IBM GBS Energy&Utilities. Dipl.- Ing. Ralf Thiemann. IBM Global Business Services Energy & Utilities E-Energy Project

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1 IBM GBS Energy&Utilities Umwelttech trifft IT Chancen von Green-IT und E-Energy E-Energy Energy Projektskizzen zum Internet der Energie Dipl.- Ing. Ralf Thiemann IBM Global Business Services Energy & Utilities E-Energy Project 2. Juli IBM Corporation Agenda E-Energy Förderprojekt der deutschen Regierung - αcore - Create-Operate-Research-Extend - Projektskizze Modellstadt Mannheim - Projektskizze Meregio Intelligente Energieversorgung - Herausforderungen an Kunde, Recht und Interoperabilität - IUN Intelligent Utility Network - SIM Smart Integration Management 2

2 Das intelligente Energieversorgungsnetz ist ein wichtiger Teil der IBM smart Planet Initiative: Intelligent Transportation Systems Measure & improve transportation usage Reduce traffic congestion Reduce CO2 emissions Increase mass transit usage Reduce energy usage Improve environment Intelligent Utility Networks Measure & improve energy mgmt Improve efficiency usage, Reduce outages Improved grid management Mange distributed energy 3 Carbon Management Measure & reduce carbon emissions Carbon Mgmt Strategy Carbon Mgmt Intelligence Supply chain management Property, buildings, workplace Energy Efficient Technologies & Services Create &manage efficient IT Active energy management IT facilities infrastructure efficiency IT operations efficiency Monitoring and verification of efficiency goals Demand-side efficiency Advanced Water Management Measure and manage water systems usage and quality with real-time knowledge Weather event mgmt; flood management Real-time monitoring and analytics for water usage and water quality Die Vision des Smart Grids Zukunft der Energiewirtschaft Quelle: 4

3 E-Energy initiative definiert die Agenda der kommenden Jahre IKT = Informations- und Kommunikationstechnologie Source: E-Energy Ausschreibung des BMWI 5 E-Energy: Förderpolitische Ziele Ansatz der Bundesregierung Energiekosten senken Versorgungssicherheit erhöhen Energieeffizienz erhöhen Klimaschutz verbessern Informations- und Kommunikationstechnologie IKT End-to-End integriertes System Darstellung der Technischen Machbarkeit Ökonomischen Effizienz Ökologische Verträglichkeit Politisch-gesellschaftlich Akzeptanz 6

4 Projektskizze - MEREGIO (Aufbruch zu Minimum Emission Regions) Ganzheitliche Betrachtung der Wertschöpfungskette und Verknüpfung der physikalischen Ebene mit der Handelsebene Entwicklung einer Handelsplattform für Energieprodukte, Systemdienstleistungen und Mehrwertdienste Steigerung der Energieeffizienz durch Integration von Energieverbrauchern und dezentralen Erzeugern in den Markt MEREGIO-Zertifizierung zur Reduzierung der Klimagasemissionen 7 Das MEREGIO Konzept 8 8

5 Pilotregion: Karlsruhe/Stuttgart 1000 Teilnehmer (ca. 800 Verbraucher und ca. 200 Erzeuger) Haushalte und kleine und mittlere Unternehmen Dezentrale Energieerzeugungsanlagen (Photovoltaikanlagen, Mikro-Blockheizkraftwerke usw.) Physischer und virtueller Zusammenschluss von Teilnehmern Mehrheit der Teilnehmer am gleichen Nieder- bzw. Mittelspannungsnetz Einbeziehung von entfernten Teilnehmern in virtuellen Netzwerken Ausstattung mit modernster Informationstechnologie Fernauslesbare, intelligente, Multi-utility-Zähler Geräte zum Demand Side und Demand Response Management (u.a. schaltbare Steckdosen) Zusätzliche Sekundärtechnik in den Ortsnetzstationen 9 Projektskizze - Metropolregion Rhein-Neckar Modellstadt Mannheim Umsetzung eines Energie-Marktplatzes in der Metropolregion Rhein-Neckar 10

