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Kommentieren: Grünbuch Energieeffizienz


4.5 Digitalisierung

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4.5 Digitalisierung

These 12: Die Digitalisierung eröffnet neue Möglichkeiten für Mehrwertdienste und Effizienzdienstleistungen.

Die Digitalisierung schafft neue Potenziale zur Steigerung der Energieeffizienz. Nicht nur sollten Schlüsseltechnologien wie etwa die Breitbandversorgung energieeffizient umgesetzt werden. Vielmehr eröffnen Digitalisierung und kontinuierliche Verbrauchserfassung neue Möglichkeiten der Analyse, Nutzerinformation und Entwicklung darauf basierender Mehrwertdienste und (Finanzierungs- und Beratungs-) Dienstleistungen für Energieeffizienz, die in dieser Form zuvor technisch-organisatorisch unmöglich oder (zu) teuer waren. Ebenso ermöglicht die Digitalisierung neue Formen der Organisation und Steuerung industrieller Produktionsprozesse (Industrie 4.0), die für eine Optimierung des Energieeinsatzes und Stärkung der Energieeffizienz genutzt werden können. Im Verkehrssektor kann die Digitalisierung und Vernetzung der Fahrzeuge untereinander und mit der Verkehrsinfrastruktur zu einem flüssigeren Verkehr beitragen. Auch können neue Mobilitätsangebote und eine intelligentere Kombination verschiedener Transportmittel zur Emissionsminderung im Verkehrssektor maßgeblich beitragen.

Automatisierte Verbrauchserfassungen und gerätescharfes Nutzer-Feedback können die Grundlage dafür schaffen, dass die individuellen Einsparpotenziale erkannt, quantifiziert, mit neuen Geschäftsmodelle unterlegt und so individuell erschließbar oder kommerziell nutzbar gemacht werden. Dies schafft neue Chancen z.B. für die Entwicklung des Marktes für Energiespar-Contracting.

Eine digitale Nutzer-Infrastruktur könnte mehrere Innovationen hervorbringen wie z.B.:

  • eine kontinuierliche, vollautomatisierte und individualisierte Energie-Beratung ohne wesentliche Zusatzkosten für die Anbieter von Beratungsleistungen („Grenzkosten nahe Null“),
  • eine Quantifizierung von direkten Rebound-Effekten – inkl. etwaige Tipps zu ihrer Begrenzung,
  • die Kombination einer individualisierten Energieberatung mit Finanzierungs-Angeboten zur Ermöglichung von Effizienzinvestitionen.

Weiterhin können digitale Messtechniken auch dazu beitragen, neue erfolgsabhängige Fördermaßnahmen zu etablieren. Bislang sind erfolgsabhängige Instrumente die Ausnahme, da die erzielten Energieeinsparungen nur mit großem Aufwand individuell erfasst werden können. Neue, automatisierte Systeme können – bei Einhaltung hoher Datenschutzstandards - Abhilfe schaffen. Dies betrifft auch die besonders kostengünstig zu hebenden Einsparmöglichkeiten, wie Verhaltensänderungen oder auch die Durchführung von Wartungsmaßnahmen.


Beispiel „Pilotprogramm Einsparzähler“: Chancen der Digitalisierung für mehr Energieeffizienz nutzen

Ziel des neuen Förderprogramms „Einsparzähler“ des BMWi ist es, Verbraucher in Haushalten, im Bereich Gewerbe, Handel und Dienstleistungen sowie in der Industrie durch Einsatz digitaler Messsysteme bei der Ermittlung und Nutzung von Optionen zur Verminderung des Energieverbrauchs zu unterstützen. Dafür werden innovative und IT-basierte Pilotprojekte gefördert. Teilnehmen können Unternehmen, die Einsparzähler entwickeln und ihre Anwendung bei Endverbrauchern (freiwillig teilnehmenden Endkunden) demonstrieren. Der Endverbraucher soll durch auf seinen individuellen Geräte- bzw. Anlagenbestand zugeschnittene Energieverbrauchsinformationen und Energiespartipps in die Lage versetzt werden, einzuschätzen,

  • wiehoch die Stromverbräuche unterschiedlicher Geräte sind (Identifikation von„Energiefressern“ und Kostentreibern),
  • wie und in welcher Höhe mit einfachen Maßnahmen Energie und Kosten eingespart können,
  • wieviel Energie- und Kostenersparnisse tatsächlich erzielt wurden,

und auf dieser Grundlage Entscheidungen über Energieeinsparmaßnahmen treffen.

