Anforderungen und Lösungskonzepte an Balgengaszähler für 21 des EnWG. DVGW-Veranstaltung , Frankfurt. Heinrich Bertke Carsten Lorenz

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1 Anforderungen und Lösungskonzepte an Balgengaszähler für 21 des EnWG DVGW-Veranstaltung , Frankfurt Heinrich Bertke Carsten Lorenz Copyright 2007 Elster Group All Rights Reserved. Elster and its logo, are trademarks of Elster Group 1

2 Agenda 1. Heutige Anforderungen 2. Heutige Situation 3. Künftige Anforderungen 4. Ausblick 5. Technische Lösungmöglichkeiten Interpretation zu den Änderungen des EnWG Absolut Encoder Technologie um Umfeld 21 Praxisbeispiel Elektronische Zählwerke im Umfeld 21 Datensicherheit nicht vergessen Komplettlösungen im Vergleich 2

3 1. Heutige Anforderungen Richtlinie 2006/32/EG, Artikel 13 (Endenergieeffizienz- und Energiedienstleistungs RiLi) Energiewirtschaftsgesetz 21b und 40 Einbau bzw. Angebot von Messeinrichtungen, die - dem jeweiligen Anschlussnutzer den tatsächlichen Energieverbrauch und - die tatsächliche Nutzungszeit widerspiegeln um damit Anreize für ein energiesparendes Verhalten zu setzen! 3

4 1. Heutige Anforderungen Positionspapier der Bundesnetzagentur vom zur Interpretation des EnWG fordert Verbrauch für Zeiträume anzeigen oder übertragen (24h, 7x24h, 30x24h) Kommunikation ermöglichen Min. 2 Tarife ermöglichen DVGW Lastenheft EDL-Zähler Gas, Version 2.0 (Stand ) 4

5 1. Heutige Anforderungen a) Zusatzdisplay b) Elektronisches Zählwerk elektronisches Zählwerk EDL-Funktion Kommunikations- Schnittstelle * Optional kann die 2. Schnittstelle auch am Zähler angebracht sein. c). Homedisplay d) Fernauslesung Homedisplay Internetportal EDM OMS- Kommunikationseinheit OMS- Kommunikationseinheit Quelle: DVGW-Lastenheft EDL-Zähler Gas 5

6 2. Heutige Situation Zusatzdisplays sind teure Alibilösungen. Das Gesetz wird formal erfüllt, nicht aber das Ziel Es fehlt noch die notwendige Kommunikationsinfrastruktur Die gesetzlichen Vorgaben sind nicht konkret genug und es fehlen die Anreize und der Nutzen Stückzahlen und Investitionssicherheit fehlen Die Novellierung des EnWG ist in Arbeit 6

7 3. Künftige Anforderungen Richtlinie 2009/73/EG, Annex I, Abs.1 (i) und 2. (3. Energie-Binnenmarktpaket) OJ vom Verbraucher müssen regelmäßig und oft genug über den aktuellen Gasverbrauch und die Kosten informiert werden, (monatlich reicht aus)* Die Maßnahmen sind in einer angemessenen Zeit unter Berücksichtigung der Kosteneffizienz umzusetzen * Interpretationspapier concerning common rules for the internal markets on Directives 2009//72/EC (Electricity) and 2009/73/EC (Natural Gas) Commission Staff Working Paper, dated January 22nd,

8 3. Künftige Anforderungen Mitgliedsstaaten müssen den Einsatz von Intelligenter Messung sicherstellen Ausprägung und Zeitrahmen können sich aus einer wirtschaftlichen Untersuchung ergeben. (Diese muss bis zum abgeschlossen sein)* Gasinstallationen müssen nicht wie beim Strom bis 2020 zu 80% umgerüstet sein, jedoch in einer sinnvollen Zeit* * Interpretationspapier concerning common rules for the internal markets on Directives 2009//72/EC (Electricity) and 2009/73/EC (Natural Gas) Commission Staff Working Paper, dated January 22nd,

9 3. Künftige Anforderungen Entwurf ( ) zur Änderung des EnWG Messeinrichtung und Messsystem müssen den vom Netzbetreiber vorgesehenen technischen Mindestanforderungen und Mindestanforderungen in Bezug auf Datenumfang und Datenqualität genügen (sind Impulse sicher genug?) ( 21b Abs. 3.1) Statt einfacher Messeinrichtungen müssen nun für Strom (nicht für Gas) komplexe Messsysteme (Messeinrichtung + Kommunikationseinrichtung) eingebaut bzw. angeboten werden ( 21c, 21d) 9

