Smart Metering

Verbraucher als Energiebroker?

von Dr. Achim Kaufmann

Was haben Stromzähler, Internettechnologie und Umweltschutz miteinander zu tun? Auf den ersten Blick recht wenig, genauer betrachtet zunehmend mehr. Die rasanten Entwicklungen auf der Basis moderner Informations- und Kommunikationstechnologie
im Musikbereich (IPods), Mobilfunk (IPhone) und in der Home-Automatisierung übertragen sich zunehmend auch auf eine aktive Einbindung des Endverbrauchers in die Bereitstellung und den Absatz von Energie.

War der Kunde von Stromanbietern bis jetzt nur passiver Abnehmer mit einem Stromzähler, der ihm den Gesamtverbrauch anzeigte, so soll er in Zukunft aktiv seinen Stromverbrauch, aber auch seine Stromeinspeisung (Photovoltaik-Anlagen) managen können. Er wird vom Consumer zum Prosumer (Professional Consumer oder Producer und Consumer).
Technologische Grundlage dieser Wandlung ist die allgemeine Verfügbarkeit des weltweiten Kommunikationsnetzes „Internet“ bzw. der Internettechnologie, die eine bidirektionale Kommunikation zwischen Konsumenten und Erzeugern bzw. Distributoren ermöglicht. Das heißt, Informationen – wie Verbrauchs- und Preisdaten – können unmittelbar und fast ohne Zeitverzögerung zwischen allen Beteiligten ausgetauscht werden. Voraussetzung ist der Austausch der „dummen“ Geräte durch intelligente „SMART“-Geräte sowie die Festlegung allgemein akzeptierter (europaweit, weltweit) Geräte- und Kommunikationsstandards (-protokolle). Die wichtigste Bedingung für das Funktionieren dieser Bestrebungen ist jedoch der „intelligente“ Benutzer, der die Techniken versteht und auch gewillt ist, sie anzuwenden.
Neben der Internettechnologie sind die Basis des neuen IKT-basierten Energiesystems der Zukunft (E-Energy) intelligente („SMART“) Zähler für Strom, Gas, Wasser, Wärme und Kühlung. Diese SMART-Meter bestehen aus den Komponenten:

- Elektronischer Zähler mit Möglichkeiten zur Fernsteuerung und Fernauslesung
- Kommunikationsinfrastruktur zur Übertragung an IT-Systeme
- IT-Systeme zur Bereitstellung der Messwerte an die Stakeholder (Kunde/Nutzer, Versorger/Lieferant)

