Der Solarmarkt in Österreich
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Der Solarmarkt in Österreich
Der Solarmarkt in Österreich Rückblick und Ausblick Gerhard Faninger Alpen-Adria Universität Klagenfurt Dezember 2010 Der Beginn des Solarmarktes Mit der ersten „Ölpreis-Krise“ Anfang der 1970er Jahre wurde den Industriestaaten die Abhängigkeit in der Energieversorgung bewusst. Zur Bewältigung zukünftiger Energiekrisen wurde im Jahre 1974 die Internationale Energieagentur (IEA) als Teilorganisation der OECD mit dem Ziel gegründet, gemeinsame Maßnahmen zur Sicherstellung der Versorgungssicherheit in den OECD-Mitgliedsländern zu planen und umzusetzen. Neben energiepolitischen Maßnahmen (Diversifizierung der Lieferverträge, Lagerbestände in den IEA Mitgliedsländern für fossile Energieträger für zumindest sechs Monate) war ein Schwerpunkt der gemeinsamen Aktivitäten die Entwicklung von Forschungsprogrammen im Bereich Erneuerbare Energie und Energieeffizienz. Ab dem Jahr 1995 kamen noch Maßnahmen zur Reduktion energiebedingter Treibhausgase hinzu. Das IEA Solar Heating and Cooling Programm (IEA SHC) wurde als eines der ersten Forschungsprogramme im Jahre 1977 gestartet. Im Rahmen dieses Forschungsprogramms werden die nationalen Forschungsprogamme in den IEA Mitgliedsländern gefördert durch eine Verbesserung der Effektivität in RD&D durch internationale Zusammenarbeit, bessere Ergebnisse von RD&D im Vergleich zu individuellen (nationalen) Projekten, Verbesserung der Chancen zur Umsetzung von RD&D am Markt und damit zur Ausschöpfung des großen Potentials für Solares Heizen und Kühlen. Österreich ist Gründungsmitglied des IEA SHC Forschungsprogramms und aktiv an der Gestaltung und Durchführung der Forschungsprojekte seit dem Jahre 1977 beteiligt. Das IEA SHC Programm hat die Entwicklung eines österreichischen Energieforschungskonzeptes mitbestimmt und andererseits wurden Forschungsprojekte im Rahmen von IEA SHC initiiert. Zu Beginn des SHC Programms standen Informationsaustausch, Kollektor-Entwicklung, Kollektor-Test und Kollektor-Standardisierung im Vordergrund. In weiterer Folge wurden attraktive Anwendungen für solarthermische Anlagen zunächst im Gebäudebereich und anschließend auch im Gewerbe- und Industriebereich erforscht, Pilotanlagen getestet und die Markteinführung eingeleitet. Auf österreichische Initiative wurde der Einsatz der Solarthermie zur Raumheizung (Solarkombisysteme) sowie zur industriellen und gewerblichen Prozesswärme (im Niedertemperaturbereich) erforscht, Pilotprojekte entwickelt und getestet und in Zusammenarbeit mit der Industrie am Markt eingeführt. Das IEA SHC Forschungsprogramm hatte – im Zusammenwirken mit nationalen Projekten einen großen Einfluss auf die Markteinführung wirtschaftlich vertretbarer und marktkonformer Anwendungen in den Bereichen Gebäude und Prozesswärme. -1- In Kooperation mit der Solarindustrie wurden die Kenntnisse im Bereich effizienter Solartechniken erweitert, die strategischen Möglichkeiten für neue Geschäftsfelder im Bereich solarthermischer Anlagen eröffnet, RD&D-Prioritäten zur Verbesserung der Marktdurchdringung solarthermischer Anlagen erarbeitet. Derzeit (Dezember 2010) arbeiten 36 Österreichische ExpertInnen von 4 Universitäten, von 5 außeruniversitären Forschungseinrichtungen und von 5 Unternehmen an 9 Projekten mit. Damit ist