10 3. Künftige Anforderungen Der Einbau gilt zunächst für Neuinstallationen. In anderen Fällen sind jeweilige Lösungen anzubieten ( 21c, Abs.2). Durch Rechtsverordnung kann der Einbau auf weitere Gruppen ausgedehnt werden ( 21i, Abs.1.6) Datenschutz, Datensicherheit und bei allgemein zugänglichen Netzen die Verschlüsselungsverfahren müssen dem jeweiligen Stand der Technik entsprechen 10

11 3. Künftige Anforderungen Anforderungen an Datenschutz, Datensicherheit und Interoperabilität müssen den Schutzprofilen genügen und zertifiziert werden ( 21e, 21f) Messeinrichtungen für Gas dürfen nur verbaut werden, wenn sie über eine Kommunikationsanbindung verfügen, die eine sichere Auslesung über ein Messsystem nach 21d und 21e ermöglicht und selbst entsprechenden Anforderungen genügen ( 21f, Abs. 1) Ein separater Aufbau einer Smart Metering Infrastruktur für Gas soll nicht erfolgen 11

12 3. Künftige Anforderungen Bestandsgeräte können bis zum nächsten Ablauf der bestehenden Eichgültigkeit, mindestens jedoch bis zum weiter genutzt werden. Näheres kann durch Rechtsverordnung nach 21i bestimmt werden ( 21f, Abs.2) Der 21i ermächtigt die Bundesregierung durch Verordnungen eine flexible und zukunftsgerichtete Umsetzung eines Smart Meterings zu gewährleisten und die Anforderungen näher auszugestalten 12

13 4. Ausblick Für den Gaszähler ist eine Spezifizierung notwendig was eine Kommunikationsanbindung, die eine sichere Auslesung ermöglicht bedeutet. (Impuls oder intelligente Schnittstelle?) Dies soll untergesetzlich geregelt werden Das EDL-Zusatzdisplay wird nicht mehr benötigt 13

14 4. Ausblick Der neue 21i soll durch die Ermächtigung zu Rechtsverordnungen eine flexible und zukunftsgerichtete Umsetzung des gesetzlichen Grundkonzepts eines modernen Smart Meterings für Deutschland sichern (Erläuterung Nr. 24 zu 21i) Die Thematik wird uns noch länger beschäftigen 14

15 Agenda 1. Heutige Anforderungen 2. Heutige Situation 3. Künftige Anforderungen 4. Ausblick 5. Technische Lösungmöglichkeiten Interpretation zu den Änderungen des EnWG Absolut Encoder Technologie um Umfeld 21 Praxisbeispiel Elektronische Zählwerke im Umfeld 21 Datensicherheit nicht vergessen Komplettlösungen um Vergleich 15

16 Smart Grid We can t solve problems by using the same kind of thinking we used when we created them Albert Einstein Smart Metering Stop Talking Start Doing 16

17 Interpretation zu den Änderungen des EnWG - Gaszähler - Stichtag ist der , ab dann Konformität zu 21d und 21 e, 21f EDL Zusatzdisplays führen in die Sackgasse Steuersignale verarbeiten & offen für andere Dienste Bestandsschutz beachten! Neue Zähler (Anschaffung bis ) die die Anforderungen nicht erfüllen genießen keinen Bestandsschutz - Eichgültigkeit nur für eine Eichperiode Kommunikativen, in Messsysteme integrierbare Zähler gehört die Zukunft Der Druck zum Richtungswechsel wird erhöht 17

18 Unsere Mission Bis 2025 werden EU weit ca Millionen Gaszähler und Millionen Stromzähler getauscht Investitionskosten (nur Zähler) ca. 49.Mrd Grund genug diese Investition auf eine solide Basis zu stellen Intelligente Schnittstellenkonzepte relativieren die unsicheren Faktoren Kommunikation Datensicherheit Batterielebensdauer 18

19 Unsere Lösungen Mit der Absolute Encoder Technologie und dem Elektronischen Zählwerk bietet Elster flexible und technisch fortschrittliche Lösungen um auf technische Unsicherheiten reagieren zu können (Kommunikation) verschiedene Funk Technologien und Protokollvarianten zu realisieren EU weit an Smart Metering Projekten teilzunehmen und eine flächendeckende Installation zu Unterstützen ausreichend Spielraum entlang der Lernkurve zu gewährleisten Konformität zu aktueller und zukünftiger Gesetzgebung zu erreichen 19

