E-Energy-Projekt Modellstadt Mannheim

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1 E-Energy-Projekt Modellstadt Mannheim Verbindung von intelligentem Gebäude mit dem intelligenten Netz Andreas Kießling Projektleiter Modellstadt Mannheim MVV Energie AG

2 Agenda Konsortialführer MVV Energie AG Leuchtturmprojekt E-Energy moma Überblick moma Markt und Marktplatz moma Systemmodell OGEMA Gateway und Standardisierung moma Praxistests

3 MVV Energie wo kommen wir her? 1974 Europäischer Binnenmarkt 1992 EU-Richtlinie Strom 1997 Liberalisierung nach EnWG-Novelle 1998 Gründung EEX 1999 Start Spotmarkt Novellierung EU-Richtlinie Strom 2003 Novelle EnWG 2004 Einführung Regulierung 2005 Umsetzung Unbundling 2007 Umsetzungsmaßnahmen integriertes Energieund Klimaprogramm (IEKP) 2008 MVV GmbH Börsengang Anteilserwerb EVO Offenbach Anteilserwerb Stadtwerke Solingen und Ingolstadt Anteilserwerb Stadtwerke Kiel Gründung der Shared-Services-Gesellschaften Stadt Mannheim verkauft 16,1% der MVV Energie AG an die RheinEnergie AG, Köln Kapitalerhöhung bei der MVV Energie AG von 18,2% Start bundesweiter Stromvertrieb (SECURA Ökostrom) Einstieg in Regelenergiemarkt Verkauf KPEC, Rückzug aus dem polnischen Markt Gründung MVV Environment Ltd.

4 MVV Energie AG Aktie Strategische Partner: Finanzpartner: Stadt Mannheim (mittelbar) 50,1% 18,5% Streubesitz: davon 15,6% Institutionelle Investoren und 2,9% Privataktionäre RheinEnergie AG 16,3% 15,1% EnBW AG

5 Leuchtturmprojekt E-Energy Herausforderungen für das Energiesystem der Zukunft

6 Leuchtturmprojekt E-Energy Paradigmenwechsel in der Kommunikationstechnik

7 Leuchtturmprojekt E-Energy Paradigmenwechsel in der Energieversorgung Zentrale Energieerzeugung Wenig Kommunikation/Interaktion in den Verteilnetzen Passive Rolle des Kunden Untergeordnete Rolle der IKT Dezentrale Energieerzeugung Echtzeit-Kommunikation/ Interaktion zwischen Erzeugern und Verbrauchern Zentrale Rolle der IKT Internet der Energien

8 Leuchtturmprojekt E-Energy Echtzeitvernetzung aller Systemkomponenten

9 Leuchtturmprojekt E-Energy Energiepolitisches Dreieck

10 Leuchtturmprojekt E-Energy IKT-basiertes Energiesystem der Zukunft Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) spielen zukünftig in der Energieversorgung eine zentrale Rolle. Mit ihrer Hilfe können intelligente Energiesysteme betrieben werden, in denen viele Erzeugungsanlagen - zunehmend auch solche mit erneuerbaren Energien - mit den Einrichtungen der Stromnetze und den Strom verbrauchenden Endgeräten kommunizieren. In Deutschland werden diese Aktivitäten unter dem Dach der Förderinitiative E-Energy - IKT-basiertes Energiesystem der Zukunft gebündelt.

11 Leuchtturmprojekt E-Energy Das Programm auf einem Blick Bundeskanzlerin auf dem IT-Gipfel: Leuchtturmprojekt Studie als Grundlage Potenziale der Informations- und Kommunikationstechnologien zur Optimierung der Energieversorgung und des Energieverbrauchs 6 Modellregionen hervorgegangen aus Technologiewettbewerb Mobilisierung von Förder- & Eigenmitteln: 140 Mio. EUR Ressortübergreifende Partnerschaft Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (ca. 40 Mio. für vier Modellregionen) Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (ca. 20 Mio. für zwei Modellregionen) Begleitforschung: Sicherstellung der Nachhaltigkeit des Programms

