Transparenz im Verbrauch von Strom und Wärme: Zentur.io und die Mako365 schließen umfangreiches dena-Projekt zum Smart Metering erfolgreich ab
Zwei junge Unternehmen aus der Energiewirtschaft, die Zentur.io GmbH und die Mako365 GmbH, haben im Rahmen der SET Hub-Initiative der Deutschen Energie-Agentur ein umfangreiches Projekt zum Smart Metering erfolgreich abgeschlossen. Im Projekt wurden Lösungsansätze für die Verbrauchsdatenübertragung von Strom und Wärme per Smart-Meter-Gateway (SMGW) sowie eine Visualisierungslösung entwickelt. Der 70-seitige Bericht zur Studie wurde nun veröffentlicht.
Der flächendeckende Rollout einer Smart-Meter-Gateway-Infrastruktur gilt als Kernprojekt in der Digitalisierung der Energiewende. Über sie soll die dringend erforderliche Transparenz über Verbrauch und Netzzustand hergestellt und auch die netz- und marktdienliche Steuerung von Verbrauchsanlagen ermöglicht werden. Die Deutsche Energie-Agentur (dena) führt dafür in ihrem SET Hub im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz vier Pilotierungsprojekte zur Weiterentwicklung der Smart-Meter-Gateway-Technologie durch. In einer gemeinsamen Bewerbung für das erste Pilotprojekt konnten sich die Mako365 GmbH und die Zentur.io GmbH mit ihrem Ansatz für eine standardisierte Datenübertragung sowie für die Entwicklung einer Verbrauchsvisualisierung durchsetzen.
Blaupause für Marktumsetzung
Im gut ein Jahr laufenden Projekt wurde ein Konzept entwickelt, wie die Übermittlung von Messdaten über das SMGW an sogenannte Externe Marktteilnehmer (EMT) über die Rolle des Energieserviceanbieters (ESA) auf Basis entsprechender Tarifanwendungsfälle vonstatten gehen kann. Externe Marktteilnehmer sind dabei z. B. Netzbetreiber, Lieferanten und Messstellenbetreiber. In der Form des aktiven EMT können sie Messdaten nicht nur empfangen, sondern Verbrauchseinrichtungen wie Wärmepumpen und Pkw-Ladestationen auch steuern. Das SMGW erfährt damit eine Stärkung als zentrale Kommunikationseinheit im digitalisierten Energiesystem. Darauf aufbauend wurde eine innovative Visualisierungslösung für die Sparten Strom und Wärme entwickelt, die auch die Mehrwertanwendung variabler Tarife abbildet. Mako365 als Spezialist für Marktkommunikation mit eigener Software, insbesondere für ESA, und Zentur.io als Anbieter von digitalen Lösungen für Fernwärmversorger haben dabei ihre Kompetenzen gebündelt. Die Pilotierung soll die Verwendung intelligenter Messsysteme für externe Marktteilnehmer erleichtern und verbraucherfreundliche Mehrwerte erarbeiten. Die Ergebnisse können dann als Grundlage für die Prozessstandardisierung dienen.
Das SMGW als zentrale Kommunikationseinheit
Wie lassen sich also hochfrequente Verbrauchsdaten aus dem Smart Meter in ein Anwendungsumfeld übertragen, das z. B. visuelle Darstellungen und flexible Stromtarife ermöglicht? Das Projekt schlägt vor, die Datenübertragung über einen EMT und die Marktrolle des Energieserviceanbieters verschlüsselt per Smart-Metering-PKI direkt aus dem SMGW umzusetzen, um Limitierungen der klassischen Marktkommunikation via E-Mail und AS4 wie begrenzte Datengranularität und große Übertragungsintervalle zu umgehen. Dies würde dem Leitgedanken und Anspruch der sternförmigen Kommunikation der Standardisierungsstrategie des BSI von 2019 entsprechen. Alternativ könnte ein neues Messprodukt des BDEW mit nicht nur viertelstündlicher Erfassung, sondern auch viertelstündlicher Übertragung, eingeführt werden. Anne Höh-Kuzelak, Mit-Autorin und Produktmanagerin der Software MakoFlow bei Mako365, unterstreicht: „Um das Smart-Meter-Gateway als zentrale Datendrehscheibe zu etablieren, ist es sinnvoll, bestehende Prozesse zu stärken, anstatt zusätzliche Kommunikationswege zu schaffen.“
Visualisierung gemäß § 61 MsbG
Nach § 61 Messstellenbetriebsgesetz haben Messstellenbetreiber gewisse Informationspflichten bei intelligenten Messsystemen (iMS), denen sie üblicherweise durch die Transparenz- und Displaysoftware TruDi der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt nachkommen. Diese Desktop-Applikation erfordert jedoch eine dauerhafte LAN-Verbindung zu einem SMGW, was aus den üblicherweise im Keller verbauten iMS häufig nicht oder nur unkomfortabel realisierbar ist. Auch können Messwerte nach Umzug nicht mehr nachträglich eingesehen werden. Der aktuelle Monitoringbericht zur Digitalisierung der Energiewende fordert dementsprechend auch, dass Privathaushalte mit iMS durch einfache Visualisierungs-Apps auf dem Smartphone oder im Web Browser Einblick in ihr Verbrauchsverhalten und Kosten erhalten sollen. Die im Projekt entwickelte Lösung soll die Vorgaben des § 61 MsbG möglichst genau umsetzen. Das zugrunde liegende Datenverarbeitungssystem führt neben Stamm- und Verbrauchsdaten von Strom und Wärme auch Wetterdaten und Strom-Spotmarktpreise sowie Informationen zum regionalen Grünstromanteil zusammen. Die entwickelte Visualisierung enthält eine Darstellung der aktuellen Verbrauchswerte und Kosten, einen Vergleich zum Vorjahr, einen Vergleich von statischen zu dynamischen Kosten, und im Bereich Wärme zusätzlich die Vor- und Rücklauftemperaturen sowie die sich daraus ergebende Temperaturspreizung.