20 Problemstellung 1. Kommunikationsslösungen & Datensicherheitskonzepte unterliegen einem ständigen Wandel: noch nicht ausreichend definiert variieren von einem Land zu Land 2. Länderspezifische Lösungsansätze für LAN Kommunikation Deutschland Wireless/Wired M-Bus nach OMS, EDL Funktionalität Die Karten werden neu gemischt Großbritannien ZigBee 2,4 GHz SE Profile, komplexe Tarifstruktur, Prepayment, spezielle Hardwareanforderungen Italien zunächst ZigBee, nun Tendenz zu 169Mhz Lösungen. Übergangsweise GSM Lösung Niederlande Wireless/Wired M-Bus nach DSMR, kundenspezifische Varianten, neue Version (DSMR 4.0) erwartet Spanien, Frankreich, Österreich, Irland Fazit: Die Entwicklung von integrierten länderspezifischen Lösungen ist technisch und wirtschaftlich nicht sinnvoll. 20

21 21

22 Gaszähler mit Absolut Encoder & verschiedenen Optionen für Kommunikation Modulares Konzept BK G4/6 Volle Modularität: Kommunikationsmodule nachrüstbar/ tauschbar Ermöglicht Smart Ready Draht M-Bus Keine Batterie im Zählwerk Funk M-Bus Nachrüstbar auch für ältere Gaszähler Geeignet für alle Elster Gaszähler Draht M-Bus mit Funk Repeate (Dongle) 22

23 Praxisbeispiel: EWE Trio Smartbox 23

24 Smart Ready Smart Ready Zähler unterstützen die nachträgliche Installation von Kommunikationsmodulen zu einem beliebigen Zeitpunkt auf der Basis von absoluten Zählwerkständen an der Messstelle ohne Einschränkung der Eichgültigkeit, durch Trennung von Metrologie und Kommunikation Plug & Play durch neue innovative, offene und standardisierte Schnittstellenkonzepte... ermöglichen heute die Installation von neuen Zählern Smart Ready Zähler verschaffen Investitionssicherheit auch bei späterem Wechsel der Kommunikationstechnologie durch Handlungsspielraum entlang der Lernkurve 24

25 Elektronisches Zählwerk Übersicht Eckdaten Passend für alle Elster Gaszähler Kommunikationsmodule im Feld tauschbar Konzept unterstützt die Lebensdauer des Zählers (30 Jahre) Display und Bedientasten zur Navigation Intervalldaten/ Tarifbänder Alarmmeldungen Innovatives Schnittstellenkonzept (Batterie und Funkmodul) uvm. 25

26 Elektronisches Zählwerk Architektur UMI-0 PCB mit Display und Menuknöpfen zur Navigation Batterie-Modul (metrologische Funktionalität für 15 Jahre mit 1 x AA) Optische Schnittstelle für Service 3 UMI Kommunikationsschnittstellen (Universal Metering Interface) für WAN/LAN Metrologischer Bereich der Firmware ist Hardware-gesichert Ermöglicht Smart Ready Kommunikationsmodule im Feld nachrüstbar 26

27 Universal Metering Interface - UMI Was ist UMI? Neues, innovatives Schnittstellenkonzept für die Messgerätekommunikation UMI bewahrt die Flexibilität, Kommunikationstechnologien zu einem späteren Zeitpunkt einzuführen bzw. nachzurüsten Welche Vorteile bietet UMI? UMI lässt sich universell in Messgeräte, Datenkonzentratoren, Displays und andere Geräte implementieren Gleiche UMI-Module sind in unterschiedlichen Messgeräten verwendbar, für alle Medien UMI unterstützt asymmetrische und symmetrische Sicherheitsapplikationen für (Authentifizierung, Schlüsselhandling, Signaturen, Sicherheitszertifikate und Verschlüsselung) Wer kann UMI nutzen? Messgerätehersteller und Kommunikationsanbieter UMI Spezifikation ist verfügbar 27

