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Nachhaltige Technologien - 2|2020

Zahlreiche Wissenschaftler aus unterschiedlichen Fachbereichen forderten von der Politik zuletzt in Folge von Covid-19 eine Forcierung von integrierten Maßnahmen, die sowohl die Konjunktur befeuern als auch dem Klimaschutz nachhaltig dienen. Dr. Fatih Birol, Executive Director der Internationalen Energieagentur (IEA), sieht diesen Weg als unumgänglich und gibt im Leitartikel der vorliegenden Ausgabe Handlungsempfehlungen für die Politik.


Dem Thema Versorgungssicherheit und Resilienz in der Energieversorgung kommt in diesem Zusammenhang große Bedeutung zu. Hybride erneuerbare Versorgungssysteme können hier einen wichtigen Beitrag leisten. Hybride Solartechnologien (PVT) haben sich in den letzten Jahren im Schatten der Einzeltechnologien Photovoltaik und Solarthermie zu einem etablierten Anwendungssegment mit einer weltweit installierten Fläche von 1,17 Mio. m² entwickelt. PVT-Systeme überzeugen durch eine wesentlich höhere Flächeneffizienz als die vergleichbaren Einzeltechnologien. Das macht sie aufgrund der zukünftig verstärkt geforderten Versorgung mit vor Ort generierter erneuerbarer Energie besonders für den Gebäudesektor interessant.


Mehr zu hybriden Solartechnologien erfahren Sie in der aktuellen Ausgabe von „nachhaltige technologien“.


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Because of Covid-19, numerous scientists of various disciplines called on politicians to push on integrated measures that would both boost the economy and help protect the climate in the long term. Dr. Fatih Birol, Executive Director of the International Energy Agency (IEA), sees this path as essential and gives recommendations for policymakers.


In the context of security and resilience of the energy supply hybrid renewable energy systems play an important role. In recent years, hybrid solar technologies (PVT) have developed in the shadow of the single technologies, namely photovoltaics and solar thermal energy. Now the technology is established with a collector area of 1.17 million m² installed worldwide by the end of 2019. PVT systems have a much higher efficiency per unit area than comparable single technologies. This makes them particularly interesting for the building sector due to the increasing demand of locally generated renewable energy.


Read more about hybrid solar technologies in the current issue of the magazine "sustainable technologies".

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Nachhaltige Technologien - 1|2020

Das Ziel einer biobasierten Industrie ist die Entwicklung einer ressourceneffizienteren Produktion, um zur Steigerung des Wirtschaftswachstums und der Beschäftigung, insbesondere in ländlichen Gebieten, beizutragen. Dazu müssen nachhaltige und wettbewerbsfähige Bioraffinerien in Europa entwickelt werden, die sich auf fortschrittliche Prozesstechnologien und Energieversorgungskonzepte stützen, um Biomasse in nutzbare Produkte und Energievektoren, wie z. B. Wasserstoff und Methan umzuwandeln. Die Herausforderungen liegen vor allem in der Demonstration innovativer Technologien, die neue chemische Bausteine, neue Materialien und neue Produkte aus Biomasse ermöglichen und den Bedarf an fossilen Rohstoffen ersetzen. Neue Geschäftsmodelle, die die Akteure entlang der Wertschöpfungskette von der Lieferung von Biomasse an Bioraffinerieanlagen bis hin zu den Verbrauchern von biobasierten Materialien, Chemikalien und Kraftstoffen integrieren, müssen dafür entwickelt werden. Die Einrichtung von Vorzeige-Bioraffinerieanlagen, die Technologien und Geschäftsmodelle für biobasierte Materialien, Chemikalien und Kraftstoffe einsetzen und Kosten- und Leistungsverbesserungen demonstrieren, die mit den Alternativen auf fossiler Basis konkurrenzfähig sind, ist dabei essenziell.


Die aktuelle Ausgabe der Zeitschrift „nachhaltigen technologien“ bietet Einblick in verschiedene europäische und österreichische Initiativen, Umsetzungen sowie Forschungsprojekte und die zukünftige Relevanz einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft.


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Biobased industries aim to reach ressource efficient production and to foster economic growth and employment especially in agricultural regions. For this purpose cost competitve biorefineries have to be developed using progressive process technologies and energy supply systems for converting biomass to utilisable products as well as to source materials for energy production like methane or hydrogen. The challenge is to demonstrate innovative technologies and develop business models integrating stakeholders along the whole length of the value chain, e.g. integrate supplyers of biomass used in biorefineries as well as well as consumers using bio-based materials, chemicals and fuels. The implementation of demo biorefineries, proving technologies and business models with regard to bio-based materials and demonstrating cost reduction and performance enhancement, is essential in this connection.


The current issue of the magazine “nachhaltige technologien“ provides some insights in European as well as national Austrian initiatives and research projects showing the relevance of sustainable circular economy.

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Nachhaltige Technologien - 4|2019

Zukünftig wird der Bedarf an Energiespeichern erheblich zunehmen, was auf das nicht-kontinuierliche Angebot der verstärkt zum Einsatz kommenden erneuerbaren Energieträger und der damit einhergehenden Vergrößerung und Dezentralisierung des Versorgungsportfolios zurückgeführt werden kann. Wärmespeicher werden in einem nachhaltig transformierten Energiesystem eine zentrale Rolle einnehmen, da einerseits der Wärmebedarf in Österreich rund 50 % des gesamten österreichischen Endenergiebedarfs ausmacht und andererseits Wärme wesentlich kostengünstiger gespeichert werden kann als Strom.


