City-Scale Rooftop Photovoltaic Integration and Urban Energy Autonomy Across Europe

Key Findings

• City-Scale-Modellierung von Dach-PV-Integration über europäische Städte zeigt: Vollständige Energie-Autarkie (100 % städtischer Stromversorgung via Dach-PV) ist strukturell nicht erreichbar — auch bei maximaler Dachflächennutzung.
• Der erreichbare Autarkie-Grad hängt stark von Stadtmorphologie und Baustruktur ab: Dichte historische Innenstädte (hohe Bebauungsdichte, geringe nutzbare Dachfläche pro Einwohner) zeigen signifikant niedrigere PV-Autarkie-Obergrenzen als Suburbs oder neuere Stadtquartiere.
• Für europäische Städte mit hohem Gründerzeit-Anteil (analog Wien) ergibt sich typischerweise ein Autarkie-Potenzial von 20–40 % des städtischen Strombedarfs via Dach-PV — selbst bei vollständiger Nutzung aller technisch geeigneten Flächen.
• Die Studie quantifiziert den „Storage Gap": Ohne adäquate Speicherkapazität oder Netzintegration sind saisonale Überproduktions-Perioden (Sommer) und Unterproduktions-Perioden (Winter) systemisch nicht ausbalancierbar.

Relevance for WFK

K3-Quelle (Urban-Autonomy-Limit) zu WFK-1.1.1. Relevant für den Abschnitt zu KI-gestützter Planung und Systemoptimierung: Mitsopoulos et al. liefern eine EU-weite empirische Obergrenze für die Stadt-Autarkie-Annahmen, die in Wien-Energieplanung (MA 20 Kühlbedarfsprognose, Wien-Energie-Pilotprojekte) implizit gemacht werden. Der Befund ist für den Forschungs-Brief als „Effect-Size-Constraint" zu positionieren: KI-Optimierung der PV-Standortverteilung kann den Autarkie-Grad maximieren, aber nicht die strukturelle Obergrenze überwinden. Entscheidend ist die Einordnung von KI-Potential als Optimierungshebel innerhalb physikalisch-baustruktureller Grenzen — nicht als Enabler für vollständige Autarkie.

Citation

@article{mitsopoulos2025pv,
  title   = {City-Scale Rooftop Photovoltaic Integration and Urban Energy Autonomy Across Europe},
  author  = {Mitsopoulos, Georgios and Kapsalis, Vassilios and Tolis, Athanasios},
  journal = {Applied Sciences},
  volume  = {15},
  number  = {20},
  pages   = {10950},
  year    = {2025},
  doi     = {10.3390/app152010950},
  url     = {https://doi.org/10.3390/app152010950}
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