Österreich gemeinsam mit Deutschland das aktivste Land im „Solar Heating and Cooling Programme“. Die wechselhafte Entwicklung des Solarmarktes Im Jahre 1976 beginnt die Markteinführung solarthermischer Solaranlagen, bedingt durch die (erste) Ölpreis-Krise und der Erkenntnis der Abhängigkeit von Ölstaaten (OPEC-Länder). Erste kleinere Firmen boten Kollektoren zur Schwimmbaderwärmung und Warmwasserbereitung an: Erster „Solar Boom“. Von 1980 bis zur Mitte der 1990-er Jahre war die Marktentwicklung nicht stabil. Bis Mitte der 1990er Jahre nahm der Markt - mit steigenden Ölpreisen – deutlich zu, um dann – mit fallenden Ölpreisen - abrupt abzufallen; Abbildung 1. Mit dazu beigetragen haben auch Probleme mit Kollektoren und Systemen, auf Grund fehlender Erfahrungen am Markt und fehlenden Standards. Mit Bürgerinitiativen und Selbstbau-Kollektoren konnte der Markt im ländlichen Raum zur Warmwasserbereitung außerhalb der Heizsaison, insbesondere in Verbindung mit veralteten Holzheizungen wieder angekurbelt werden. Damit wurde die Industrie motiviert, wieder verstärkt am Markt aufzutreten, und heute werden hochwertige Produkte mit großem Erfolg angeboten, mit steigendem Interesse der Hauseigentümer zum Einsatz insbesondre in neu errichteten Einfamilien-Gebäuden. Aber auch im Rahmen der Althaussanierung werden Solaranlagen zur Abtrennung der Warmwasserbereitung von der Heizung mit Kesselanlagen eingesetzt: Zweiter „Solar Boom“. Neue Firmen wurden gegründet und die Kollektor-Produktion einerseits und die Kollektor-Montage andererseits wurden weitgehend automatisiert. Damit verbunden war auch eine Reduktion der Investitionskosten von installierten Solarsystemen. Am Ende der 1990er Jahre wurde der Solarmarkt durch das gesteigerte Bewusstsein über einen drohenden Klimawandel (Treibhausgas-Emissionen) sowohl in der Politik als auch bei den Energiekonsumenten weiter vorangetrieben: Dritter „Solarboom“. Mit staatlicher finanzieller Unterstützung wurden Jahres-Zuwachsraten von 20% erreicht; Abbildung 2. Finanzkrise und Zurückfahren der Solarförderung in mehreren Ländern der EU haben den Solarmarkt in den letzten Jahren wieder unstabil gemacht. -2- Der Kollektor-Markt in Österreich Jährlich installierte Kollektorfläche 400.000 Kunststoff-Kollektor Vakuumrohr-Kollektor Verglaster Kollektor Kollektorfläche, m²/Jahr 350.000 300.000 250.000 200.000 150.000 100.000 50.000 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1989 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 0 Source: 1975 - 2006: Gerhard Faninger seit 2007/2008: AEE INTEC Quelle: BMVIT 2010 Installierte Kollektorfläche in Österreich Kumulierte Werte 4.500.000 4.000.000 3.500.000 Kunststoff-Absorber Vakuum-Kollektor Verglaster Kollektor 3.000.000 2.500.000 2.000.000 1.500.000 1.000.000 500.000 0 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1989 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Installierte Kollektorfläche, m² 5.000.000 Source: 1975 - 2006: Gerhard Faninger Seit 2007/2008: AEE INTEC Quelle: BMVIT 2010 Abb. 1.: Entwicklung des Solarmarktes in Österreich -3- In Österreich jährlich installierte Flachkollektoren 1975 - 2009 400.000 Kollektorfläche, m²/Jahr 350.000 Industriell hergestellter Kollektor Selbstbau-Kollektor Dritter Solar-Boom Unterstützt von fortgeschrittener Technik und mit staatlicher Unterstützung 300.000 Zweiter