Um das Ziel einer 100 %-igen Energieversorgung durch erneuerbare Energieträger zu erreichen, genügen jedoch heute verfügbare Technologien zur Speicherung von Wärme und Ansätze zur Systemimplementierung nicht. Gezielte Forschung, Entwicklung und Demonstration von Wärmespeichertechniken sind essentiell notwendig. Insbesondere kompakte Wärmespeicher mit höheren Energiedichten für die Anwendung in Gebäuden, Industrie, Mobilität und zur Netzentlastung als auch Großwasserwärmespeicher stehen hier im Zentrum des Interesses.


In der aktuellen Ausgabe von „nachhaltige technologien“ möchten wir Ihnen den Status quo nationaler und internationaler Forschungsaktivitäten zu unterschiedlichen Wärmespeichertechnologien vorstellen und deren Einsetzbarkeit in verschiedenen Anwendungsbereichen zeigen.


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Most probably the untilization of storage technologies will increase significantly in future because energy suppliers are challenged to reinforce the application of renewable energy sources. As renewables are not available continously but fluctuate, it is essential to use storages for transforming the energy system with regard to sustainability. Another important fact is that heat has a share of about half of a country’s total energy consumption and is stored cheaper than electricity. In Austria 50% of the final energy consumption is heat.


Currently available storage technologies for heat and available implementing strategies for systems are not sufficient to reach the aim of 100% energy supply by the use of renewables. Therefore targeted research, development and demonstration of heat storage technologies is necessary. On the one hand compact thermal energy storages reaching higher energy density than water storages to apply with buildings, industry, mobility and relieving the grids, and on the other hand giga-scale water storages are in the centre of attention.


The current issue of „nachhaltige technologien“ shows the status quo with regard to national and international research dealing with various heat storage technologies and their applicability in different sectors.

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Nachhaltige Technologien - 3|2019

Gebäude verursachen nicht nur beim eigentlichen Bau, sondern über den gesamten Lebenszyklus hinweg Kosten. Der Lebenszyklus eines Gebäudes beginnt mit der Bauproduktphase (Herstellung der Baustoffe), der Bauwerksphase (Errichtung und Nutzung) und der Entsorgungsphase. Derzeit wird in der Planung meist nur die Herstellungsphase betrachtet, die Nutzungsphase unzureichend und die Entsorgungsphase selten berücksichtigt.


Laut EU-Kommission entfallen in der Europäischen Union jedoch auf den Bau und die Nutzung von Gebäuden rund 50 % aller geförderten Werkstoffe und des Energieverbrauchs sowie etwa ein Drittel des Wasserverbrauchs. Darüber hinaus ist der Gebäudesektor für rund ein Drittel aller Abfälle verantwortlich (Bau, Nutzung, Renovierung und Entsorgung von Bauschutt).


Es ist daher umso wichtiger bzw. notwendig, sich mit dieser Problematik zukünftig weit mehr zu beschäftigen, als dies bis dato geschieht. Die Forderungen des nachhaltigen Bauens können nur erfüllt werden, wenn ökonomische, ökologische und gesundheitliche Aspekte im Zusammenhang mit dem Lebenszyklus integral in ihrer gegenseitigen Abhängigkeit betrachtet werden.


Diese Ausgabe von „nachhaltige technologien“ beschäftigt sich hauptsächlich mit diesem Themenbereich der integralen Planung und zeigt innovative und interessante Lösungsansätze auf.


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There are costs for constructing buildings, but there are also costs with regard to the whole life cycle of a building. Defining the life cycle of a building different periods can be determined: the production of building materials (building products), the construction and utilisation period as well as the disposal period. Currently, if buildings are planned, the construction period is well considered, whereas the utilisation period is considered unsufficiently and the disposal period often is neclected.


According to the European Commission 50% of the produced materials and energy consumption and a third of the water usage account for construction and usage of buildings. Moreover the building sector is responsible for about 30% of waste (construction, usage, renovation and dumping of constructing materials.


Therefore it is very important to consider all these aspects to a much higher extent in future. Requirements for sustainable buildings can be realised as soon as economic, ecologic and health aspects are considered within their interdependency. The current issue of „nachhaltige technologien“ deals with integral planning with regard to building life cycles and addresses innovative and interesting approaches.

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Nachhaltige Technologien - 2|2019

Eine zukunftsfähige Energieversorgung basiert auf erneuerbaren Energieträgern. Das setzt aber auch voraus, dass genügend Flächen verfügbar sind, um den Bedarf an erneuerbar bereitgestellter Wärme und Strom zu generieren. Um den vorherrschenden Wettbewerb bei der Nutzung von freien Landflächen für unterschiedlichste Verwendungen zu entschärfen, gilt es insbesondere auch die Gebäudeoberflächen für die Energieumwandlung zu nutzen. Gleichzeitig können Bauteile in der Gebäudehülle synergetisch genutzt werden, das heißt neben den klassischen Aufgaben des Witterungsschutzes, des Wärme- und Schallschutzes sowie der Ästhetik kommen noch Aufgaben wie Energieumwandlung, Energiespeicherung, Energieverteilung sowie Versorgung mit Frischluft hinzu. Durch diese Funktionserweiterung sowie aufgrund der reduzierten Verteilverluste und des hohen Vorfertigungspotenzials können über den Lebenszyklus des Gebäudes erhebliche Kostenvorteile gegenüber herkömmlichen Fassadenkonstruktionen sowohl im Neubau als auch in der Bestandssanierung von großvolumigen Gebäuden erreicht werden. Insbesondere in der Sanierung bieten vorgefertigte Fassaden aufgrund der kurzen Montagezeiten und der dadurch geringen Belastungen für BewohnerInnen und NutzerInnen erhebliche Vorteile im Vergleich zu konventionellen Fassadensanierungen und haben somit ein enormes Potenzial zur Steigerung der Sanierungsraten.


