Das intelligente Arboner Verteilnetz

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1 Das intelligente Arboner Verteilnetz Smart Metering und Smart Grid in der Praxis Jürgen Knaak Geschäftsführer der Arbon Energie AG 7. Oktober 2010 electrosuisse Fachtagung Smart Grids, Smart Metering, Fribourg Foto : Johansen, arbon-online.ch

2 Inhalt Partner von: Die Arbon Energie AG: Service public am Bodensee 132 Jahre nach dem ersten praktisch funktionierenden Telefon Entwicklung Energiemarkt, neue Herausforderungen Die Entwicklung des Verteilnetzes Was ist Smart Metering / Smart Grid Die Treiber für Smart Metering / Smart Grid Smart Metering in der Schweiz (Fakten und Thesen) Einschätzung der Arbon Energie AG Das Smart Grid-System in Arbon Der Nutzen von Smart Metering und Smart Grid für den Kunden und Verteilnetzbetreiber für die Arbon Energie AG Der Blick in die Kristallkugel 7. Oktober 2010 Smart Grids, Smart Metering, Fribourg 2

3 Service Public für Arbon am Bodensee Wettbewerbsfähigkeit, Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit haben für die Arbon Energie AG eine hohe Bedeutung. Die reichliche und kostengünstige Energiebereitstellung und die Sicherheit der Energieversorgung sind ein ganz erheblicher wirtschaftlicher Standortvorteil. Mit 21 MitarbeiterInnen bietet die Arbon Energie AG den professionellen Service Public für die Stadt Arbon mit Einwohnern und angrenzende Gebiete (Wasserversorgung) seit 1886 mit der Wasserversorgung über ein Netz von ca. 73 km Länge 1922 mit der Stromversorgung über ein Netz von ca. 174 km Länge 1997 mit der Nahwärmeversorgung aus umweltschonenden Heizanlagen 1999 mit Lichtwellenleiter Netz mit ca. 50 km 2008 mit dem Smart Grid System AMIS von SIEMENS 7. Oktober 2010 Smart Grids, Smart Metering, Fribourg 3

4 132 Jahre nach dem ersten praktisch funktionierenden Telefon 25 Jahre nach dem weltweit ersten Mobiltelefon 18 Jahre nach Beginn der kommerziellen Internetnutzung 1876 Das erste, praktisch funktionierende BELL Telefon 1983 Das weltweit erste kommerzielle Mobiltelefon 1990 Beginn der kommerziellen Nutzung des Internets 2008 Smart Metering / Smart Grid im Verteilnetz wird Realität 7. Oktober 2010 Smart Grids, Smart Metering, Fribourg 4

5 Entwicklung Energiemarkt, neue Herausforderungen Was ist Smart Metering Smart Grid? AMR (automatic meter reading) Klassische ZFA / Fernauslesung inkl. Lastprofil / beliebige Periodizität(en) Unidirektionale Kommunikation (Zentrale zu Zähler) Fernschaltung (ein/aus) Smart Metering Fernauslesung inkl. Lastprofil / beliebige Periodizität(en) Bidirektionale digitale Kommunikation Fernschaltung (ein/aus) Messung der Netzqualität Feedbacksystem(e) für den Kunden sind möglich Fernparametrierung Lastmanagement / Rundsteuerung Smart Grid / Smart Home Vereint Smart Metering und intelligentes Verteilnetzmanagement in einem System Vollständiges Cockpit für das Netzmanagement und die professionelle, integrierte Netzführung ist gewährleistet 7. Oktober 2010 Smart Grids, Smart Metering, Fribourg 5

6 Entwicklung Energiemarkt, neue Herausforderungen Die Entwicklung des Verteilnetzes bis heute geplant und gebaut Lastfluss unidirektional Radial oder geöffneter Ring Unidirektionaler Lastfluss Einfache Schutzkonzepte Kaum bzw. nur wenig Intelligenz ausserhalb der Unterwerke 7. Oktober 2010 electrosuisse Fachtagung Smart Grids, Smart Metering, Fribourg 6

7 Entwicklung Energiemarkt, neue Herausforderungen Die Entwicklung des Verteilnetzes heute im Trend Bio Lastfluss bidirektional Bidirektionaler Lastfluss Fein vermaschte, teilautarke Netze mobile Lasten (e mobility) Breitflächige, dezentrale Einspeisung in Mittel und Niederspannung Notwendigkeit einer eigenen Kommunikationsstruktur Solar 7. Oktober 2010 Smart Grids, Smart Metering, Fribourg 7