Solar-Boom Forciert bei "Treibhausgasen" 250.000 200.000 150.000 100.000 50.000 Erster SolarBoom Ölpreis-Krise 19 75 19 76 19 77 19 78 19 79 19 80 19 81 19 82 19 83 19 84 19 85 19 86 19 87 19 88 19 89 19 90 19 91 19 92 19 93 19 94 19 95 19 96 19 97 19 89 19 99 20 00 20 01 20 02 20 03 20 04 20 05 20 06 20 07 20 08 20 09 0 Abb. 2: Einflussfaktoren auf den wechselhaften Solarmarkt in Österreich Anreize für den Selbstbau von Solaranlagen waren vor allem höherer Heizungskomfort im kommunalen Bereich mit vorrangig veralteten Holzheizungen (kein manuelles Heizen mit Holz) und Schonung der Umwelt (keine Emissionen und Staub) außerhalb der Heizsaison; Abbildung 3. Anreize für für den den Solar-Selbstbau Solar-Selbstbau Anreize Abtrennung der Warmwasserbereitung von der Heizung außerhalb der Heizsaison Heizungskomfort, Umweltschonung durch Vermeidung von Emissionen Abb. 3: Anreize für den Selbstbau von Sonnenkollektoren -4- Die Entwicklung der Kollektor-Produktion und Kollektor-Montage illustrieren Abbildung 4 und Abbildung 5. In Fortführung des Einsatzes von thermischen Solaranlagen im kommunalen Bereich wurden Ende der 1980er Jahre zentrale solar unterstützte Biomasse-Fernwärmeanlagen errichtet. Der Solaranteil bei der Wärmeversorgung liegt zwischen 8%/Jahr bis 15%/Jahr. Ein höherer Solaranteil wird durch die längeren Trassenführungen mit größeren Wärmeverlusten im Sommer verhindert; Abbildung 6. Gute Betriebserfahrungen mit solaren Biomasse-Nahwärmeanlagen haben dazu geführt, dass nunmehr (ab 1990) auch Wohnbauträger im städtischen Bereich solar unterstützte zentrale Wärmeversorgungen für Wohnanlagen in Betracht gezogen haben. Damit wurden wichtige Impulse für den Einsatz thermischer Solaranlagen im städtischen Bereich gegeben. In einer Reihenhausanlage in Gleisdorf liegt der Solaranteil bei der Wärmeversorgung mit einer solar unterstützten zentralen Pelletsheizung bei 60%. In der im Jahre 1999 in Betrieb genommenen Wohnanlage Gneis-Moos am Stadtrand von Salzburg mit 61 Wohnungen in 6 Einzelhäusern konnte in den folgenden Jahren ein Solaranteil von 30% bis 40% erreicht werden: 410 m² Kollektorfläche, 100 m³ Wasser-Speicher, Gas-Brennwertkessel; Abbildung 7. Der Solarmarkt ab 2000 Die Entwicklung des Solarthermie-Marktes in Österreich ist von einer starken Wachstumsphase in den 1990er Jahren, von einem leichten Marktrückgang um das Jahr 2000 und von einer weiteren starken Wachstumsphase ab 2005 gekennzeichnet. Im Jahr 2009 kommt es im Vergleich zum Jahr 2008 zu einer Stagnation des Marktes mit 0,5% Wachstum auf hohem Niveau. Im Jahr 2009 wurden in Österreich 364.887 m² thermische Sonnenkollektoren installiert, was einer installierten Leistung von 255,4 MWth entspricht. Die neu installierten Kollektoren waren dabei zu 95,5% verglaste Flachkollektoren für die Brauchwassererwärmung und die Raumwärmebereitstellung. Unter der Berücksichtigung der technischen Lebensdauer von 25 Jahren waren im Jahr 2009 in Österreich ca. 4.3 Mio. m² thermische Sonnenkollektoren in Betrieb, was einer installierten Leistung von 3.014 MWth entspricht. Der Nutzwärmeertrag dieser Anlagen liegt bei 1.404 GWhth, was wiederum eine CO2-Einsparung von 455.366 Tonnen bewirkt. Der Exportanteil thermischer Kollektoren betrug im Jahr 2009 75,8%. Der Umsatz der Solarthermie-Branche wurde für das Jahr 2009 mit 500 Mio. Euro abgeschätzt. Die