Informationsnetze sind die Basis für ein wirklich smartes Energienetz

Transkript

1 Wie kommt die Intelligenz ins Energienetz? Informationsnetze sind die Basis für ein wirklich smartes Energienetz Dr. Justus Broß, Alcatel-Lucent Bell Labs Energy Talks Ossiach 2012, Ossiach,

2 AGENDA 1. Alcatel-Lucent & Bell Labs 2. Warum brauchen wir ein Smart Grid? 3. Welche Rolle spielt die Elektromobilität? 4. Was muss die IKT leisten? 5. Welchen Forschungsbedarf gibt es aus IKT-Sicht? 2

3 FACTS: ALCATEL-LUCENT & BELL LABS 3

4 ALCATEL-LUCENT REALIZING THE POTENTIAL OF A CONNECTED WORLD Broadband everywhere is speeding up life and business. It takes no time to go from having a new idea, to touching peoples lives. We must innovate and help our customers innovate at the speed of ideas. Ben Verwaayen Chief Executive Officer FAST FACTS Headquarters: Paris, France Annual Revenues: approx. 16 billion Employees: 77, countries R&D Budget: 2.5 billion Active Patents Held: 27,900 Patents Awarded in 2010: 2,400 Nobel Prizes Won: 7

5 BELL LABS RESEARCH CENTER GLOBAL FOOTPRINT USA Ireland Belgium France Central Europe (Germany) China India South Korea GLOBAL REACH INNOVATION IMPACT PRESENCE IN 8 COUNTRIES: >1000 researchers 27,900 active patents Collaboration with >250 universities Collaboration with > 200 partners Multiple Open Innovation Initiatives 7 Nobel Prizes

6 BELL LABS A HERITAGE OF INNOVATION Fax Sound Movies Radio Astronomy Digital Computer Transistor Cellular Informatio n Theory C Language CCD UNIX MBE Text-to- Telstar Laser Solar Cell Speech Lightwave DSP Digital Cellular HDTV DWDM Raman Amplifier PIC BSR Security Standard BLAST

7 INNOVATING AT THE SPEED OF IDEAS RECENT BREAKTHROUGHS lightradio A groundbreaking antenna small enough to fit in your hand 100G / 400G 100 Gigabit per second optical transmission and IP routing DSL Phantom Mode Boosts the transmission speeds of copper DSL by 50% (390Mbit/s over 400m)

8 INNOVATING AT THE SPEED OF IDEAS New Research Areas Greentouch TM Saving of Energy in Communication Networks Smart Grid Energy Communication Networks

9 Warum brauchen wir ein Smart Grid? Computerwoche 10

10 IKT INFRASTRUKTUR IM VERTEILNETZ Verbrauchsoptimierte Stromerzeugung Anwendungen Elektrizitätsmanagement Anwendungen Qualitätsmanagement Marktanwendungen Anwendungen Smart Grid/ Metering WAN Neues Netzwerk Existierendes Netzwerk Zugangsnetz Erzeugungsoptimierter Verbrauch 11

11 Ähnliche Rahmenbedingungen im Energiemarkt wie in der Informations- und Kommunikations Technologie (IKT) Industrie. Ansteigender Energiebedarf Ressourcenknappheit Emissionsreduzierung Gesetzgeber Saubere Energie Energieeffizienz Regulierung Kostendruck Kundennutzen Compliance with standards and governmentrecommendations for the protection of open and fair competition for the good of all customers. Realization of flexible solutions with an efficient cost structure and the ability to continuously incorporate new services. Demand for new applications, services and products in shorter cycles. 12