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Sustainable energy supply systems are based on renewable energy sources. Of course the availability of the space required for producing renewable heat and electricity is essential. Currently diverse ways of utilizing the available land area are competing, and using building surfaces could alleviate such competition. Moreover using building components and building surfaces respectively for energy production, energy storage as well as for energy distribution and supply with fresh air could generate synergies in respect to classical functions of building surfaces like aesthetics, weather and heat protection or noise insulation. Because of such multiple integrated functions, reduction of distribution losses as well as high prefabrication potential considerable economic benefits are expected with regard to the life cycle of new built as well as refurbished multi-storey buildings. In respect to refurbishing the existing building stock prefabricated facades are especially advantageous considering short installation time and little strain on the residents compared to conventional refurbishment procedures. Therefore prefabricated facades have a huge potential to increase the overall rate of refurbishment.

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Nachhaltige Technologien - 1|2019

2016 benötigte die österreichische Industrie ca. 30% des gesamten Endenergiebedarfs. Dabei entfallen drei Viertel des industriellen Energiebedarfs auf Prozesswärme und etwa die Hälfte davon auf das niedrige und mittlere Temperaturniveau. Nur 18% davon werden durch erneuerbare Energieträger bereitgestellt. Kombiniert man diese Fakten, den hohen Anteil des Wärmebedarfs im Nieder- und Mitteltemperaturbereich und den hohen Energiebedarf der österreichischen Industrie mit einem vergleichsweise geringen Anteil an erneuerbaren Energien, wird deutlich, dass die Umsetzung von Projekten in der Industrie ein Schlüssel zur Erreichung der Emissionsziele sein werden.


Die Versorgung von industriellen Prozessen durch solarthermische Großanlagen bieten eine technisch sinnvolle und wirtschaftlich vertretbare Lösung in der Erreichung der Klimaziele. Das konnte in den letzten Jahren durch die Umsetzung von „Best Practice Examples“ in verschiedenen Industriesektoren und in unterschiedlichen Teilen der Welt bewiesen werden. Nichtdestotrotz braucht es weitere Anstrengungen, um Solarthermie als einen wichtigen Bestandteil in der Energieversorgung von Produktionsstätten zu etablieren. Diese Ausgabe unserer Zeitung „nachhaltigen technologie“ bietet Ihnen Einblick in verschiedene Initiativen und Umsetzungen sowie Forschungsprojekte mit dem Ziel, die Technologie weiter zu entwickeln und das Potenzial für neue Anwendungen zu erhöhen.


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In 2016, approx. 30% of the total final energy demand was needed by the Austrian industry sector. Process heat accounts for three quarters of the industrial energy demand and about half of the heat is used on low and medium temperature level. Only 18% of the energy demand from the industry sector is provided by renewable energy sources. Combining the facts of a high share of heat demand in low and medium temperature range and high energy demand of Austrian industry with a comparatively low share of renewable energies, it becomes clear that the implementation of projects in industry will be a key to achieving the emission targets set by the Austrian government.


Energy for industrial processes could be provided by large-scale solar thermal systems. This is technically feasible and economically reasonable and contributes to achieving the climate targets. This has been proven in recent years by the implementation of "best practice examples" in various industrial sectors and in different parts of the world. Nevertheless, further efforts are needed to establish solar thermal energy as an important option for the energy supply of production facilities. The current issue of our newspaper "nachhaltige technologien" offers an insight into various initiatives and implementations as well as research projects aiming at the further development of solar thermal technology for the industry sector. Through the activities in R&D as well as pilot projects and demo systems presented in the magazine the potential for new applications with regard to solar thermal energy for industry will be addressed.

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Nachhaltige Technologien - 4|2018

Neben der Entwicklung von neuen Energietechnologien und Systemen ist deren Erprobung unter realen Bedingungen von großer Relevanz. Dabei liefern nicht nur Demonstratoren auf Basis von Einzelanlagen wichtige Erkenntnisse, sondern auch Aktivitäten und Umsetzungen, die sich einerseits über größere Gebiete erstrecken und die andererseits auch die Nutzerinnen und Nutzer inkludieren, sind unerlässlich. Diese Erkenntnis ist mittlerweile weithin bekannt und hat in den letzten Jahren zum Start verschiedener gezielter Initiativen geführt.


In Deutschland wurde bereits im Jahr 2016 das Programm „Schaufenster intelligente Energie“ gestartet, in welchem in fünf Modellregionen komplementäre Ansätze verfolgt werden, um das Energiesystem der Zukunft aufzubauen.


Praktisch zeitgleich mit dem Programmstart in Deutschland wurde in Österreich mit der Vorbereitung der FTI-Initiative „Vorzeigeregion Energie“ begonnen. Nach mehreren Evaluierungsschleifen konnten im Herbst 2018 schlussendlich drei Vorzeigeregionen vom Stapel laufen. Drei Vorzeigeregionen, die sich mit vielversprechenden, komplementären Themen befassen und somit unterschiedliche Eckpfeiler eines zukünftigen Energiesystems adressieren. Innerhalb dieser Initiative kooperieren über 200 Partner bei einem geplanten Investitionsvolumen von über 400 Mio. Euro.


Wir freuen uns, Ihnen mit dieser Ausgabe der „nachhaltigen technologien“ sowohl einen Überblick über die Programmerfahrungen aus Deutschland als auch einen Überblick über die Vorhaben der österreichischen Vorzeigeregionen geben zu können.


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Testing of new (energy) technologies and (energy) systems with realistic boundary conditions is very relevant for research and development. With demonstration systems it is on the one hand possible to gain insights based on the energy systems themselves but moreover broad demonstration sites that also include users are vital for implementing innovative energy systems. Therefore several initatives have been launched in different countries recently.