Technisch wird der SMART-Meter aus einem EDL-Zähler und einem MUC-Controller realisiert. Der EDL-Zähler, abgeleitet von der EDL-RL (EU-Richtlinie „Endenergieeffizienz und Energiedienstleistungen“ 2006/32/EU, Artikel 13), erfasst elektronisch die tatsächlichen Verbräuche sowie Nutzungszeiten, so dass der Kunde selbst den Verbrauch steuern kann. Die EU-Richtlinie schreibt EDL-Zähler nur für Strom, z.B. eHZ (elektronischer Haushaltszähler), und Gas vor; Wasser ist ausgenommen. Beim Strom wird der herkömmliche elektromechanische Ferrariszähler beim Verbraucher z.B. durch den eHZ ersetzt. Die EDL-Zähler eines Verbrauchers sind über eine Datenleitung mit dem Multi-Utility-Communication-Controller verbunden. Zurzeit angebotene MUC-Controller sind in der Regel einzelne Geräte, die an einem Standort (Haus) mehrere spartenübergreifende EDL-Zähler bedienen können. Darüber hinaus können MUC-Controller auch Aufgaben aus dem Bereich Heizkostenverteilung, Lastabschaltung, Regelung von
Thermostaten usw. übernehmen.
Der MUC-Controller bedient grundsätzlich drei bidirektionale Schnittstellen. Eine selbstmeldende Nahkommunikationsschnittstelle (LAN-Interface) über Funk (Wireless M-Bus) oder Draht (M-Bus) zu den Zählern und ggf. zu weiteren Mess- und Steuereinrichtungen (Sensoren und Aktoren). Eine Fernkommunikationsschnittstelle (WAN-Interface) ebenfalls über Funk (GPRS/UMTS) oder Kabel (via Internet oder Stromnetz) zu den anderen Marktteilnehmern wie Netzbetreiber und Energielieferanten. Als dritte Schnittstelle beinhaltet der MUCController eine LAN-Verbindung zum Endkunden zur Überwachung und Einstellung.
Obwohl bereits SMART-Meter-Geräte am Markt verfügbar sind, ist die Entwicklung der zukünftigen technischen Gesamtarchitektur und Geschäftsmodelle noch voll im Gange. In der Diskussion stehen IKT-Gateways, die den technischen und geschäftlichen Datenaustausch ermöglichen sollen. Sie integrieren technisch SMARTMetering mit dem Lastmanagement und der Steuerung von Haushaltsgeräten undder dezentralen Einspeisung z.B. aus der Kraft-Wärme-Kopplung. Der Kunde kann über eine Schnittstelle und spezielle Anwendungsprogramme seine Energieangebote und ?verbrauche steuern und optimieren. Über eine externe Schnittstelle greift er auf den Energiemarkt zu, um dort als Käufervon neuen Produkten und Dienstleistungen, aber auch als Anbieter aufzutreten. Darüber hinaus dient das IKT-Gateway zur Versorgung der künftigen intelligenten (automatisierten) Netzbetriebsführung und –wartung (SMART-Grids) mit Online-Informationen.
Der SMART-Meter wird politisch massiv forciert, da er eine zentrale Rolle bei den Anstrengungen für steigende Energieeffizienz und bei der Entwicklung eines offenen elektronischen Energiemarktplatzes spielt. Die angestrebten Ziele werden im energiepolitischen Dreieck zwischen Wirtschaftlichkeit, Versorgungssicherheit und Klimaverträglichkeit definiert:

- Wirtschaftlichkeit: Kunde als aktiver Teilnehmer am Energiemarkt, neue Akteure und Dienstleistungen, höhere Netzauslastung, privater Energiehandel im Internet, ähnlich Ebay.
- Versorgungssicherheit: langfristige Sicherung trotz Flexibilisierung des Marktes über den Preis und durch Diversifizierung der Erzeugung.
- Klimaverträglichkeit: Senkung der CO2- Emissionen durch Erhöhung der Energieeffizienz, Reduzierung der Netzverluste durch dezentrale Erzeugung und Einspeisung, Nutzung von Energiespeichern, z.B. Elektroautos.

Daraus ergeben sich neue Akteure, Produkte und Dienstleistungen auf dem Energiemarkt. Messstellenbetreiber sind erforderlich, um den massiv erhöhten Aufwand zur Installation zu finanzieren und den Betrieb der neuen Mess- und IKT-Geräte beim Endabnehmer zu sichern. Verteilnetzbetreiber unterhalten die Energietransport- Infrastruktur und sichern die Versorgung mit Energie technisch flexibel, kostengünstig und gemäß gesetzlicher Regelungen. Die Aufgaben von Energieberatungsagenturen werden umfangreicher und vielfältiger. Entscheidend für die Umsetzungsgeschwindigkeit dieses „Internet der Energie“ ist jedoch die breite Akzeptanz der Endverbraucher, auf die erhöhte Gerätekosten und eine aktive Beteiligung zukommen. Die aktive Beteiligung kann reduziert werden, wenn eine hohe Standardisierung und Automatisierung der Infrastruktur erreicht wird. Zieht man die Entwicklung des Internets als Maßstab für die Akzeptanz und Verbreitung heran, so werden kurzfristig positive Ergebnisse nur im kleinen Rahmen möglich sein, z.B. in Form von Pilotprojekten.

Trotz dieser Bedenken: Das „Internet der Energie“ wird kommen. Die Frage ist nur: Wann?

Achim.H.Kaufmann@mni.fh-giessen.de