8 Entwicklung Energiemarkt, neue Herausforderungen Die Treiber für Smart Metering / Smart Grid? 7. Oktober 2010 Smart Grids, Smart Metering, Fribourg 8

9 Entwicklung Energiemarkt, neue Herausforderungen Smart Metering in der Schweiz Ziele StromVV Art. 8 Messwesen und Informationsprozesse Die Netzbetreiber sind für das Messwesen und die Informationsprozesse verantwortlich Messwesen ist (noch) Monopol der Netzbetreiber Dienstleistungen dürfen mit Zustimmung des Netzbetreibers auch durch Dritte erbracht werden Lastgangmessung bei freien Kunden und grösseren Erzeugern verpflichtend (Noch) kein Wettbewerb im Messwesen Keine gesetzgeberische Verpflichtung(en) zu einem bidirektionalen Smart Metering, sondern lediglich Lastgangmessung Aus regulatorischer Sicht besteht in der Schweiz (noch) kein Druck, Smart Metering einzuführen 7. Oktober 2010 Smart Grids, Smart Metering, Fribourg 9

10 Entwicklung Energiemarkt, neue Herausforderungen Smart Metering in der Schweiz These 1: Das Dilemma Energieeffizienz Angesichts des zunehmenden Interesses an Energieeffizienz wächst der Druck, den prognostizierten Energieabsatzrückgang zu kompensieren Zunehmende Energieeffizienz = sinkender Energieabsatz = sinkender Gewinn Sinkender Gewinn kann durch Mehrwertlösungen und intelligente, Kunden bzw. bedarfsspezifische Produkte kompensiert werden Ergebniskompensation durch Smart Meter Mehrwertlösung Rest Delta soll durch Senkung der Prozesskosten mittels Smart Meter Technologie behoben werden 7. Oktober 2010 Smart Grids, Smart Metering, Fribourg 10

11 Entwicklung Energiemarkt, neue Herausforderungen Smart Metering in der Schweiz These 2: Smart Meter Markt Schweiz Die Marktvoraussetzungen für einen erfolgreichen Smart Meter Business Case sind heute (noch) nicht gegeben Besonders für kleinere Netzbetreiber sind die Risiken von Smart Metering Investitionen hoch Für einen ökonomisch erfolgreichen Roll Out von Smart Meter in der Schweiz bedarf es besonders auf gesetzgeberischer/regulatorischer Seite Weichenstellungen Eigene Erfahrungen durch Pilotprojekte sammeln Vermehrte Aufgaben bezogene Zusammenarbeit kleinerer und mittlerer EVUs oder mit Energiedatenlogistik Dienstleister 7. Oktober 2010 Smart Grids, Smart Metering, Fribourg 11

12 Entwicklung Energiemarkt, neue Herausforderungen Einschätzung der Arbon Energie AG Smart Metering und Smart Grid kommen auch ohne vollständige Strommarktliberalisierung Der Zähler ist der Schlüssel zum Kunden. Mit dem rechtzeitigen Einsatz von Smart Metering und Smart Grid wird das Eindringen branchenfremder Messdienstleister, ins Netz der Arbon Energie reduziert. Das unternehmenseigene Know How und die Kompetenz wird ausgebaut und die Position in der Region gestärkt ermöglichen es, vom Kunden erwartete vielfältigere, bessere und transparentere Services anzubieten ermöglichen flexiblere, kundenindividuelle Preise, um die entsprechenden Produkte anzubieten erlauben es, die relevanten Prozesse effizienter zu gestalten und abzuwickeln machen die Energieversorgung effizienter, aber auch technisch komplexer, anspruchsvoller und fördern Outsourcing an Messdienstleister Kooperation kleiner und mittlerer EVU 7. Oktober 2010 Smart Grids, Smart Metering, Fribourg 12

13 Das Prinzipschema Netzebene 5 Zentrale Trafostation Netzebene 7 AMIS Datenkonzentrator Ethernet TCP/IP PLC NS-Netz 0,4 KV Verrechnung Strom, Gas, Wasser, Wärme EDM Energiedaten- Management Strom, Gas Lastschaltgerät M-Bus Stromzähler Wasser-, Gas-, Wärmezähler Smart Home Feedback Systeme ebix Händler BG ÜN B 7. Oktober 2010 Smart Grids, Smart Metering, Fribourg 13