In Germany a programme called „Schaufenster intelligente Energie“ was started in 2016. Five model regions with different complementary approaches focusing on regional particularities try to contribute to an overall sustainable energy system that is to be built in the near future.


Almost at the same time Austria started its preparations for the research, technology and innovation initiative „Vorzeigeregion Energie“. After having passed several assets three „Vorzeigeregionen“ started in autumn 2018. The regions deal with different topics: „Green Energy Lab“ trys to boost promising energy technologies, demonstrate them and bring them to the market, „New Energies for Industry“ focuses on energy transition for industry and the third „Vorzeigeregion“ puts its emphasis on power based on hydrogen and synthetic gas. More than 200 partner institutions and companies cooperate within this Austrian research and demonstration initiative. The allocated budget is planned to be more than 400 million euros.


The current issue of „nachhaltige technologien“ gives an overview in regard to the German programme „Schaufenster intelligente Energie“ and allows a deeper insight into the Austrian initiative „Vorzeigeregionen Energie“.

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Nachhaltige Technologien - 3|2018

In Zukunft wird der hohe Anteil bei der Einspeisung von erneuerbaren Energieträgern in Strom- und Wärmenetze einen Übergang von einer am Bedarf ausgerichteten Energieproduktion zu einem der Produktion angepassten Verbrauch bedingen. Das ist sinnvoll und notwendig, um die zwar kurzfristig vorhersagbare, aber zeitlich unbeeinflussbar erzeugte Energiemenge z. B. aus Wind- oder Solarstrom-, aber auch aus Solarthermieanlagen gezielter direkt nutzen zu können. Das entlastet die Netze und die entsprechenden Speichernotwendigkeiten enorm. Das heißt eine Anpassung des Energieverbrauchs von Gebäuden und Gebäudeverbänden an die künftige Energieerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern ist wesentlich und unabdingbar für die Zukunft.


Die Wärmespeicherkapazitäten in den Bauteilen (z. B. Speicherung durch Bauteilaktivierung), die Anzahl und Größe von Warmwasserspeichern und Batterien, die Anzahl und Ausstattung mit elektrischen Geräten und Verbrauchern wie z. B. Wärmepumpen, die jeweils in Verwendung befindlichen Regelungssysteme und Ähnliches bestimmen das Potenzial der „Energie-Flexibilität“ in Gebäuden und Gebäudeverbänden. Einen besonderen Schwerpunkt bezüglich Wärmespeicherung und Lastspitzenverschiebung nimmt aus meiner Sicht hier zukünftig die Forcierung der Bauteilaktivierung in Gebäuden ein. Die gesamte durchflossene Massivdecke bzw. -wand wird dabei als Übertragungs- und Speichermasse thermisch aktiviert und kann neben der Speicherfunktion auch zusätzlich für Heizen und Kühlen verwendet werden.


In der aktuellen Ausgabe der „nachhaltigen technologien“ wird versucht, zukunftsfähige Möglichkeiten für Energieflexibilität in Gebäuden und Gebäudeverbänden zu charakterisieren, die Potenziale zu erfassen und Regelungs- bzw. Lösungsstrategien aufzuzeigen.


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The increasing share of renewable energy sources feeding in electricity and heating networks will require a change from demand based energy production to production based energy consumption. This is due to the short-term predictable energy based on wind and solar (PV as well as solar thermal) that is not open to influence, but that could be used more efficiently. That will release pressure from the net and necessary storage facilities. Energy consumption of buildings and building ensembles aligned with future energy production based on renewable energy sources will play a vital role in future.


The possibility to store heat via components of buildings (for example through thermal component activation), the number and size of hot water storages and batteries, the number and equipment of electrical compliances and consumers such as heat pumps, the applied control systems and so on define the building‘s potential of energy flexibility. In future a special focus in regard to heat storage and shift of load peaks of buildings should be on activating of building components. The thermal activated massive ceiling or wall can be additionally used for heating and cooling purposes besides its storage function.


The current issue of „nachhaltige technologien“ tries to characterize sustainable options of energy flexibility for buildings and shows the potential and strategies for implementation.

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Nachhaltige Technologien - 2|2018

Wasser ist für den Energie- und Lebensmittelsektor von größter Bedeutung. Der Zugang zu Energie, die Energiesicherheit oder die Umweltauswirkungen des Energieverbrauchs können durch die Verfügbarkeit von Wasser beeinträchtigt werden. Fossile Brennstoffe benötigen Wasser für Gewinnung, Transport und Verarbeitung. Wärmekraftwerke (Kernkraft, fossile Brennstoffe, biobasierte Brennstoffe und konzentrierende Solarenergie) benötigen Wasser zur Kühlung, und Wasserkraftwerke benötigen robuste Flussströme. Die Rohstoffproduktion für Biokraftstoffe und Biokunststoffe hängt von Wasser für deren Erzeugung ab.


Energie ist ebenso wichtig für die Verfügbarkeit von sauberem Trinkwasser, Bewässerung in der Landwirtschaft und Abwasserentsorgung: Pumpen von Grund- und Oberflächenwasser, Behandeln und Transportieren von Wasser zu den Endverbrauchern und Reinigen von Abwasser für das Recycling.


Gegenwärtig sind die Wasser-, Lebensmittel- und Energiesysteme voneinander abhängig, aber sie agieren ohne wirklicher Interaktion. Die Energieerzeugung und -verteilung ist oft ein nationales Thema, während Wasser in den Verantwortungsbereich von Regionen und Gemeinden fällt und die industrielle Landwirtschaft und Lebensmittelverarbeitung von Firmen und Konzernen bestimmt wird. Die Untersuchung des Zusammenspiels - des "Nexus" - zwischen Energie, Lebensmittel und Wasser bietet daher eine ganzheitliche und systemische Sicht auf diese komplexen und kritischen Fragen.


