste Entscheidungsgrundlage schaffen. Zudem werden die relativen Vor- und Nachteile, die realistischen Größenordnungen sowie die Reihenfolge der notwendigen Investitionen für zentrale Alternativen untersucht. Ein verbessertes Verständnis der Pfade nach 2030 und der damit verbundenen Infrastrukturbedarfe erfordert daher eine systematische und umfassende Bewertung aller beteiligten Energiesektoren. Dafür ist es notwendig, bestehende Energiesystemmodelle weiterzuentwickeln und mit Instrumenten zu kombinieren, die in der Lage sind, gesamtwirtschaftliche Effekte abzubilden. Genau diese integrierte Bewertung wird im Rahmen von INFRA-ENSURE durchgeführt.

Der österreichische integrierte nationale Energie- und Klimaplan (NEKP) legt das Ziel der Klimaneutralität bis 2040 fest. Während die Emissionen aus fossilen Brennstoffen in den letzten zwei Jahrzehnten zurückgegangen sind, stagnieren die Netto-Emissionen seit 1990 aufgrund eines Rückgangs der Kohlenstoffsenken im Bereich Landnutzung, Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft (LULUCF). Um Klimaneutralität zu erreichen, ist daher ein umfassendes Verständnis der Wechselwirkungen zwischen allen Sektoren erforderlich – nicht nur zwischen jenen, die fossile Brennstoffe emittieren. Integrierte Klimaneutralitätsszenarien, die alle Sektoren berücksichtigen, fehlen in Österreich derzeit jedoch weitgehend, was das Verständnis über verfügbare Handlungsoptionen erheblich einschränkt. Um diese Forschungslücke zu schließen, zielt das Projekt CROSS-SEC darauf ab, erstmals Szenarien für das Erreichen vollständiger Klimaneutralität in allen Sektoren bis 2040 bereitzustellen. Unser Ansatz entwickelt integrierte Szenarien, die die Wechselwirkungen zwischen allen Treibhausgas (THG)-emittierenden Sektoren abbilden und dabei relevante Annahmen harmonisieren. Dabei werden sektorübergreifende Zusammenhänge wie die Nutzung von Biomasse für Energiezwecke oder der Ausbau erneuerbarer Energieanlagen auf landwirtschaftlichen Flächen berücksichtigt. Aufbauend auf bisherigen Forschungsarbeiten im Rahmen des österreichischen Klima- und Energiefonds (ACRP) sowie weiteren Initiativen verknüpfen wir sektorale Modelle, um die komplexen Wechselwirkungen, Zielkonflikte und Synergien, die für das Erreichen der Klimaneutralität entscheidend sind, umfassend abzubilden. Ein zentrales Instrument unseres Ansatzes ist das moderne Energiesystemmodell PyPSA-EUR, das eine detaillierte Modellierung des österreichischen Energiesystems mit hoher zeitlicher Auflösung ermöglicht und dabei auch den Energieträgerhandel mit europäischen Nachbarländern berücksichtigt. PyPSA-EUR umfasst zudem Industrieemissionen und erlaubt so vollständige Einblicke in die für die Dekarbonisierung notwendigen Investitionen und Betriebskosten im Energiesystem. Dieses Modell wird mit FAMOS, einem räumlich aufgelösten Modell der österreichischen Landwirtschaft, sowie dem Forstwirtschaftsmodell 3WME gekoppelt, das Biomassewachstum und Kohlenstoffvorräte in österreichischen Wäldern bewertet. Das FAMOS-Modell wird so angepasst, dass es detaillierte Investitionskosten für verschiedene Minderungsoptionen abbildet. Sowohl PyPSA-EUR als auch FAMOS berücksichtigen zudem die durch den Klimawandel verursachten Anpassungskosten bis 2040. Unsere Forschung geht über bisherige Arbeiten in zwei wesentlichen Aspekten hinaus: Erstens ermöglichen wir eine detaillierte Bewertung der erforderlichen Investitionen in allen Sektoren zur Erreichung der Klimaneutralität und optimieren die Minderungsmaßnahmen sektorenübergreifend. Zweitens quantifizieren wir durch unsere integrierte Analyse das Ausmaß an negativen Emissionen, das notwendig ist, um verbleibende Emissionen aus schwer vermeidbaren Sektoren wie Landwirtschaft und Industrie auszugleichen. Dabei identifizieren wir auch, welche Sektoren diese negativen Emissionen am kosteneffizientesten bereitstellen können.

Seit dem Jänner 2023 wird in Österreich der Strategieplan, der im Jahr 2022 reformierten Gemeinsamen Agrarpolitik (GSP), umgesetzt. Damit sollen drei allgemeine und zehn spezifi-sche Ziele erreicht werden. Inwieweit die gesteckten Ziele erreicht werden, wird im Zuge einer begleitenden (voraussichtlich ab Mitte 2025) und abschließenden Evaluierung (ab 2030) bewertet. Dazu werden mehrere Studien durchgeführt. Gemäß dem Evaluierungsplan soll bis Ende 2025 eine Landnutzungsstudie ausgearbeitet werden. Darin soll die beobach-tete Situation mit einer Situation ohne GSP verglichen werden und die Auswirkungen quan-tifiziert werden. Dazu soll ein Modell der österreichischen Landwirtschaft eingesetzt werden, mit dem es möglich ist, die Landnutzungsänderungen aufgrund der Umsetzung des GSP zu quantifizieren. Ein wesentliches Ziel dieser Studie ist, eine kontrafaktische Situation zu be-schreiben in welcher keine GSP-Interventionen umgesetzt werden. Konkret soll folgende Evaluierungsfrage beantwortet werden: „Wie sähe die kontrafaktische Situation ohne GSP hinsichtlich Landnutzung, Treibhausgasemissionen und ggf. weiterer Indikatoren, z.B. Ver-sorgungssicherheit, aus?“. Die Ergebnisse sind vor allem im Hinblick auf die Verteilung der Kulturarten und der Feldfrüchte sowie im Hinblick auf die Intensität der Bewirtschaftung re-levant, aber auch als Basis zur Beantwortung weiterer Fragestellungen. Im nachfolgenden Angebot werden Motive und Beweggründe dafür vorgestellt und dargelegt, wie sich diese Studie in den Plan zur Evaluierung des österreichischen GSP einfügt. Weiters werden Detail-Evaluierungsfragen vorgeschlagen und geeignete methodische Zugänge und Anforderun-gen beschrieben. Die Arbeit gliedert sich in mehrere Arbeitspakete. Dazu zählen die Defi-nition der Referenzsituation in Abstimmung mit dem Auftraggeber, die Umsetzung eines begleitenden Stakeholder-Prozesses und die quantitative Beschreibung der Situation ohne GSP. Ergänzend dazu wird eine volkswirtschaftliche Bewertung als Vergleich der Referenzsi-tuation mit alternativen Szenarien vorgeschlagen.