Intelligente Stromnetze

EU-weites Potenzial digitaler Netze

| Autor / Redakteur: Daniel Iglhaut & Daniel Schöllhorn* / Susanne Ehneß

Stromnetze sind die Grundlage für digitale Infrastrukturen
Stromnetze sind die Grundlage für digitale Infrastrukturen (© gjp311 - stock.adobe.com)

Wie weit ist Europa in puncto Smart Grids? Gibt es bereits Fall­beispiele, an denen sich Entscheider orientieren können? Konkrete Antworten darauf liefert jetzt TÜV Rheinland: Seine ENERGISE-Studie ist die erste Übersicht zu aktuellen Umsetzungsprojekten von Smart Grids auf Basis gemeinsam genutzter Kommunikations­infrastrukturen weltweit.

Ob Energiewende, Elektromobilität oder Smart Home: Intelligente Stromnetze (engl. Smart Grids) sind das Gewebe, aus dem die ­Zukunft gemacht ist. Smart Grids basieren auf der engen Verzahnung von Energie- und Datennetzen, die leistungsstarke, ausfallsichere ­Infrastrukturen im Bereich IT und Telekommunikation erfordern.

Eine der zentralen Fragen für ­Europa ist: Können und sollten wir uns beim Ausbau auf bestehende Kommunikationsinfrastrukturen der Telekommunikationsunternehmen stützen oder müssen neue Netze errichtet werden?

Bestandsaufnahme

Inzwischen herrscht mehr Klarheit über diese Frage: Eine pauschale Antwort darauf gibt es jedoch nicht. Dafür existiert mit „ENERGISE“ innerhalb der EU jetzt die erste ­flächendeckende Erhebung zu Smart Grids auf Basis gemeinsam genutzter Kommunikationsinfrastrukturen. Sie enthält Grundlagen-Informationen, Einschätzungen zu Anwendungsfällen und ­Kooperationsmodellen für intelligente Netze aus allen 28 EU-Mitgliedsstaaten. Damit ist unter den Akteuren aus der Telekommunikationsbranche und dem Energiesektor erstmals eine umfassende EU-weite Bestandsaufnahme gelungen.

Die Studie war eine Art Crowd Sourcing auf EU-Ebene: Der Erfahrungsaustausch beinhaltete die Konsultation aller relevanten Stake­holder der jeweiligen Nationen. Als Konsortialführer befragte TÜV Rheinland gemeinsam mit dem Wissenschaftlichen Institut für Infrastruktur und Kommunikationsdienste (WIK) über mehr als zwei Jahre hinweg verschiedene Interessengruppen. Zu den Stakeholdern zählten die Wirtschafts- und Energieministerien der EU-Länder, die Regulierungsbehörden für Energie und Telekommunikation, die nationalen Netzagenturen sowie die großen Versorger wie Telekommunikationsunternehmen und Gerätehersteller ebenso wie Energienetzbetreiber und Forschungseinrichtungen.

Nach dem Motto „Von den Besten lernen“ ermittelten die Experten konkrete Konzepte und Lösungsmöglichkeiten und brachten so mehr über die Potenziale der digitalen Netze in den einzelnen Ländern in Erfahrung. Die Erhebung umfasste aktuelle Kooperationsansätze zur Entwicklung von Smart Grids sowie Ansätze, relevante Stakeholder besser zu vernetzen und ein gemeinsames Verständnis für strategische und technische Anforderungen an Smart-Grid-Lösungen zu schaffen. Erfahrungen, von denen alle Mitgliedsstaaten der EU profitieren können.

Ein europäisches Projektforum mit Vertretern der ICT-Branche überprüfte die theoretischen Modelle auf kritische Faktoren wie Anwendbarkeit und Realitätsnähe. Rückmeldungen und Verbesserungsvorschläge konnten so schon ­während der Projektlaufzeit eingearbeitet werden, um sicherzustellen, dass alle wichtigen Faktoren berücksichtigt werden.

Fallstudien

Das Ergebnis sind insgesamt 47 reale Fallstudien, zusammengetragen aus 17 europäischen Ländern. Sie beschreiben bestehende Kooperationsmodelle von Energie- und Telekommunikationsunternehmen, darunter die Zusammenarbeit bei der Einführung von intelligenten Stromzählern (Smart Metering), den automatisierten Betrieb von Stromnetzen oder den Aufbau einer erweiterten Kommunikationsinfrastruktur für die ­Bereitstellung neuer Dienstleistungen. Andere Beispiele beleuchten die Möglichkeiten der gemeinsamen Nutzung bestehender Kommunikationsinfrastrukturen oder einer gemeinsamen Neuverlegung von Datenleitungen.

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Forschungsprogramm

Die Auswertung erfasste auch die Verteilung der Geschäftsmodelle: von der kommerziellen Lösung durch die Privatwirtschaft und Öffentliche Hand bis hin zum Joint Venture oder Tochter-Gesellschaften. Bemerkenswert war, dass sowohl kommerzielle als auch nicht-kommerzielle Lösungen im jeweiligen Kontext ihre Berechtigung hatten.

Analyse

Qualitatives Schlüsselergebnis der Analyse ist unter anderem die Erkenntnis, dass Kooperationen zwischen Energie- und Telekommunikationssektor nur schleppend zustande kommen. Der Aufbau von Vertrauen und gegenseitigem Verständnis in beiden Branchen ist noch stark ausbaufähig. Auch strukturelle Faktoren können Kooperationen begünstigen – oder behindern. So sind Entscheidungen für oder gegen Kooperationen unter anderem stark davon beeinflusst, ob die Unternehmen eigene Infrastrukturen besitzen oder lediglich durch Dritte betreiben lassen. Energieunternehmen, die über eigene Infrastrukturen und einen eigenen Mitarbeiterstamm verfügen, verfolgen eher konventionelle Wege und erbringen die benötigen Dienstleistungen komplett im eigenen Haus. Unternehmen ohne eigene TK-Netze oder eigenes Betriebspersonal sind ­hingegen viel stärker auf Zusammenarbeit angewiesen.