Fortschritte in Forschung und Analyse haben zu innovativen Technologien und integrierten Ansätzen für ein effizientes Zusammenspiel geführt. In der aktuellen Ausgabe „nachhaltige technologien“ finden Sie unterschiedliche Beispiele, die diese Lösungsansätze beschreiben.


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Water is essential for the energy and food sector. The access to energy, energy security and the environmental impact are influenced by the disposability of water. Fossil fuels need water for extraction, transport and processing. Thermal power plants (based on nuclear, fossil fuels, biomass, concentrating solar power) use water for cooling purposes and for hydroelectric plants resilient river currents are crucial. Similarly, production of bio fuels and bio plastics require water for the production processes.


Energy is important for accessing clean drinking water, for watering in agriculture and waste water treatment: pumping of ground and surface water, treatment and transport of water to the end-users as well as cleaning of wastewater in order to recycle it.


Currently water, food and energy systems are dependent but do not interact actively. In Austria national regulations for energy production and distribution exist whereas issues concerning water are regulated on community level. Industrial agriculture and food processing is ruled by companies and multicorporate enterprises. The analysis of the nexus between energy, food and water therefore tries to address these complex and critical subjects in a holistic and systemic way.


Lately, progress in research and analysis led to innovative technologies and integrated approach concerning the above addressed subjects. In the current issue of the magazine “nachhaltige technologien” examples for these the discussed questions are given.

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Nachhaltige Technologien - 1|2018

Der Marktanteil der Nah- und Fernwärme am gesamten Wärmebedarf Österreichs (inklusive Warmwasserbereitung) lag zuletzt bei rund 25 Prozent und hat sich seit 1990 etwa verdreifacht. Trotz dieser insgesamt sehr beeindruckenden Zahlen erfolgte die Entwicklung in den letzten Jahren sowohl nach verkaufter Wärme als auch nach Neuinstallation von Leitungen (von 4.900 km im Jahr 2013 auf etwa 5.400 km in 2016) etwas verhaltener. Die Ursache liegt überwiegend darin begründet, dass mittlerweile große Teile der dicht verbauten Quartiere und Städte mit Nah- und Fernwärme erschlossen sind. Gleichzeitig bedeuten stetige Reduktionen der Heizwärmebedarfe von Neubauten und Sanierungen eine Verringerung der Energiedichte pro erforderlichen Trassenmeter. Spezifisch höhere Wärmeverluste aufgrund kleiner werdender verkaufter Wärmemengen führen zwangsläufig zu geänderten Rahmenbedingungen mit Auswirkungen auf Wirtschaftlichkeit, Tarifmodelle und Ausbaustrategien. Klassische Nah- und Fernwärme mit den vorherrschenden hohen Versorgungstemperaturniveaus stößt hier vielfach an ihre Grenzen.


Neue Netzarchitekturen mit angepassten Temperaturniveaus sowie verteilten Erzeugungs- und Speicherstrukturen mit intelligenten Regelungsalgorithmen bieten hier gänzlich neue Möglichkeiten. Sowohl um zukünftig die netzgebundene Wärmeversorgung weiter auszubauen als auch um die Integration von Erneuerbaren weiter voranzutreiben. Mittlerweile liegen erste Erfahrungsberichte von Wärmenetzen auf Basis sogenannter „Anergienetze“ oder „Kalter Fernwärme“ vor und demonstrieren hier großes Potenzial. Aber auch Niedertemperaturnetze und die Versorgung gesamter Netzstränge aus dem Rücklauf werden zunehmend interessant. Deutlich wird dabei aber auch, dass einerseits die Systeme aufgrund der angepassten Netzarchitekturen, der Dezentralisierung, der zunehmenden Kopplung von Energiesektoren und neuer Regelungsmöglichkeiten komplexer werden. Andererseits müssen die Netze konsequent energetisch effizient betrieben werden um wirtschaftlich konkurrenzfähig zu sein. Beide Aspekte erfordern angepasste Methoden für Modellbildung und Simulation.


Über nationale und internationale Entwicklungen zu diesem Thema möchten wir in der aktuellen Ausgabe von „nachhaltige technologien“ berichten.


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Considering the overall heating demand in Austria the share of district heating accounts for 25 % and about triplecated since 1990. Nevertheless the development over the last years was less fast than before in respect to sold heat as well as newly installed lines (increasing from 4 900 km in the year 2013 to about 5 400 km in 2016). The reason for this mainly lies in the fact that in the meantime many of the dense city centers and quartiers already are supplied with district heating networks. Moreover the heating demand decreases due to better insulated building standards for newly built houses as well as renovated buildings. Therefore the energy demand per meter of constructed line decreases. This leads to an increase in specific heating losses and thus changes the framework conditions of heating networks in respect to economic feasibility, tariffs and expansion strategies. Classical district heating systems with high temperature levels therefore face limitations.


New district heating network strategies with adapted temperature levels as well as spread production and storage structures with smart control algorithms show completely new possibilities for increasing construction of district heating networks as well as integrating renewables. Recently some projects based on „anergy networks“ and „cold district heating networks“ respectively have been developed. First experiences are available showing the big potential of such networks. Heating networks with low temperature levels and networks using the return flow increasingly get interesting for suppliers. On the one hand the complexity of these systems increases due to new network designs, decentralisation, coupling of energy sectors and new control systems. On the other hand new systems have to be operated in an economically feasible way to be competitive. Both aspects require new simulation and modelling tools that are presented in the new issue of „nachhaltige technologien“.