28 UMI Low Power USB für Smart Metering Equipment 1 Host (Hauptplatine) 2 Physical Layer 1 UMI 10-IDC Connector 2 UMI Opto (EN ) Anwendungsfall für Zähler: - Host (grün) = Metrologischer Bereich - Peripherie/ Kommunikation (blau) = außerhalb des metrologischen Bereichs Hauptplatine mit UTC Uhrzeit/ regelt Stromversorgung/ Energiehaushalt - Low Power Schnittstelle = 50mA / 3V - High Power Schnittstelle = 1A/ 5V 28

29 UMI Kommunikationsmodule UMI: Universal Metering Interface: ermöglicht standardisierte Kommunikationsmodule Trennung von Metrologie und Kommunikation ermöglicht Smart Ready, oder späteres Wechseln der Pferde Elektronisches Zählwerk unterstützt 3 UMI kommunikationsmodule erlaubt Third Party -Herstellern Kommunikationsmodule anzubieten 29

30 Nicht vergessen: Datensicherheit BSI: Schutzprofil für die Kommunikationseinheit eines Messsystems Aktueller Schutzprofil-Entwurf vom BSI, Stand : WAN: MAN: HAN: Wide Area Network Metrological Area Network Home Area Network Gateway: z.b. MUC, Stromzähler TOE: Target of Evaluation, Evaluierungsgegenstand 30

31 BSI: Schutzprofil für die Kommunikationseinheit eines Messsystems BSI-Zeitplan: : 1. Tagung zur Entwicklung eines Schutzprofils für Smart Meter (mit Kommentierung 1) ), Vorstellung eines Schutzprofils für die Kommunikationseinheit eines Messsystems durch das BSI : Workshop für Hersteller und Messstellenbetreiber : 2. Tagung, Vorstellung des überarbeiteten Konzeptes 2) durch das BSI, erneute Kommentierung durch Verbände möglich : 3. Tagung, Vorstellung des überarbeiteten Konzeptes durch das BSI, erneute Kommentierung durch Verbände möglich Mitte 2011: Stabile Fassung des Schutzprofils 1) Diskussion/ Kommentierung des Schutzprofils durch Verbandsvertreter aus den Bereichen Telekommunikation, Energie, Technik, Wohnungswirtschaft und Verbraucherschutz sowie Fachexperten für Sicherheitstechnologien 2) Folgende Verbände/ Organisationen haben das 1. Schutzprofil-Konzept kommentiert: BDEW, BITKOM, BNE, DIN, DKE, DVGW, FIGAWA, FNN, M2M, OMS, RWE, ZVEI und weitere anonyme Kommentare 31

32 Komplettlösungen im Vergleich Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Annahme: 1 x Balgengaszähler (BGZ) Annahme: 4 Wohneinheiten pro MUC Annahme: 1 x Stromzähler (EZ) mit GRPS Modul 1 x Stromzähler (EZ) 1 x Balgengaszähler (BGZ) 1 x Balgengaszähler (BGZ) 1 x MUC neu pro Wohneinheit 1 x Stromzähler neu pro Wohneinheit neu pro Wohneinheit Hardware (BGZ, EZ, MUC) = 280 Installationsaufwand = Kosten pro Wohneinheit = 430 Kosten Wohneinheiten = 5.375M Hardware (BGZ, EZ,1/4 MUC) = 175 Installationsaufwand = Kosten pro Wohneinheit = 290 Kosten Wohneinheiten = 3.625M Hardware (BGZ, EZ) = 240 Installationsaufwand = Kosten pro Wohneinheit = 340 Kosten Wohneinheiten = 4.250M Zusätzliche Gebühren pro Monat: GPRS Gebühren pro MUC = Auslesekosten (Hosting) = Monatliche Gebühren = monatl. Gebühren/ Wohneinheit = 3 Zusätzliche Gebühren pro Monat: GPRS Gebühren pro MUC = Auslesekosten = Monatliche Gebühren = monatl. Gebühren/ Wohneinheit = 2,25 Zusätzliche Gebühren pro Monat: GPRS Gebühren = Auslesekosten = Monatliche Gebühren = monatl. Gebühren/ Wohneinheit = 3 32

33 technisch machbar? wirtschaftlich zumutbar? Wir unterbreiten Ihnen gerne ein technisch machbares und wirtschaftlich interessantes Angebot Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 33

34 Vielen Dank Copyright H.Bertke/C.Lorenz, 2007 Elster Group All Copyright Rights Reserved Elster Elster Group and All its logo, Rights are Reserved. trademarks Elster of Elster and its Group logo, are trademarks of Elster Group 34

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