12 Leuchtturmprojekt E-Energy Von den Leuchttürmen in die Fläche

13 Leuchtturmprojekt E-Energy

14 Leuchtturmprojekt E-Energy Ziele auf einen Blick Versorgungssicherheit, Effizienz und Klimaverträglichkeit durch digitale Vernetzung des Stromversorgungssystems Optimierung der Energieversorgung durch den Einsatz moderner Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) Zukunftsfähige, branchenübergreifende neue Beschäftigungsfelder und Wachstumsimpulse Neue Märkte für Hochtechnologie mit Deutschland als Leitmarkt Verbesserte Position im Standortwettbewerb durch intelligente Netze Weitere Fortschritte bei Liberalisierung und Dezentralisierung

15 moma Überblick Intelligentes Energiesystem Vision der (zukünftigen) Praxis Vision: Intelligentes Stromnetz mit dezentralen Energieerzeugern sowie angebots- und nachfrageorientierten Tarifen. Instrumente: Aktuelle Informationen, Systeme für automatisiertes Energiemanagement und neue Energiedienste. Lokation: Städtischer Ballungsraum mit hoher Versorgungsdichte und hohem Anteil erneuerbarer und dezentraler Energien.

16 moma Überblick

17 moma Überblick Rollen der Partner im moma - Konsortium Konsortialführer MVV Energie Energieversorger MVV Energie DREWAG Stadtwerke Dresden GmbH Kommunikation & Interfaces Power PLUS Communications AG, Papendorf Software Engineering GmbH Core Plattform IBM Deutschland GmbH Forschungspartner Universität Duisburg-Essen, Fraunhofer IWES (Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik) ifeu (Institut für Energie- und Umweltforschung) Heidelberg GmbH IZES (Institut für ZukunftsEnergieSysteme) ggmbh

18 moma Überblick Projektziele Tarife nach Angebot und Nachfrage als Beitrag zum Ausbau dezentraler (DEA) und zentraler Erzeugung mit EE (Erneuerbaren Energien) zur Erhöhung der Aufnahmefähigkeit im Verteilnetz für EE durch intelligentes Lastund Erzeugungsmanagement für Möglichkeit Verbrauch und Erzeugung an variablen Lieferantenpreisen auszurichten und Strom mit Herkunftsinformationen zu versehen und Möglichkeit der direkten Teilnahme am Stromhandel mit Energieerzeugungsangeboten und -speicherangeboten Erhöhung der Energieeffizienz durch verbundene Regelung von Strom und Fernwärme mit Einsatz thermischer Energiespeicher Stromverbrauch nahe am Erzeugungsort und zum Erzeugungszeitpunkt Einbindung des Prosumers für höhere Anteile dezentraler Erzeugung und Speicherung, sowie lokalen Ausgleich von Angebot und Nachfrage zur Verringerung von Transportverlusten

19 moma Überblick Projektziele Senkung Energieverbrauch und umweltschonender Energieeinsatz durch neue Energieservices, aktuelle Informationen sowie Verbrauchs- und Erzeugungsmonitoring beim Prosumer Objektausstattungen für automatisches Energiemanagement Definition neuer Geschäftsmodelle und Anreizsysteme für die Teilnehmer im zukünftigen Energiemarkt Ableitung von Maßnahmen im regulatorischen Umfeld und für die Standardisierung Entwicklung eines Smart Grids mit steuerbaren Erzeugern, Lasten, Speichern, Betriebsmitteln im Verteilnetz Erhöhung Versorgungssicherheit in dezentralen Netzstrukturen mit Automaten für intelligente Netzzellen und Interaktion mit externer Umgebung Sicherstellung der Wirtschaftlichkeit durch IKT-Ausbau statt Netzausbau

20 moma Überblick Maßnahmen Geschäftsmodelle und Anreizsysteme für Rollen im Energiemarkt und eine am Markt in Breite einführbare Lösung Dezentrale Energiemanagementfunktionen in Objekten und Intelligenz im Verteilnetz Energiemanagement in Objekten durch Demand Response, variable Tarife, Gerätesteuerung, Softwaredienste zur Umgebungskommunikation Softwareagenten in Objektzellen und Verteilnetzzellen zur Ausbildung einer Schwarmintelligenz im Energieorganismus Marktplatz der Energie mit serviceorientierter, echtzeitfähiger, standardoffener Architektur zur Verbindung von Marktpartnern, Energienetz und Geräten Internet der Energie durch IP-basiertes Breitband-Powerline-Netzwerk Praxistests in Mannheim und Dresden als Umsetzbarkeitsnachweis für mehr Energieeffizienz, Integration DEA und EE bei Erhaltung Versorgungssicherheit Untersuchung von Umweltauswirkungen, notwendige regulatorische und rechtliche Veränderungen