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Nachhaltige Technologien - 4|2017

Es ist hinlänglich bekannt, dass neben technologischen Herausforderungen vor allem eine geeignete Finanzierung im Bereich Energieeffizienz und erneuerbarer Energie die größte Barriere für einen flächendeckenden Durchbruch in diesem Sektor darstellt. Neben den Möglichkeiten, Förderungen aus öffentlicher Hand zu beantragen, geht es dabei vermehrt darum, das Interesse von Privatkapitalgebern insbesondere durch Maßnahmen der Marktstrukturierung und Risikoreduktion zu wecken. Investoren sind zunehmend bereit in nachhaltige Energieprojekte zu investieren, jedoch sollten diese interessant aufbereitet werden, um sich von bestehenden Investitionen abzuheben. Des Weiteren müssen den Investoren eine Minimierung des Risikos bei gleichzeitiger Sicherstellung einer adäquaten Rendite geboten werden.


Unterschiedliche internationale Studien sprechen von einem massiven Finanzierungsbedarf für Projekte im Bereich Energieeffizienz und erneuerbarer Energie. Angesichts der finanztechnischen Rahmenbedingungen der Branche, wie langer Rückzahlungsperioden, illiquide Vermögenswerte und hohe regulatorische Abhängigkeiten, wird es entscheidend sein, das Zusammenspiel zwischen Staat und privaten Investoren bestmöglich zu gestalten und geeignete Finanzierungsmodelle auf den Markt zu bringen.


In der aktuellen Ausgabe der „nachhaltigen technologien“ finden Sie unterschiedliche Beispiele von möglichen Finanzierungsmodellen im Gebäude wie auch im industriellen Bereich, deren Vor- und Nachteile, deren Herausforderungen bei der Etablierung auf dem Finanzsektor sowie die Beschreibung von „best practice examples“ erfolgreich finanzierter Projekte.


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It is well known that besides technological challenges suitable financing instruments are crucial for financing energy efficiency measures and renewable energy technologies in the industrial sector. Along with subsidies provided by governmental institutions the interest of the private finance sector should be attracted more and more by structuring the market and taking measures for minimizing risks. Investors are increasingly willing to invest their money in sustainable energy projects but the projects have to be processed in an interesting way to attract attention compared to other possible investments. In this connection the risk has to be minimized for investors and an adequate return rate is expected.


Various international studies address the grand need of financing of projects in the field of energy efficiency and renewable energy. In the light of existing financial boundary conditions of the industry sector like long payback periods, illiquid assets and regulatory dependencies, organizing the relationship between governmental bodies and private investors will be crucial for bringing appropriate financing models to the market.


The current issue of “nachhaltige technologien” highlights different examples of possible financing models for buildings as well as for the industrial sector, shows advantages, disadvantages and challenges in establishing the models in the finance sector and describes “best practice examples” of successfully financed projects.

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Nachhaltige Technologien - 3|2017

Ein Portfolio aus erneuerbaren Energieträgern bestimmt unser zukünftiges Energiesystem. Solarthermie ist wichtiger Bestandteil dieses Portfolios. Das zeigen einerseits viele konkrete Umsetzungsvorhaben großtechnischer Solarthermieprojekte (z. B. BigSolarGraz) und andererseits auch zahlreiche Studienergebnisse namhafter Institute.


Neben den großtechnischen Solarthermieprojekten für den urbanen Raum sind es weltweit aber viele andere Anwendungsmöglichkeiten, in denen Solarthermiesysteme sowohl in Bezug auf Primärenergieeinsatz und Ökonomie als auch in gesellschaftlicher Hinsicht (Zugang zu Energie, Versorgungssicherheit, Entlastungspotenzial für Netzinfrastrukturen, Arbeitsplätze, etc.) mehr als nur wettbewerbsfähig sind. Diese Anwendungspalette reicht von klassischen regionsspezifischen Warmwasserbe¬reitungs¬¬systemen bis hin zu solarthermischer Wärme-/Kältebereitstellung in größeren Anlagen für Industrie, Gewerbe- und Dienstleistungsgebäuden sowie für Wärmenetzeinspeisung. Aber auch Anwendungen, die bisher eher als Nischenmärkte betrachtet wurden, wie z. B. solare Trocknungsanlagen, hybride Systeme (PVT) und konzentrierende Solarsysteme, haben sich etabliert und besitzen enormes Marktpotenzial.


Aus österreichischer Sicht ist besonders erfreulich, dass heimische Unternehmen in all den oben genannten Anwendungsbereichen weltweit aktiv sind und die Exportquote von Solarkollektorflächen schon seit vielen Jahren über 80 % liegt. Wenn auch nicht in allen Disziplinen Weltmarktführerschaft vorherrscht, ist doch die technologische Expertise und die Produktqualität der Unternehmen grundsätzlich sehr hoch. Gute Bedingungen also für die Erschließung der immensen Marktpotenziale.


In der aktuellen Ausgabe von „nachhaltige technologien“ mit dem Titel „Exporterfolge Solarwärme – Beispiele, Märkte, Potenziale“ möchten wir einerseits über vielversprechende Anwendungen und Märkte berichten sowie andererseits Aktivitäten heimischer Unternehmen mit hoher Exportaffinität vorstellen.


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Renewable energies are going to dominate our future energy supply systems and solar thermal energy is an important factor in this field. Large scale solar thermal projects in the pipeline (e.g. BigSolarGraz) and numerous studies carried out by namable institutes illustrate the huge potential.


Besides large scale projects for urban societies there exists a considerable number of different solar thermal applications that are very competitive in terms of primary energy input and economics as well as socioeconomic factors like access to energy, security of energy supply, load relief in respect of electricity grid infrastructures, job creation and so on.