12 ENTWICKLUNGSSZENARIO ERNEUERBARE ENERGIEN > 2x in 10 Jahren! > 4x in 10 Jahren! 13

13 Audi Welche Rolle spielt die Elektromobilität im Smart Grid? 14

14 Zwischenspiel und Spannungsfeld: SmartGrid & E-Mobilität Bildnachweis: Futur; aus IKT für Elektromobilität Stand März 2011 E-Mobilität ermöglicht Energielieferung an privater, (halb) öffentlicher und virtueller Ladeinfrastruktur und der Ladung, bzw. Speicherung von Energie in EVs. Gleichzeitig ermöglicht es die E- Mobilität die gelieferte Energiemenge zu kontrollieren die entsprechenden Marktteilnehmer zu authentifizieren und autorisieren und gemäß der getroffenen Betriebs- und Servicevereinbarung abzurechnen. Verbraucher Zentralerzeuger Markt Netz IKT Speicher Consumer => Prosumer 15

15 POTENTIALE DER ELEKTROMOBILITÄT DAS AUTO ALS VIRTUELLES SPEICHERMEDIUM Bereitstellung von Regelleistung - Privathaushalte - Fahrzeugflotte - Anreizsysteme für (Ent-)Lade Szenarien (Werbemaßnahmen) - Dynamische induktive Ladung in Wind- oder Solarparknähe - Batteriewechselstationen als lokale Energiepuffer (Better Place) Bewegliche Speicher - Ladeprognosen aufgeschlüsselt für Verteilnetz Bereiche - Örtliche kurzfristige Energieversorgung Micro Grid Szenario Kommunikationsbedarf überall! 16

16 Was muss die IKT leisten? 17

17 ANKNÜPFUNGSPUNKTE FÜR DIE IKT Converged Communications Sprache, Daten, SCADA Verlässlichkeit Smart Prosumer Home energy mgt Flexible Tarifmodelle Elektromobilität Datenschutz Smart Grid Sicherung der Versorgung Datensicherheit Smart Metering Verbrauchsmanagement Micro Grids Business Processes Smart Metering Ausbau Bezahlsysteme Netzbetrieb 18

18 KONKRETE ANFORDERUNGEN AN DIE IKT Echtzeitkommunikation Effiziente Kommunikationsprotokolle Sicherheitsrelevante Aspekte - Ausfallsicherheit, Datenverschlüsselung, Datenintegrität, Zugriffskontrollmechanismen - Vertrauenswürdigkeit zwischen den agierenden Parteien Kontrolle fein abgestufter Servicequalität Echtzeitmanagement von Netzelementen im Energienetz Effiziente Algorithmen - Datenerfassung, -verwaltung und -auswertung - Intermodale Kommunikationslösungen - Routenfindung Verteilte Intelligenz Flexible und skalierbare Architektur (Cloud Technologie) 19

19 ZUKUNFTSMODELL Parkplatz mit Ladepunkten Leistungsreserve Tarifabhängiges Laden Ladeplanung Dynamische Tarife Metriken: Netzzustand Angebot und Nachfrage Werbemaßnahmen Verkehrsleitung Überwachung Netzzustand Sensordatenerfassung Steuerung der Netzelemente Prognoseerstellung Islanding Lokaler Speicher Energiereserve Gesteuertes Laden Nutzung der lokalen EE Datenzugriff überall und jederzeit Akkustatus Aktuelle Tarife Lokalisierungsfunktionen Heimautomatisierung Univ. of Stuttgart, 2010 Institute for Energy Transmission and HV Technology 20

20 DAS INTELLIGENTE ENERGIENETZ HANDLUNGSBEDARF AUS IKT-SICHT Schaffung von Förder- und Anreizssystemen zum Aufund Ausbau des Intelligenten Energienetz (Smart Grid) Einbindung der ITK Industrie in die Planungs- und Realisierungsphase Breitere Einführung intelligenter Energiezähler (Smart Meter) Schnellere Standardisierung Klärung datenschutzrechtlicher Rahmenbedingungen 21

21 Welche Felder müssen Erforscht werden? 22

22 Weiterer Forschungsbedarf erforderlich 23

23 Thank you 24