Anzahl der Vollzeitarbeitsplätze für die Produktion, den Vertrieb, die Planung und die Installation von Solarthermischen Anlagen kann für das Jahr 2009 mit ca. 6.200 beziffert werden. Aktuelle Forschungsanstrengungen sind im Bereich der Solarthermie zurzeit vor allem im Bereich der Erschließung neuer Anwendungen und im Bereich von Schlüsseltechnologien wie bei Wärmespeichern mit hoher Wärmedichte angesiedelt. -5- Abb. 4: Entwicklung der Kollektor-Produktion und Kollektor-Montage -6- Kollektorproduktion in in Österreich Österreich Kollektorproduktion Roboter fertigen die Kollektoren bei Sun Master GREENoneTEC: Größter Kollektorproduzent in Europa Um die internationale Spitzenstellung der Solarbranche halten bzw. ausbauen zu können, sind nahezu alle österreichischen Unternehmen dabei, ihre Produktionskapazitäten auszubauen und weiter zu automatisieren. Solar-Roboter bei GREENoneTEC in St. Veit/Kärnten Abb. 5: Kollektor-Produktion in Österreich Heute -7- Solare Biomasse-Nahwärme Biomasse-Nahwärme in in Österreich Österreich Solare Solarer Deckungsgrad: 8% bis 15%/Jahr Montage der der Kollektoren Kollektoren und und des des Speichers Speichers Montage in solaren solaren Großanlagen Großanlagen in Abb. 6: Solare Biomasse-Nahwärme in Österreich -8- Solar unterstützte Nahwärme für Reihenhausanlage in Gleisdorf mit zentraler Pellets- und Solar-Heizung Solarer Deckungsgrad: 60%/Jahr Solare Nahwärme Nahwärme für für Wohnanlage Wohnanlage Solare Gneiss-Moos/Salzburg Gneiss-Moos/Salzburg 61Wohnungen Wohnungenin in66Einzelhäuser Einzelhäuser 61 410 m² Kollektorfläche, 100 m³ Speicher Gas-Brennwertkessel Solarer Deckungsgrad: 30% bis 40%/Jahr Abb. 7: Solare Nahwärme für Wohnanlagen („Mikro-Netze“) -9- Einsatzbereiche von solarthermischen Anlagen Seit 2000 werden in Österreich jährlich um 10.000 bis 15.000 Solaranlagen installiert. Ende 2007 waren etwa 250.000 Solaranlagen in Betrieb. Etwa 95% der jährlich installierten Solaranlagen fallen derzeit auf Ein- und Zweifamilien-Wohnhäuser Derzeit sind etwa 30% der neu errichteten Solaranlagen mit der Raumheizung kombiniert. Forschung, Entwicklung und Demonstration haben zu bereits marktfähigen Solartechniken geführt, manche Techniken befinden sich noch im Entwicklung und Erprobung, und neue Einsatzbereiche werden noch erforscht; Abbildung 8. MarktentwicklungSolarthermischer Solarthermischer Anlagen Anlagen Marktentwicklung VonForschung Forschung über über Entwicklung Entwicklung zum zum Massenmarkt Massenmarkt Von Marktentwicklung Schwimmbaderwärmung Kleine Warmwasserbereitung Warmwasserbereitung für Mehrfamilienhäuser Fernwärme Kombinierte Raumwärme Fassadensysteme Meerwasserentsalzung Industrielle Prozesswärme Raumkühlung Forschung und Entwicklung Früher Markt Massenmarkt Abb. 8: Entwicklungsschritte im Bereich solarthermischer Anlagen Abbildung 9 illustriert in der Praxis bewährte Einsatzbereiche für solarthermische Anlagen in Österreich. Solar-Kollektoren sind heute kein Störfaktor im Gebäudebereich und im Landschaftsbild, vielmehr haben Architekten und Planer Lösungen für gelungene architektonische Gestaltung gefunden, sodass heute Solarkollektoren zu einem bevorzugten Planungselement in zukunftsorientiertem Bauen geworden sind. Beispiele enthält Abbildung 10. Abbildung 11 zeigt Entwicklungspotentiale für solarthermische Anlagen auf. In Solar-Aktivhäusern