The field of applications stretches from the meanwhile classical hot water preparation to large solar thermal heat/cold supply systems in industry and service buildings as well as systems feeding into the district heating system. There are some new applications in niche markets such as solar drying systems, hybrid systems (PVT) and concentrating solar systems with immense market potential.


In the actual issue of “nachhaltige technologien” we would like to report about promising applications and markets as well as address the activities of export-oriented companies.

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Nachhaltige Technologien - 2|2017

Neue Gebäude müssen zukünftig so gebaut werden, dass sie energetisch und ökologisch auch noch im Jahre 2050 bestehen können. Der Bestand muss fachkundig geprüft werden, ob er zu ersetzen, zu erneuern bzw. energetisch hochwertig zu sanieren ist.


Bei der Entscheidung zur hochwertigen thermischen Sanierung kommt der Art und Ausführung der neuen Fassaden eine immer bedeutendere Rolle zu. Fassaden und Fenster haben ein enormes Potential zur Energieeinsparung und CO2-Reduktion im Bestand. Daher widmet sich diese Ausgabe speziell diesem spannenden Thema.


Es werden dabei einerseits nachhaltige Fassadensysteme in unterschiedlichsten Bereichen und Einsatzgebieten beschrieben und andererseits Möglichkeiten von Zusatznutzen an der Fassade aufgezeigt. Aktive Gebäudetechnik- und Lüftungselemente, Versorgungsleitungen und energieerzeugende Komponenten müssen Teil einer im Werk vorgefertigten Fassade sein. Es müssen Fassadensysteme entwickelt und eingesetzt werden, die mehr können als nur "Dämmen" - nur dann werden diese nachhaltigen Fassadenkonstruktionen gegenüber Wärmedämmverbundsystemen wirtschaftlich konkurrieren können. Dies stellt große Herausforderungen an Architekten, Fachplaner und Industrie – sie sind jedoch lösbar.


Österreich kann auch auf diesem relativ neuen Gebiet der Entwicklung von multifunktionalen Fassadensystemen für Sanierungen und Neubauten wieder eine Vorreiterrolle in Europa übernehmen.


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New buildings should be built in such a way that they are still energetically and ecologically feasible in 2050. Furthermore experts have to check the building stock in regard to the necessity of high-quality renovation or complete reconstruction. The setup of façades in respect to design layout and construction play a major role in high-quality renovation processes. Furthermore the energy and CO2 emissions saving potential of facades and windows of the building stock is enormous. The current issue of “nachhaltige technologien” deals with this interesting issue.


On the one hand sustainable façade systems are described in different fields of application and on the other hand possibilities of creating additional benefit via façade systems are shown. Multifunctional façade elements that are being developed will reveal their economic advantages compared to conventional wall insulation systems.


Concerning research and development activities in this sector Austria could take a lead role in Europe.

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Nachhaltige Technologien - 1|2017

Unsere Städte wachsen. Österreichs Landeshauptstädte haben beispielsweise in den letzten zehn Jahren ein durchschnittliches Wachstum um 7,4% erzielt. Im Vergleich dazu bedeutet das durchschnittliche Wachstum von Gesamtösterreich um 4,3% eine Verschiebung von Landbevölkerung hin zu den Ballungszentren und deren Speckgürteln. Mit dieser Entwicklung steigen klarerweise auch die Treibhausgasemissionen, die weltweit bereits zu über 70% von menschlichen Aktivitäten in urbanen Gebieten verursacht werden. Diesem globalen Trend konnten die städtischen Aktivitäten zur Reduktion der Treibhausgasemissionen durch Maßnahmen zur Energieeffizienzsteigerung, dem Einsatz erneuerbarer Energieträger und nachhaltigen Mobilitätskonzepten bislang nicht ansatzweise folgen.


Einige Städte haben sich jedoch bereits vor einigen Jahren verbindlich dazu entschlossen, den Weg in Richtung „smart city“ und „low carbon economy“ zu gehen. Neben einzelnen bereits gelungenen Umsetzungsprojekten haben diese Städte (in Österreich allen voran Salzburg, Wien und Graz) auch neue Instrumente in der Stadtplanung entwickelt. In enger Zusammenarbeit mit Forschungseinrichtungen sind neue numerische Methoden entstanden, die eine simulationstechnische Abbildung von komplexen urbanen Energiesystemen ermöglichen.


Über diese Entwicklungen möchten wir in der aktuellen Ausgabe von „nachhaltige technologien“ berichten.


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Cities grow worldwide. Considering the last ten years, Austrian regional capitals for example had a population growth rate of about 7.4 % compared to rural areas with a growth rate of 4.3 %. This means a shift of population from the rural areas to the cities and their banlieues. According to this development greenhouse gas emissions caused by urban population increases, too, counting already for 70 % of the worldwide induced greenhouse gases. Therefore activities of city governments in regard to energy efficiency, the deployment of renewable energy sources and sustainable mobility concepts are crucial, even though the achievements currently are not at all sufficient. However, a couple of years ago several city governments decided to develop binding strategies for “smart city” and “low carbon economy” concepts. Beside to successful demonstration projects realized, these city governments (in Austria especially the city governments of Vienna, Salzburg and Graz) developed new tools in respect of urban planning. Novel numerical methods for simulation of complex urban energy system have been developed in cooperation with research institutions.


In the current issue of “nachhaltige technologien” we would like to illustrate these developments.