Der Fokus dieses Projekts liegt in der Pilotphase 2016-2018 bei der Entwicklung und Anwendung von für die

Energiewende erforderlichen (IT-basierten) Innovationen zum Energiesparen. Zusätzlich sollen Mehrwertdienste wie Lastmanagement zur Sektorkopplung oder privatwirtschaftliche Finanzdienstleistungen für Energieeffizienz erprobt und angereizt werden.

Leitfragen:

  1. Wie können die neuen Möglichkeiten zur Verbrauchserfassung, Nutzer-information und Mehrwertdienste für Effizienz durch die Digitalisierung erschlossen werden?
  2. Wie kann die Erfassung individueller Energieeinsparungen für Förderansätze genutzt werden, die technologieoffene Lösungen zulassen und tatsächlich erzielte Einsparerfolge stärker berücksichtigen?


These 13: Digitalisierung und der Einsatz von erneuerbaren Energien verändern die Kostenstruktur der Energieerzeugung – eine langfristig angelegte Effizienzstrategie muss dies berücksichtigen.

Der Ausbau der erneuerbaren Energien führt in Verbindung mit dem Einsatz digitaler Steuerungstechnologien zu einer grundlegenden Transformation des Energiemarktes. Das System der Zukunft beruht mehr und mehr auf einer vernetzten und dezentralen Form der intelligenten Steuerung von Energieverbrauch und -erzeugung.

Daraus ergeben sich aber auch Folgen für die Anreizstruktur für einen sparsamen und effizienten Umgang mit Energie. Denn die Nutzung erneuerbarer Energien zur Bereitstellung von Wärme wie auch Wind- und Sonnenstrom verursachen mit Ausnahme von Biomasse keine Brennstoffkosten. Die Bedeutung der „operativen Kosten“ für Treib- und Brennstoffe der zukünftigen Energieerzeugung nimmt daher ab und die Bedeutung von fixen Kapitalkosten zu. Daraus könnte sich in den Geschäftsmodellen der Energieversorger die Tendenz ergeben, den Anteil der Grundfinanzierung für die Bereitstellung von Energie zu erhöhen, den verbrauchsabhängigen Anteil jedoch zu verringern. Die Entwicklung von „flat-rate“-Geschäftsmodellen für den Energiebereich erscheint durchaus denkbar. Diese Entwicklung muss bei der weiteren Ausgestaltung der Energieeffizienzpolitik berücksichtigt werden. Sie bietet Chancen und Risiken für das Ziel des Energiesparens. So könnten zum Beispiel gestufte Vermarktungsmodelle, mit besonders günstigen Konditionen für geringe Verbrauchsmengen, auch zu einer Verstärkung des Anreizes für Energieeffizienz beim Endverbraucher führen. Vermieden werden muss hingegen, dass neue Geschäftsmodelle zu einem achtlosen Umgang mit Energie beim Endnutzer führen.

Leitfragen:

  1. Welche Vermarktungsmodelle für das Energieangebot entstehen durch die Digitalisierung?
  2. Welche Chancen und Risiken resultieren daraus für das Energiesparen?


These 14: Die Digitalisierung trägt zum Ausgleich von Energienachfrage mit einer dezentralen und volatilen Energieerzeugung bei.

Die Digitalisierung wird dazu beitragen, die Effizienz des Energieeinsatzes zu erhöhen und mit steigenden Anteilen volatiler Energieerzeugung zu synchronisieren. Neue digitale Dienstleistungen werden sich im Markt etablieren, die ihre eigene „digitale Logik“ entwickeln. Die zunehmende Zahl „smarter“ Steuerungssysteme auf Basis unterschiedlicher digitaler Technologien ermöglicht eine Optimierung auf Subsystem-Ebene, die nicht zwangsläufig mit den Erfordernissen der jeweils nächsthöheren Systemebene im Einklang stehen muss. Jedes digitale smarte System kann in Zukunft ein anderes, jeweils selbst definiertes Ziel verfolgen.