decken Solarkollektoren zumindest 50% des Jahresbedarfes für Heizung und Warmwasser ab – und dies unter wirtschaftlich vertretbaren Investitionen. Beispiele in Abbildung 12. - 10 - Solaranlagen zur zur Schwimmbaderwärmung Schwimmbaderwärmung Solaranlagen (Freibäder) (Freibäder) • Bereits wirtschaftlich attraktiv. • Markt weitgehend gesättigt. • Kollektortyp: Nicht-abgedeckte Kunststoff-Kollektoren (Absorber). Solaranlagen für den Wohnbau Warmwasserbereitung Abb. 9a: In der Praxis bewährte Solaranlagen in Österreich - 11 - Solaranlagen mit mit Heizungseinbindung Heizungseinbindung Solaranlagen Solaranlagen für Wärmenetze Fernwärme im Burgenland Netzeinspeisung, Liebenau-Stadion-Graz Fernwärme Lienz Fernwärme Mitterndorf Abb. 9b: In der Praxis bewährte Solaranlagen in Österreich - 12 - Solaranlagen für Kühlung und Klimatisierung Klimatisierung des EAR Tower in Kosovo, S.O.L.I.D Solaranlage zum Einsatz bei den Olympischen Spielen 2008 in China / Qingdao: S.O.L.I.D Weinkühlung, Steiermark Solaranlagen für für industrielle industrielle Prozesswärme Prozesswärme Solaranlagen Gewürzfabrik, Kirchbichl Weinkühlung, Steiermark Gewürzfabrik, Kirchbichl Teststation, AEE-INTEC-Gleisdorf Autowaschanlage, Köflach Abb. 9c: In der Praxis bewährte Solaranlagen in Österreich - 13 - Abb. 10: Solarthermie und Architektur - 14 - Einsatzbereiche für für Solarthermische Solarthermische Anlagen Anlagen Einsatzbereiche in Österreich Österreich und und Zukunftspotentiale Zukunftspotentiale in Solaranlagen zur Warmwasserbereitung (Wohngebäude, Gewerbe und Industrie): • Hoher Entwicklungsstand. • Amortisationsdauer: unter 15 Jahren. • Mit staatlicher Förderung bereits attraktiv. • Kollektortyp: Transparent-abgedeckte Flach-, CPC- und Vakuum-Kollektoren. Einsatzbereiche für für Solarthermische Solarthermische Anlagen Anlagen Einsatzbereiche in Österreich Österreichund undZukunftspotentiale Zukunftspotentiale in Solaranlagen mit Heizungseinbindung (vorrangig Niedrigenergie-Wohngebäude) • Hoher Entwicklungsstand. • Amortisationsdauer: unter 20 Jahren. • Mit staatlicher Förderung teilweise attraktiv. • Kollektortyp: Transparent-abgedeckte Flach-Kollektoren mit selektiver Beschichtung. Abb. 11a: Zukunftspotentiale für solarthermische Anlagen in Österreich - 15 - Solar unterstützte unterstützte Nahwärme Nahwärme für für Wohnanlagen Wohnanlagen Solar Solaranteil bei der Wärmeversorgung: 40% - 60% Warmwasserbereitung und Heizung Energiezentralefür fürdie dieWärmeversorgung Wärmeversorgungvon vonWohnhäusern, Wohnhäusern, Energiezentrale Gewerbebetrieben,Altersheime, Altersheime,Verwaltungsgebäude Verwaltungsgebäudeu.a. u.a. Gewerbebetrieben, EnergyCabin Produktions- und Vertriebs GmbH Abb. 11b: Zukunftspotentiale für solarthermische Anlagen in Österreich - 16 - Einsatzbereiche für für Solarthermische Solarthermische Anlagen Anlagen Einsatzbereiche in Österreich Österreichund undZukunftspotentiale Zukunftspotentiale in Solaranlagen zur Kühlung und Raumklimatisierung • In Entwicklung und Demonstration: Kühlaggregate und Systeme. • Kollektortyp: Fortgeschrittene zweifach transparent-abgedeckte Flach-Kollektoren mit selektiver Beschichtung und VakuumrohrKollektoren. Einsatzbereiche für für Solarthermische Solarthermische Anlagen Anlagen Einsatzbereiche in Österreich Österreich und und Zukunftspotentiale Zukunftspotentiale in Solaranlagen