Internet der Energie: smart meter / smart home

An was denken wir bei der Energiewende? An erneuerbare Energieerzeugung – eventuell auch an hohe Energieeffizienz. Wir wollen saubere und nachwachsende Energie – und davon noch möglichst wenig verbrauchen. Uns begegnen aber auch Begriffe wie smart grid, smart meter und smart home. Die aktuelle industrielle Revolution, die Digitalisierung und big data bringen uns eine weltweite Verknüpfung. Über das smarte Phone ist fast jede Person vernetzt. Aber was bedeutet das konkret für die Energiewende?

Das Internet der Energie.

Essentielle Bestandteile unseres zukünftigen Energiesystems hängen vom „smart“ sein ab – sichere erneuerbare Erzeugung mit virtuellen Kraftwerken und virtuellen Speichern, Verteilung über smart grids, Lastmanagement über das smart home.

Teil dieses intelligenten Zuhauses (und der intelligenten Industrieanlage) wird der smart meter, der intelligente Stromzähler sein. Im September hat die Bundesregierung den Entwurf für ein Digitalisierungsgesetz der Energiewirtschaft und damit die Schaffung eines Messstellenbetriebsgesetz (MsbG) beschlossen. Dort wird die flächendeckende Einführung intelligenter Messsysteme geregelt.

Betrachten wir zuerst die im Gesetzesentwurf formulierte Begriffsbestimmung für intelligente Messsysteme: „eine über ein Smart Meter Gateway in ein Kommunikationsnetz eingebundene moderne Messeinrichtung zur Erfassung elektrischer Energie, das den tatsächlichen Energieverbrauch und die tatsächliche Nutzungszeit widerspiegelt und den besonderen Anforderungen nach den §§ 21 und 22 genügt, die zur Gewährleistung des Datenschutzes, der Datensicherheit und Interoperabilität in Schutzprofilen und Technischen Richtlinien festgelegt werden können“. Kurz gesagt: es handelt sich um Stromzähler, die in einem Kommunikationsnetz erfasst sind und das Nutzungsverhalten aufschlüsseln können.

Das dritte europäische Binnenmarktpaket (Energiepaket) von 2009 forderte unter anderem die Etablierung intelligenter Messsysteme mit einem Anteil von mindestens 80% aller Verbrauchsstellen bis 2020. Das Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende wird nach dem voraussichtlichen Beschluss Ende 2015 einige Strukturänderungen am Energiewirtschaftsgesetz, Erneuerbare-Energien-Gesetz und Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz mit sich bringen. Dazu folgt der Erlass des Messstellenbetriebsgesetzes mit Regelungen zur Ausstattung von Messstellen, der Ausgestaltung des Messstellenbetriebs, der Aufgabentrennung von Netzbetreibern und Messstellenbetreibern, technischen Mindestanforderungen an Messsystemen, (energiewirtschaftlicher) Datenkommunikation und der Erhebung sowie Verarbeitung und Nutzung von Messwerten und weiteren personenbezogenen Daten.

Allerdings meldeten sich bereits Marktteilnehmer und –vertreter mit Kritik am bisherigen Entwurf. So sieht der Branchenverband BDEW noch deutlichen Nachholbedarf in der Ausgestaltung. Die auf diesem Blog bereits erwähnten Juristen von BeckerBüttnerHeld zeigen diverse Probleme im Marktalltag auf: durch unklare Aufgabenverteilung zwischen Verteilnetzbetreibern und Übertragungsnetzbetreibern kann es zu Ineffizienzen und Fehleranfälligkeiten kommen. Die Unbundling-Pflicht von nicht grundzuständigen Messstellenbetreibern scheint aufgeweicht. Durch direkte Abrechnungsverträge zwischen den MSB und dem Endverbraucher droht ein höherer Aufwand für beide Parteien. Die im Gesetzesentwurf etablierten Preisobergrenzen für die Messsysteme scheinen eine Gewinnmarge fast unmöglich zu machen. Und darüber hinaus ist für den Rollout zum 01.01.2017 noch keine Regelung zur bundeseinheitlichen elektronischen Marktkommunikation ersichtlich. Um die notwendige Markttauglichkeit zu gewährleisten müssen die offenen Fragen und Fehlerpotenziale angegangen und beseitigt werden.

Abschließend kommen wir zum smart home an sich. Es definiert sich dadurch, dass vorher festgelegte Aspekte eines Haushaltes durch intelligente Technik geregelt und gesteuert werden können. Die gezielte Vernetzung ermöglicht automatische Kommunikation und zielt auf ein optimales Zusammenspiel der angeschlossenen Geräte ab. Für die Nutzer stehen neben der Steuerung auch Visualisierungen, Protokolle und Auswertungen zur Verfügung. Laut Haustechnikverstehen.de geht der Bundesverband Bitkom bundesweit von einer Million smart homes bis 2018 aus.

Die Technik basiert auf einem Binary-Unit-System (BUS), wie es in praktisch jedem Computer zur Datenübertragung genutzt wird. Sensoren übertragen Informationen entweder an eine zentrale Steuereinheit oder direkt an die vernetzten Geräte. Die Übertragung kann neben klassischen Kupferkabeln auch über Powerline (230V-Stromnetz), Flachkabel, Ethernet oder WLAN erfolgen. Als Kommunikationsprotokoll hat sich der internationale Standard KNX als Nachfolger des europäischen Installationsbus etabliert.

Auch wenn das BSI von „privacy-by-design“ spricht, finden sich in der Systemsicherheit und im Datenschutz relevante Risikofaktoren. Welche Auswertungen und Nutzerprofile können anhand der smarten Daten ohne Wissen des Nutzers angelegt werden? Können die Systeme ernsten IT-Angriffen widerstehen? Da es sich um eine denkbar junge Technologiesparte handelt, müssen viele Faktoren noch erprobt und etabliert werden. Darin findet sich aber auch ein enormes Wachstumspotenzial, da ein umfassendes intelligentes Energiesystem entwickelt wird.

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In diesem Artikel betrachteten wir das kommende Digitalisierungsgesetz für die Energiewende (pdf) und den damit beschlossenen Rollout intelligenter Messsysteme. Diese smart meter werden noch eine weitere entscheidende Rolle spielen: sie ermöglichen ein effizientes Lastmanagement im smart home, aber auch in Gewerbe- und Industrieanlagen. Der Aufgabe eben dieses Lastmanagements im Internet der Energie widmen wir uns im nächsten Artikel dieser Reihe.