Beispiele: Die intelligente Integration von PV-Eigenverbrauchsanlagen erhöht deren Systemdienlichkeit, ein „Betankungs“-System eines batterieelektrischen Fahrzeugs verfolgt das Ziel, zu einer bestimmten Uhrzeit den Höchstladestand erreicht zu haben, und ein „smartes“ Energie-Managementsystem für Gebäude oder eine Produktionsanlage folgt wiederum der ihr selbst immanent vorgegebenen Regel- und Steuerungslogik.

Dies wirft die Frage auf, ob und in welchem Umfang die vielen unterschiedlichen Subsysteme mit ihren jeweils eigenen Zieldefinitionen und Steuerungslogiken ein komplexes Geflecht an sich überlagernder Subsystemen bilden, und ob dies – aus Sicht des Gesamtsystems – die Effizienz, Stabilität und Regelbarkeit erhöht oder erschwert.

Die weitere Herausforderung: Das Energiesystem könnte mit der Umstellung auf digitale Systeme anfälliger werden für Hacker-Angriffe, Virenbefall oder Cyber-War-Attacken. So stellt sich die Frage, inwieweit smarte Systeme (Smart Home, Smart Building) durch die zunehmende Verbreitung ein zusätzliches Maß an Anfälligkeit in das Stromsystem bringen - und welche Empfehlungen hieraus abzuleiten sind. 

Bundesregierung und Bundestag haben mit dem „Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende“ einen Rechtsrahmen geschaffen, der mit dem intelligenten Messsystem eine neue Technologie einführt. Diese wird an der Schnittstelle des Stromnetzes zu Erzeugung und Verbrauch als sichere Kommunikationsplattform dienen, um das Stromversorgungssystem fit für die Energiewende zu machen und Energieeffizienzpotenziale zu heben. Um ein einheitliches und hohes Sicherheitsniveau zu gewährleisten, werden Schutzprofile und technische Richtlinien für intelligente Messsysteme zur Gewährleistung von Datenschutz, Datensicherheit und Interoperabilität für verbindlich erklärt (www.bsi.bund.de). Mit einem Siegel des BSI werden nur solche Systeme ausgezeichnet, die die sehr hohen Datenschutz- und Datensicherheitsanforderungen nachweislich erfüllen. 

Intelligente Messsysteme werden ein wichtiger Baustein zum besseren Ausgleich von Erzeugung und Nachfrage. Dies erleichtert den Wandel zu einem Stromversorgungssystem, das zunehmend auf volatilen dezentralen Erzeugern basiert.

Der Verbraucher soll durch einen Einsatz intelligenter Messsysteme in mehrfacher Hinsicht profitieren: Zukünftig wird eine Visualisierung von Stromverbräuchen Verbraucher in die Lage versetzen, bewusster mit Energie umzugehen. Eine kostspielige manuelle Zählerablesung ist künftig entbehrlich, und Gas- oder Heizwärmeablesungen könnten ebenfalls integriert werden. Intelligente Messsysteme sind die Voraussetzung für die Einführung variabler Stromtarife.

Insgesamt gilt: Die Digitalisierung kann einen erheblichen Beitrag zur Umsetzung der Energiewende leisten. Damit diese Chance bei gleichzeitiger Wahrung von Datenschutz und Systemsicherheit genutzt werden kann, müssen rechtliche, technische und ökonomische Rahmenbedingungen kontinuierlich weiterentwickelt werden.

Leitfragen:

  1. Wie sollten rechtliche, technische und ökonomische Rahmenbedingungen weiterentwickelt werden, damit die „Innovationskraft der Digitalisierung“ systemdienlich, energiewendekompatibel und sicher vollzogen wird? Wie können dabei hohe Standards für Datenschutz und Systemsicherheit gewährleistet werden?
  2. Ist zukünftig eine stärkere Koordinierung digitaler Subsysteme erforderlich? Falls ja, wie sollte diese aussehen, welche Schnittstellen und Protokolle nutzen, und wer sollte diese wann festlegen?

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