Titelaufnahme

Titel
Ermittlung des Wasserkraftpotenzials in Österreich / von François Fontanié
VerfasserFontanié, François
Begutachter / BegutachterinMerz, Ralf
Erschienen2010
Umfang89 S. : Ill., zahlr. graph. Darst., Kt.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2010
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Wasserkraftpotenzial erneuerbare Energie / räumliche Verteilung des Potenzials / zeitliche Verteilung des Potenzials
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-32503 Persistent Identifier (URN)
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Ermittlung des Wasserkraftpotenzials in Österreich [4.4 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Ziel dieser Diplomarbeit ist die Berechnung der räumlichen und zeitlichen Verteilung des Wasserkraftpotenzials in Österreich. Hierbei liegt die Bestimmung des theoretischen Potenzials, bestimmt durch die verfügbare Durchflussmenge und das Potenzialgefälle, im Mittelpunkt der Auswertungen. Unterschiede zum tatsächlich verfügbaren Potenzial, welches weiterhin durch den Wirkungsgrad der Kraftwerke und technische, ökologische, wirtschaftliche und rechtliche Rahmenbedingungen limitiert ist, werden diskutiert. Das Potenzial wurde für die Zeiträume 1976 bis 2006 und 2021 bis 2050 ermittelt. Zur Ermittlung des Potenzial für den Zeitraum 1976 bis 2006 wurden beobachtete Abflüsse an 637 österreichischen Pegeln mit Hilfe des Topkriging Verfahren räumlich interpoliert. Das Topkriging Verfahren ist eine Erweiterung traditioneller geostatistischer Verfahren und berücksichtigt die Topologie von Einzugsgebieten. Ein neues Verfahren zur Berücksichtigung der Massenerhaltung bei Zusammenflüssen wurde in das Topkriging Verfahren implementiert. Auf Basis der so ermittelten Durchflüsse und des Gefälles entlang der Gewässerstrecken wurde das Wasserkraftpotenzial ermittelt und die räumliche und zeitliche Verteilung analysiert. Zukünftige Veränderungen im Wasserkraftpotenzial wurden mit Hilfe von Klimaszenarien und eines hydrologische Modell ermittelt. Unsicherheiten in der Ermittlung der räumlichen und zeitlichen Verteilung zukünftiger Niederschläge wurde mittels eines Delta-change approach berücksichtigt. Für die Periode 1976 bis 2006 wird unter Annahme eines Kraftwerkwirkungsgrades von 0,87 ein Wasserkraftpotential von 144 TWH/a für Österreich ermittelt. Die größten Potenzialvorkommen liegen in den alpinen Gebieten und entlang der Donau. Aufgrund der Abflussregime ist das Potenzialvorkommen besonders groß im Frühjahr und Sommer. Analysen des zukünftige Potenzials zeigen nur eine leicht Zunahme des Potentials in Österreich um etwa 1%. Es zeigen sich jedoch größere Verschiebung in der jahreszeitlichen Verteilung mit mehr Potenzial im Winter und weniger Potenzial im Sommer. Abschließend werden die Ergebnisse dieser Studie im Hinblick auf die Entwicklung des Energieverbrauches in Österreich, die Verfügbarkeit von erneuerbaren Energiequellen und der Europäischen Richtlinie 2009/28/EG zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen diskutiert.

Zusammenfassung (Englisch)

The objective of this master thesis is to analyse the spatial and temporal variability of the hydropower potential in Austria and to discuss the variability of the hydropower potential in the context of energy consumption. Focus in this study is the theoretical potential of hydropower in Austria, limited by the availability of streamflow and topography. Differences to the available hydropower potential, which is also limited by the efficiency of hydropower plants and technical, legal, ecological and economic limitations, are discussed. Two time periods are analysed in this study. First, the variability of the hydropower potential in the period 1976 to 2006, as a measure of today's hydropower potential, is analysed. Second, based in climate change scenarios, the spatial and temporal variability of future hydropower potential for the period 2021 to 2050 are estimated. To analyse the today's spatial and temporal variability of the hydropower potential, observed streamflow of 637 gauging stations in Austria are mapped to the stream network by Topkriging. Topkriging is an extension of traditional geostatistical methods, which takes the nested structure of the stream network into account. A new method to account for confluence issues is implemented into the Topkriging procedure.

Based on estimated streamflow rates and topography the hydropower potential is estimated and the spatial and inter-annual variability is analysed. The future changes in the variability of hydropower potential are analysed by using a hydrological model at 637 gauging stations driven with a climate change scenario and using the Topkriging procedure for mapping the streamflow to the stream network. To account for uncertainty in the climate change scenarios a delta change approach is used. For the period 1976 to 2006 a hydropower potential of 144TWh/a, assuming a power plant efficiency of 0.87, is estimated for Austria. As expected, the highest hydropower potential rates are found in the High Alps and along the Danube. The hydropower potential is particular high in spring and summer. The analysis of future predictions of the hydropower potential reveals that there is only a small increase in the total potential in Austria, in the order of 1%. However, there is a shift in the inter-annual variability of hydropower potential with more potential in winter and lower potential in summer. Finally, the spatial and temporal variability of hydropower potential in Austria is discussed in the context of the development of energy consumption in Austria, the availability of renewable energy and the European directive 2009/28/EC on the promotion of the use of energy from renewable sources.