für industrielle Prozesswärme Temperaturbereich bis 200°C • In Entwicklung und Demonstration: Insbesondere zur Vorwärmung. • Kollektortyp: Fortgeschrittene zweifach transparent-abgedeckte Flach-Kollektoren mit selektiver Beschichtung und VakuumrohrKollektoren. Abb. 11c: Zukunftspotentiale für solarthermische Anlagen in Österreich - 17 - Abb. 12a: Solar-Aktivhaus „Gleisdorf“ Pelletsofen und Solaranlage (15 m²) sowie PV-Anlage (3 kW peak ) Jahresanteile für Heizung und Warmwasser: Solarwärme 50%, Biowärme 46 % und Hilfsstrom 4%. PV-Stromertrag: 113% des Stromeinsatzes für Hilfsstrom, Haushaltsgeräte und Beleuchtung - 18 - www.solar-aktivhaus.com Abb. 12b: Solar-Aktivhaus „Sonnenkraft“ Luft/Wasser-Wärmepumpe und Solaranlage (15 m²) sowie PV-Anlage (3 kW peak ) Jahresanteile für Heizung und Warmwasser: Solarwärme 43%, Umweltwärme 35 % und Strom für Wärmepumpe 22%. PV-Stromertrag: 53,6% des Stromeinsatzes für Wärmepumpe, Hilfsstrom, Haushaltsgeräte und Beleuchtung Abb. 12: Solar-Aktivhäuser - 19 - Blick in die Zukunft Geht man von einem weiteren Zuwachs der in Österreich installierten Kollektorfläche von einer Jahreskapazität von derzeit 0,25 Millionen m²/Jahr (2005) aus, dann ergeben sich im Jahre 2050 die folgenden Kollektorflächen, abhängig von dem mittleren Zuwachs der Jahreskapazität: • 5%/Jahr: 44,9 Millionen m², entsprechend einer produzierten Solarwärme von 16.124 GWh/Jahr (58.046 TJ/Jahr). 10%/Jahr: 200,7 Millionen m², entsprechend einer produzierten Solarwärme von 72.204 GWh/Jahr (259.934 TJ/Jahr); Abbildung 13. • Der Bruttoinlandsverbrauch in Österreich betrug im Jahre 2006 1,433.822 TJ/Jahr. Unter Annahme der Jahreszuwachsraten würde die Jahresinstallation von Kollektoren im Jahre 2050 2,2 Millionen m² (5% Jahreszuwachs) bzw. 18,2 Millionen m² (10% Jahreszuwachs) betragen. Diese Jahreszuwächse werden aber nur erreicht werden, wenn Solarkollektoren nicht nur in Neubauten sondern auch im Rahmen einer weitgehenden Althaussanierung eingesetzt werden und zusätzliche Einsatzbereiche in Industrie und Gewerbe erschlossen werden. Szenario für die Entwicklung des österreichischen Kollektormarktes: 2005 - 2050 Kollektorfläche, Mio m² 250 200 Installierte Kollektorfläche 2005: 3,01 Mio m² Jahreskapazität 2005: 0,25 Mio m²/Jahr 200,7 Mio m² Zuwachsrate Jahreskapazität 150 10% pro Jahr 5% pro Jahr 100 44,9 Mio m² 50 3,01 Mio m² 2049 2047 2045 2043 2041 2039 2037 2035 2033 2031 2029 2027 2025 2023 2021 2019 2017 2015 2013 2011 2009 2007 2005 0 Abb. 13: Denkbare Entwicklung des Solarmarktes in Österreich bis 2050 - 20 - Referenzen Internationale Energieagentur, Forschungsprogramm „Solar Heating and Cooling“, IEA SHC www.iea-shc.org Erneuerbare Energie in Österreich – Marktentwicklung 2006, Gerhard Faninger Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT), Berichte aus Energie- und Umweltforschung, 11/2007. Innovative Energietechnologien in Österreich: Marktentwicklung 2009 Biomasse, Photovoltaik, Solarthermie und Wärmepumpen Peter Biermayr et al. Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT), Berichte aus Energie- und Umweltforschung, 15/2010 Energie-Perspektiven: Energie: Gestern, Heute…und MORGEN? Gerhard Faninger Herausgeber: Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologien, BMVIT Forschungsdokumentationen/Publikationen www.nachhaltigwirtschaften.at/publikationen - 21 -