21 moma Überblick Netzzelle und Lastmanagement-Kooperation

22 moma Überblick Last- und Erzeugungsmanagement in Kooperation

23 moma Markt und Marktplatz Neue Geschäftsmodelle, Prozesse und Energiesysteme

24 moma Markt und Marktplatz Rollen im neuen Energiemarkt

25 moma Markt und Marktplatz Erarbeitung von Business - Plänen

26 moma Markt und Marktplatz Beispiel Business Case Endverbraucher Lieferant Händler (Regelkreis Erzeugung Verbrauch mit variablen Preisen)

27 moma Markt und Marktplatz Beispiel Business Case Endverbraucher Lieferant Händler (Regelkreis Erzeugung Verbrauch mit variablen Preisen)

28 moma Markt und Marktplatz Beispiel Business Case Endverbraucher Lieferant Händler (Regelkreis Erzeugung Verbrauch mit variablen Preisen)

29 moma Markt und Marktplatz Beispiel Business Case Endverbraucher Lieferant Händler (Regelkreis Erzeugung Verbrauch mit variablen Preisen) Tages- und Jahreszeit Umwelteinflüsse Brennstoffkosten, Erzeugungskapazitäten, Gesetzgeber, u.a. Nachfrage Erzeugung Strom- / Wärmepreis neu: Rückkopplung Niedrige Tarife Hohe Tarife Speicher füllen Elektrofahrzeuge laden Eigenerzeugung aus Lastverlagerung (Signal on ) Speicher leeren Elektrofahrzeuge entladen Eigenerzeugung ein Lastverlagerung (Signal off ) Energiebezug aus dem Netz Rückspeisung in das Netz

30 moma Systemmodell Modellstadt Mannheim in der Modellregion Rhein-Neckar

31 moma Systemmodell Zellularer Energieorganismus zur Verbindung von intelligenten Gebäuden (Smart Buildings) mit dem Smart Grid

32 moma Systemmodell Zellularer Energieorganismus zur Verbindung von intelligenten Gebäuden (Smart Buildings) mit dem Smart Grid

33 moma Systemmodell Softwareagenten (Moderatoren) in Verteilnetzzellen zur Ausbildung einer Schwarmintelligenz im Energieorganismus

34 moma Systemmodell Softwareagenten (Energiebutler) in Gebäuden (Objektnetzzellen) zur Ausbildung einer Schwarmintelligenz im Energieorganismus

35 moma Systemmodell

36 moma Systemmodell Zellularer Energieorganismus und Komplexität Zentrale Steuerbarkeit und Kontrolle wird mit zunehmender Anzahl dezentraler Komponenten komplexer Zunehmende Komplexität kann durch individuelle, aber gleichzeitig verbundene Strukturen erreicht werden Diese Strukturen handeln autonom, aber als Gesamtschwarm intelligent und kooperativ. moma verfolgt zellularen Systemansatz mit jeweils intelligent handelnden Agenten innerhalb der Zellen. Energiebutler mit BEMI-Systemlösung in Objektnetzzellen Verteilte Automaten (Moderatoren) mit dezentralen Netzund Marktplatzfunktionen in Verteilnetzzelle

37 moma Systemmodell Zellulare Systemtopologie mit dezentraler Intelligenz

38 moma Systemmodell Niedrige Tarife Hohe Tarife Speicher füllen Elektrofahrzeuge laden Eigenerzeugung aus Lastverlagerung (Signal on ) P V Speicher leeren Elektrofahrzeuge entladen Eigenerzeugung ein Lastverlagerung (Signal off ) Energiebezug aus dem Netz Rückspeisung in das Netz Energiemanagementsystem BHK W OGEMA Gateway Bezug Rückspeisung

39 OGEMA Gateway und Standardisierung Standardisierung Geschäftsmodelle Standardisierung Investitionssicherheit Schnelle Marktentwicklung Offene Strukturen/Systeme statt proprietärer Lösungen Unternehmensspezifische Expertise schafft differenzierte Produktlandschaft Beispiel OGEMA Konzentration auf werthaltige Produkte Vertikale Kooperationen um Entwicklungsaufwand zu minimieren Horizontale Kooperationen um kritische Größe und höhere Marktdurchdringung zu erlangen Geschwindikeit der Produktentwicklung als kritischer Erfolgsfaktor Regionalität / bestehende Strukturen nutzen