14 Die Umsetzung und der aktuelle Stand in Arbon Vorprojekt Vision Strategie Ausschreibung Auswertung Laborsystem Zählerfunktion Lastschalten Transaktionsserver Fremdgeräte Pilotanlage Systemtest Schnittstellen Kommunikation Mandanten Produktivbetrieb Prozesse Standardisierung Automatisierung Reflektion 02/ / / / /2010 Total Stromzähler davon operative Smart Meter Total Wasserzähler davon 262 mit M Bus über Smart Meter angeschlossen Total Lastschaltgeräte davon umgerüstet Rundsteuerung seit März 2010 nur noch über das System AMIS 60 Trafostationen davon 27 mit Datenkonzentratoren ausgerüstet 7. Oktober 2010 Smart Grids, Smart Metering, Fribourg 14

15 Der Nutzen von Smart Metering / Smart Grid für die Kunden Vorteile Mehr Transparenz über Verbrauch und Kosten (real time) Feedbacksysteme, z.b. Webportal, Smartphone etc. mit Vergleichswerten etc. Lastvariable Preismodelle = Energiekosten senken Energiedienstleistungen, z.b. Energieberatung, gezieltere Bewirtschaftung grösserer Verbraucher etc. Zusatzdienste wie Notfallservice, Einbruchalarm in Verbindung mit Home Automation keine Zählerablesung mehr vor Ort monatlich scharfe Abrechnung 7. Oktober 2010 Smart Grids, Smart Metering, Fribourg 15

16 Der Nutzen von Smart Metering / Smart Grid für das EVU Netzführung Lastflussmanagement und dezentrales Energiedatenmanagement Optimierung der Nutzung Grüne Energie Schnelle Wiederversorgung Verbindung teilautarker Netze Optimierung der Lastflussdynamik Reduzierung der benötigten Regelenergie Informationstechnologie zur Anbindung dezentraler Ortsnetzstationen Nur wenn Verbrauch und Erzeugung perfekt ausbalanciert sind, behält das Verteilnetz seine heilige Stabilität 7. Oktober 2010 Smart Grids, Smart Metering, Fribourg 16

17 Der Nutzen von Smart Metering / Smart Grid für das EVU Entstörung des Netzes Verkürzung der Ausfallzeiten Eingrenzung Fehlerort Schnelle Wiederversorgung Kostenvorteile Einhaltung der Versorgungsverträge Optimierung des Personaleinsatzes Einhaltung der Netzqualität Effizienzsteigerung durch Wegfall der manuellen Ablesung Verbesserung der Datenqualität = weniger Aufwand Steigerung der Versorgungsqualität Unterbruchsdauer Unterbruchshäufigkeit 7. Oktober 2010 Smart Grids, Smart Metering, Fribourg 17

18 Der Nutzen von Smart Metering / Smart Grid für die Arbon Energie AG Durch die Integrationsfähigkeit von SIEMENS Power CC und AMIS erfüllt sich für Arbon der Grundsatz einer wirtschaftlicheren, effizienten und sicheren Stromversorgung, denn durch die Synergie der Aufgaben 4 x 1 werden nur 1,5 Mittel benötigt. Die Arbon Energie AG 1. ist für die zukünftigen Herausforderungen im offenen Energiemarkt bestens gerüstet 2. hat durch gezielte Partnerschaften und Know How Zuwachs an Kompetenz und unternehmerischer Stärke gewonnen 3. hat die Chance und die Mittel zur Effizienzsteigerung und Kostensenkung im Bereich Verteilnetz 7. Oktober 2010 Smart Grids, Smart Metering, Fribourg 18

19 Der Blick in die Kristallkugel Das Smart Grid wird zum World Wide Web der Energiebranche, weil die ausreichende und sichere Stromversorgung ist nicht mehr nur ein lokales, sondern ein globales (Problem ) Thema die Zukunft in der Stromversorgung bestimmt wird durch mehr dezentrale Erzeugung und Einspeisung höhere Energieeffizienz e Mobilität Gezielte, effiziente Gestaltung und Steuerung von Angebot und Nachfrage Abrechnungsmodalitäten wie in der Telecom Branche es intelligente, bidirektionale Verbindung zwischen Verteilnetzbetreiber und Verbraucher geben wird Feedbacksysteme, z.b. intelligente Webportale, Smartphone Apps Zusatzdienste in Verbindung mit Home Automation etc. mehr und bessere Interoperabilität zwischen den Systemen und Systemkomponenten zwingend notwendig ist 7. Oktober 2010 Smart Grids, Smart Metering, Fribourg 19