Darüber hinaus hat die Studie zutage gefördert, dass unklare regulatorische Rahmenbedingungen und mangelnde Standards mögliche Kooperationen für Smart Grids ebenfalls behindern. Asymmetrische Bewertungen kommerzieller Dienste sowie die Furcht von einem strategischen Lock-In seitens der Unternehmen haben ebenfalls starken Einfluss.

Daneben herrscht kaum ein gemeinsames Verständnis dessen, was eine kritische Applikation ausmacht. Es gibt noch keine branchenübergreifende Definition bezüglich der Anforderungen von kritischen Anwendungen geschweige denn eine gemeinsame Vorstellung, was „kritisch“ im Kontext der Energieversorgung genau bedeutet, etwa auf konkreter technischer Ebene mit Blick auf Ausfallsicherheit, Verfügbarkeit, Latenz oder Blackout-Fähigkeit. Auch welcher Übertragungsstandard die Minimalvoraussetzung für die gemeinsamen Netze sein sollte (z. B. 5G), bedarf noch der Klärung.

Die andere Seite der Medaille ist: ENERGISE zeigt auch, dass Kooperationen nicht nur möglich, sondern auch ökonomisch interessant sein können, nicht zuletzt vor dem Hintergrund, dass die Bedeutung der Kommunikation zwischen intelligenten Netzen noch stark steigen wird. Bereits heute gibt es eine wachsende Abhängigkeit zwischen Infrastrukturen und den beteiligten Sektoren sowie ­Synergien zu angrenzenden Branchen. Rückläufige oder zusammenwachsende Märkte werden für Aufsichtsbehörden und betroffene Unternehmen ohnehin noch eine Herausforderung sein.

Einmal mehr hat sich im Rahmen von ENERGISE gezeigt, dass ein Austausch und eine Zusammenarbeit der Regulierungsbehörden beider Sektoren (Energie und Telekommunikation) wünschenswert und für die digitale Zukunft der EU dringend erforderlich sind.

Wichtige Stichworte sind hier Themen wie Netzneutralität, Datensicherheit, technische Anforderungen oder die Implementierung der Eigenkapital-Richtlinie (Capital Requirements Directive, CRD). Darüber hinaus hat sich auch gezeigt, dass alle Beteiligten eine höhere Agilität und Umsetzungsgeschwindigkeit an den Tag legen müssen, da geschäftskritische Schnittstellen-Probleme wie Cyber Security bzw. der Umgang mit sensiblen Daten dringend gemeinsamer Anstrengungen bedarf. Eine Ansicht, die übrigens auch viele Gesprächspartner im Rahmen der Erhebung teilten. Als Erfolgsfaktoren für die Zusammenarbeit ließen sich identifizieren:

  • Kongruenz ist alles: Vor allem bei der Nutzung von Synergien von Flächeninfrastrukturen (Energie- und TK-Netze) spielt die geographische Ausdehnung ein entscheidende Rolle. Unterscheiden sich die Netzgebiete der Partner stark voneinander, wird eine Zusammenarbeit schnell ­unattraktiv.
  • Kooperation auf Augenhöhe: Eine Zusammenarbeit scheint nach dem heutigen Stand dann besonders erfolgreich zu sein, wenn sich Partner gleicher Größenordnung zusammenschließen und vertrauensvoll auf Augenhöhe begegnen.
  • Ein nachvollziehbarer Business Case: Fallbeispiele mit einer klaren Perspektive, Kosten zu reduzieren, können die Implementierung neuer Lösungen beflügeln. Die ENERGISE-Auswertung zeigt, dass diese Kooperationen am schnellsten zustande kamen.

Toolkit

Um die Möglichkeiten der Umsetzung und Zusammenarbeit zu erleichtern, hat TÜV Rheinland im Rahmen des ENERGISE-Projekts ein Instrument entwickelt, das ­Akteure aus beiden Sektoren bei Infrastrukturentscheidungen rund um das Thema Smart Grids unterstützt: ein sogenanntes Decision-Making Toolkit, in das die 47 Fallstudien eingeflossen sind.

Um die Abfrage zu erleichtern, lässt sich das Toolkit nach Anwendungsfeldern und Kooperationstypen durchsuchen und nach länder- oder unternehmensspezifischen Aspekten filtern, etwa nach dem Grad des aktuellen Smart-Metering-Rollouts, dem jeweils gewählten Modell, dem geplanten Verbreitungsgrad bis 2020 oder der Finanzierung des Rollouts.

In der Kategorisierung Unternehmen lassen sich etwa Filterkriterien wie Anzahl der Mitarbeiter oder Metering-Points einstellen. Die Datenbank ist so angelegt, dass jeder Anwender die gewünschte Konfiguration vornehmen kann, um die für seine Voraussetzungen relevanten Fallstudien zu finden.

Weitere Informationen ...

... zum Entscheidungshilfewerkzeug und den Forschungsergebnissen der Studie gibt es hier: http://project-energise.eu.

* Die Autoren: Daniel Iglhaut & Daniel Schöllhorn, ENERGISE-Projektleiter bei TÜV Rheinland.

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