Mehrwertanwendungen: Dynamische Tarife und GrünstromIndex
Im Projekt wurden vorrangig zwei Mehrwertanwendungen entwickelt und erprobt: die Entwicklung und Darstellung dynamischer Tarife für Strom und Wärme sowie die Darstellung des vom Unternehmen >STROMDAO GmbH entwickelten >GrünstromIndexes, der den Anteil Erneuerbarer Energie mit regionalem Bezug und damit die Klimafreundlichkeit des Verbrauchs abbildet. Dynamische Tarife setzen Anreize für Verbrauchsverschiebungen und können Stromkosten spürbar reduzieren. Für die Berechnung eines flexiblen Stromtarifs wurden Intraday- und Day-Ahead-Daten der Strombörse EPEX herangezogen und in der Visualisierung mit einem statischen Tarif verglichen. Relativ komplex gestaltete sich die Entwicklung eines dynamischen Tarifs für Wärme. Hier geht es um die Einhaltung vorgegebener Vor- und Rücklauftemperaturen. Ein praxistauglicher flexibler Fernwärmetarif soll als Ergebnis der Erprobung näher beschrieben werden, der dann z. B. in weiterführenden Projekten genauer erprobt werden kann.
Erprobung: Was zeigte die Praxis?
Im Probelauf des entwickelten Konzepts der Messdatenübermittlung zeigte sich insbesondere in der Zusammenarbeit mit Messstellenbetreibern die Schwierigkeit, dass manche auch fast zwei Jahre nach Einführung der Marktrolle ESA nicht in der Lage waren, Daten automatisiert auszuleiten. Im Bereich Wärme zeigten sich bei der Anbindung eines Fernwärmezählers an ein SMGW per wMBUS Blockaden im operativen Prozess. Gute Ergebnisse gab es hingegen bei der Bewertung der Visualisierungslösung, die im Projekt von der Zentur.io GmbH entwickelt wurde. Die Darstellung erfolgt auf dem Smartphone oder PC-Desktop und wurde in der Erprobung von allen Testpersonen intuitiv verstanden und bedient. Benjamin Zäh, Projektverantwortlicher bei der Zentur.io: „Wir haben damit eine skalierbare Anwendung auf die Beine gestellt, die je nach Nutzungsanforderungen individuell anpassbar ist. Insgesamt war die Zusammenarbeit mit den Strom-Fachleuten der Mako365 ungemein spannend für uns in der Fernwärme.“
Fazit: Mehrsparten-iMS und gute Softwarelösungen
„Was kann die Stromsparte aus dem Bereich Wärme lernen, und was umgekehrt – z. B., dass der Datenabruf im Bereich Strom auch direkt vom SMGW möglich ist“, betont auch Philipp Nagel, als Mitgründer der Mako365 GmbH ausgewiesener Experte für IT und Regulatorik, die Erkenntnisgewinne des innovativen Ansatzes: „Für das intelligente Messsystem als Schlüsseltechnologie im Energiesystem wurden regulatorisch bereits bedeutende Fortschritte erzielt, nun ist die Umsetzung zügig voranzutreiben, sowohl beim Rollout der Messtechnik als auch bei der Implementierung entsprechender Softwarelösungen.“ Das Pilotprojekt zeigte deutlich, dass Verzögerungen hier zu Engpässen führen können. Die Projektpartner danken daher insbesondere den im Projekt involvierten Messstellenbetreibern für die Übermittlung von Messwerten für die Erprobung. Hervorzuheben ist auch das große Interesse der Endkunden an den vielfältigen Mehrwerten intelligenter Messsysteme, das in die weitere Entwicklung und Implementierung einfließen sollte. Nur durch konsequente Umsetzung und Berücksichtigung der Bedürfnisse der Endnutzer kann das volle Potenzial von Hardware und begleitender Prozesse erschlossen werden.
Der vollständige Bericht ist abrufbar auf der Website der dena unter: >SET Hub: Empfehlungen für Rollout von Smart Meter – Deutsche Energie-Agentur (dena)
Über dena und SET Hub
Im SET Hub-Projekt der Deutschen Energie-Agentur werden vier Pilotprojekte zur Weiterentwicklung der Smart-Meter-Gateway-Technologie über 12 Monate durchgeführt, in Zusammenarbeit mit dem Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) und dem Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik. Ziel ist es, zukunftsfähige Lösungen für die Herausforderungen der Energiewende zu entwickeln und zu erproben. Die SET Pilots bieten einen Erprobungsraum für technologische Innovationen und fördern eine technologieoffene, faire und skalierbare Energiewende. Der Fokus liegt auf den Kompetenzen von Start-ups, die intelligente Messsysteme (Smart Meter) in verschiedenen Bereichen des Energiesektors einsetzen. Teilnehmer profitieren von finanzieller Unterstützung, Erprobungsmöglichkeiten und der Erweiterung ihres Netzwerks.
www.dena.de
Über Zentur.io
Das Unternehmen mit Sitz in Landshut unterstützt als Software-as-a-Service-Anbieter Energieversorger im Bereich Fernwärme bei der Digitalisierung der Netze und der Transformation zu erneuerbaren Energien. Ihre „District Heating AI“ adressiert die kritischen Aspekte digitales Netzabbild (Digital Twin), Fernwärmesteuerung und Datenverarbeitung durch die Integration von vier Schlüsselmodulen (Metering, Customer, Grid und Supply) zu passgenauen Lösungen.
www.zentur.io