40 moma Praxistests Warum Mannheim? Energiemix der Zukunft Hohe Dichte an dezentralen Anlagen (Photovoltaik, Biomasse, Kraft-Wärme-Kopplung) Repräsentativer Verbrauchsmix Industrie und Gewerbe, private Haushalte Kommunikations-Infrastruktur Glasfasernetz, Breitband-Powerline-Netz Modellnetzbereiche Aufbau von Outdoor-Labs in ausgewählten Netzknoten. Praxiserfahrung und Vorreiter Langjährige Erfahrungen der Mitarbeiter im Aufbau; Durchführung von Praxistests ( Dispower, Waschen mit der Sonne ) *(Stand )

41 moma Praxistests Warum Mannheim? Dezentrale Erzeuger in Mannheim: 49 MW EEG-Anlagen* erzeugen 263 GWh/a 80 MW Kraft-Wärme-Kopplung (ohne GKM) Höchstentnahmelast in Mannheim: 420 MW Gesamtenergieverbrauch GWh/a EEG-Anteil am Energieverbrauch: 14% *(Stand )

42 moma Praxistests Komplexitätsgrad 3. Praxistest Intelligentes Energienetz 1. Praxistest Innovativer Stromzähler 20 Feldtestkunden (dez. Anlagenbetreiber) Prüfung der technischen Realisierbarkeit (Installation, Datenübertragung) 2. Praxistest Flexibler Strompreis 200 Feldtestkunden (dez. Anlagenbetreiber, private Haushalte) Dynamische Strompreis- Signale (Ermittlung Lastverschiebungspotential) Akzeptanz der neuen Technologien (Energiebutler) Feldtestkunden (dez. Anlagenbetreiber, Gewerbe- und Haushalte) Repräsentative Aussagen: Kundenverhalten Lastverschiebung Netzverhalten Umweltauswirkungen Wirtschaftlichkeit Juli 2009 Anfang 2010 Anfang 2011

43 moma Praxistests 1. Praxistest Innovativer Stromzähler Fernauslesbare intelligente Zähler Kundenportal (Visualisierung von Verbrauch/ Erzeugung) 2. Praxistest Flexibler Strompreis Energiebutler Demand Side Management (für alle steuerbaren Lasten im Haushalt z. Bsp. Kühlschrank, Waschmaschine) 3. Praxistest Intelligentes Energienetz Sekundärtechnik in den Ortsnetzstationen (Verteilnetzserver) E-Energy Marktplatz mit neuen Handelsfunktionen für dez. Anlagenbetreiber, Lieferanten, Netzbetreiber, etc. Steuerung dezentraler Erzeuger

44 moma Praxistests Ziele des Projektkonsortiums Nachweis der technischen, ökonomischen und sozialen Machbarkeit Training und Wissensvorsprung für die Mitglieder des Projektes Einblick in die Zukunft der Energieversorgung Verbesserung der ökonomischen Voraussetzungen der Integratio von erneuerbaren Energien Demonstration und Signalwirkung für Nachfolgeprojekte

45 moma Praxistests Vorteile für den Kunden Detaillierte Informationen zu Ihrem Stromverbrauch und -kosten Variabler Tarif, der es Ihnen ermöglicht, Ihre Stromabnahme in preisgünstige Niedrig-Tarifzeiten zu verlegen Steigerung Ihrer Energieeffizienz Kostenlose Installation des Energiebutlers (unser intelligentes Energiemanagementsystem) Integration Ihrer Einspeisung erneuerbarer Energien ins Netz Wertvoller Beitrag an der Erforschung der künftigen klimafreundlichen Energieversorgung

46 moma Praxistests Erforschen Sie mit uns die Zukunft! Voraussetzungen: Sie wohnen in Mannheim. Sie sind Kunde der MVV Energie. Sie haben einen Internetanschluss. Ihre Ansprechpartner: Frau Heike Baum Kundenhotline: 0621/ Mo.-Do.: 8-17 Uhr

47 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dipl.-Phys. Andreas Kießling Systemarchitekt wiss.-techn. Projektleitung MVV Energie AG Luisenring Mannheim Telefon: +49 (621) Mobil: +49 (172) Telefax: +49 (621)

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