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Nachhaltige Technologien - 4|2016

Mit einer Ressourcenentnahme von rund 68 Milliarden Tonnen Material jährlich verbraucht der Mensch heute global fast zehnmal mehr als noch im Jahr 1902. Angetrieben von dieser Tatsache und einer Reihe von Herausforderungen wie z.B. Klimaveränderung und expandierende Populationen, wird die Entwicklung einer sogenannte „bioeconomy“, die eine Kreislaufschließung aller Makronährstoffe (Stickstoff, Phosphor, Kalium) sowie Rohmaterialen forciert, immer wichtiger.


Die Europäische Kommission hat in diesem Zusammenhang Ende 2015 eine neue ehrgeizige Strategie zur Kreislaufwirtschaft entworfen, wo der Abfall jedes Wirtschaftssektors eine wichtige Rolle einnimmt. Eine reststoffbasierte Bioökonomie wird realistisch betrachtet keine komplette Verschiebung in Richtung Umweltverträglichkeit schaffen, bringt aber jedenfalls Investitionsmöglichkeiten in Reststoffmärkten.


Das Mengenpotential an Ressourcen in Industrieabwässern und kommunalen Abwässern einschließlich Gärrest aus Biogas und Klärschlamm ist wesentlich und damit ein potentieller Treiber für einen langfristigen strategischen Paradigmenwechsel hin zu einer Bioökonomie. Aufgrund erschöpfender nicht erneuerbarer Mineralvorkommen (z.B. Phosphor) dem Anstieg der Produktionskosten (z.B. Stickstoff-Dünger) sind zum Beispiel Technologieentwicklungen von der Entsorgung und Behandlung zur Wertstoffrückgewinnung in den Fokus von Forschung & Entwicklung gerückt.


Im aktuellen Interesse der Weiterentwicklung stehen Technologien wie zum Beispiel die Membrandestillation, der in der gegenständlichen Ausgabe „nachhaltige Technologien“ ein Schwerpunkt gewidmet ist. Wie vielfältig diese Technologie einsetzbar ist aber auch welche technologischen Herausforderungen zu lösen sind, beweisen die unterschiedlichen Beispiele in den Artikeln dieser Ausgabe.


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Resources consumption add up to around 68 billion tons of materials per year, meaning a consumption ten times higher globally than in 1902. Driven by this fact and a number of challenges such as climate change and expanding populations, the development of a so-called "bioeconomy", which drives closing the loop of nutrients like nitrogen, phosphorus and potassium as well as raw materials, is becoming increasingly important.


In this context, the European Commission drafted an ambitious strategy for recycling management at the end of 2015, in which the waste of each economic sector plays an important role. A residue-based bio-economy will contribute to environmental sustainability and it will provide investment opportunities with respect to waste industry markets.


The resources of industrial and municipal wastewater, including digestate from biogas and sewage sludge, are substantial and could drive a long-term strategic paradigm shift towards a bio-based economy. Due to the depletion of non-renewable mineral resources (e.g. phosphorus) and the increase in production costs (e.g. nitrogen fertilizers), the focus of research and development has shifted from disposal and treatment to the recovery of resources.


Technologies such as membrane distillation, to which the current issue of "nachhaltige technologien" is dedicated, are currently of interest for further development. The various examples in the articles show the diversity of the technology, but also demonstrate what challenges need to be solved.

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Nachhaltige Technologien - 3|2016

Zukünftig wird der Bedarf an Energiespeichern insbesondere aufgrund des nicht-kontinuierlichen Angebots der verstärkt zum Einsatz kommenden erneuerbaren Energieträger erheblich zunehmen.


Wärmespeicher werden in einem nachhaltig transformierten Energiesystem eine zentrale Rolle einnehmen, was einerseits auf den hohen Anteil des Wärmebedarfs am Endenergiebedarf (aktuell rund 50% in Österreich und Europa) und andererseits auf die wesentlich kostengünstigere Speichermöglichkeit von Wärme im Vergleich zu elektrischem Strom zurückzuführen ist. Die heute verfügbaren Technologien zur Speicherung von Wärme und Ansätze zur Systemimplementierung reichen für eine konsequente Dekarbonisierung des Energiesystems bis 2050 aber nicht aus. Gezielte Forschung, Entwicklung und Demonstration von Speichertechniken und hier insbesondere im Bereich von thermischen Energiespeichern mit höheren Energiedichten als beispielsweise Wasser (sogenannte „Kompakte thermische Energiespeicher) ist essentiell notwendig.


In Österreich laufen im Bereich kompakter thermischer Energiespeicher seit einigen Jahren gezielte Forschungsaktivitäten für die Anwendung in Gebäuden, der Industrie und der Mobilität, die häufig auch in internationale Projekte integriert sind bzw. zentrale Beiträge zu kooperativen Arbeitsgruppen in der Internationalen Energieagentur liefern. In der aktuellen Ausgabe von „nachhaltige technologien“ möchten wir Ihnen den Status quo nationaler und internationaler Aktivitäten zu kompakten Wärmespeichern vorstellen und die Einsetzbarkeit in unterschiedlichen Anwendungssektoren zeigen.


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Twenty years after AEE INTEC started publishing the magazine „erneuerbare energie” the magazine was relaunched and adapted to the clearly extended research topics AEE INTEC works on. Therefore the magazine changed its name, contents and structure and it was given a modern layout.


It is not only that the new magazine is now called “nachhaltige technologien”, but it should with its new appearance and structure better attract the quite heterogenous readers.


Recognized experts are going to be invited to write a lead article about energy relevant, environmental or resources-oriented topics that connect the technological research & development themes represented in the magazine to their socio-political context. The articles reflecting technological developments and presenting project results are going to be more compact than in the past, but readers interested in details will find links to literature and project reports for each article.


Last but not least persons working on technological tasks are going to be introduced to the readers in order to put flesh on the projects.

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