6 Bereiche der intelligenten Wertschöpfungskette Smart Generation mit Management der dezentralen Erzeugung durch Energieversorger und Netze Smart Trading durch autonome Handels-Softwareagenten Komplexe, verteilte IKT-Systeme im schlauen Stromnetz, dem Smart Grid mit Energie-Messelementen, sowie intelligentem Management von dezentralen Erzeugern und Lasten Echtzeitfähige Verbrauchs- und Erzeugungsmessung, sowie Messung von Energieparametern mit Smart Metering als entscheidender Kern zukünftiger Funktionalitäten und als Eröffner neuer Chancen und Geschäftsmodelle Erweiterung der IKT-Systeme beim zukünftigen Energieversorger hin zum Kunden zwecks dezentralem Energiemanagement im Smart Home durch Energie-Sensorik und Energie-Services 11 Mannheim ist bereits seit Jahren ein Vorreiter bei dezentraler Energieversorgung und Energieeffizienz, Stromnetz mit aktiven Segmenten Strom Laufende Feldtests zu intelligenten Stromnetzen mit Europäischen Partnern 12

7 Laufender Feldtest mit 20 Mikro-KWK-Geräten in Mannheim und öffentlichen Gebäuden in der Metropolregion Rhein-Neckar Dezentrale Erzeugung: KWK mit WhisperGen TM NS MS DEA Bereits heute über 300 Photovoltaik- und KWK-Anlage 13 Verteilte Kühllasten bilden zusammen einen großen virtuellen Speicher Interaktion von dezentraler Speicherung und Erzeugung auf einem Marktplatz Kühleinheiten in Mannheim Kühllast 14

8 Die Modellstadt Mannheim - ganzheitlicher Systemansatz für Zukunfts-Energiesystem 15 Endkunden als verantwortliche Marktteilnehmer im effizienten Umgang mit der Ressource Energie ISET-Systemlösung BEMI plus TM mit Energiebutler - Zentrale - Individuelles Energiemanagement - Dynamische Tarife/Preissignale - Demand Response Energiebutler 16 Energiebutler - registrierte Marke der MVV Energie

9 Die Kommunikationsplattform: Breitband-Powerline ermöglicht Echtzeit Datenübermittlung an jeder Stelle des Energienetzes zu günstigen Preisen Breitband- Powerline Breitband-Powerline verwendet das Stromnetz selbst als kostengünstiges und zuverlässiges IP-Netz mit nachhaltig ausreichender Bandbreite und Echtzeit-Zugang 17 Modulare Architektur für verschiedene Dienste mit offenen Schnittstellen IBM αcore Integrationsarchitektur: - Interaktion zwischen allen Marktteilnehmer und Bausteinen - Massendatenverarbeitung - Applikations-/Zugriffsmanagement - Skalierbar, Einfaches Nachrüsten für neue Anforderungen - Netzwerkansatz (LAN/WAN) 18

10 Feldversuche mit 3000 Teilnehmern - Verbraucher und Erzeuger) Markt Marktteilnehmer - Echtzeit Informationen über aktuellen Verbrauch - Echtzeit Informationen über aktuelle Erzeugung - Kostenorientierte Tarifmodelle - Energieeinspeisung - Direkte Rückkopplung an den Intra-Day-Handel - Multisparten 19 Die Herausforderung an den smarten Verbraucher: Wie lassen sich die Endanwender einbinden? neue Kundentypen gestärktes Umweltbewußtsein 1 Frugal Goal-Seeker (FG) Passive Ratepayer (PR) Energy Stalwart (ES) Energy Epicure (EE) neue Geschäftmodelle 2 Transformation (OT) Passive Persistence (PP) Participatory Network (PN) Constrained Choice (CC) Bereitschaft zum persönlichen Engagement neue Informationsflüsse 20 Einfache Anwendung von neuer Technologie 3 Energy Flow Information Flow

11 Automated Substations Digital Relays LAN Sensors Equipment Monitoring Die Herausforderung an die rechtlichen Rahmenbedingungen des Datenaustausches entsteht aus der Liberalisierung des Energiemarktes. Initiate Produktion Service Erzeugung/ Contract Gewinnung Trading Großhandel Transport- und Verteilnetz Energievertrieb Netzbetreiber Lieferant Messstellenbetreiber Messdienstleister Das hoch integrierte Energieversorgungsunternehmen mit durchgängigen Prozessketten, wie in der Vergangenheit, gibt es schon lange nicht mehr. Wo entstehen Aufwände und Nutzen für intelligente Energiesysteme? 21 Die technische Herausforderung liegt in der Interoperabilität der Informationsverarbeitung über die gesamte Wertschöpfung hinweg Level 1/2 Level 3 Level 4/5 Morgen Vision Customer Heute Customer Monitor Strategic Business Goals Improve Reliability Increase Customer Satisfaction Increase Regulatory Capital Drive Sustainable Earnings Optimization Optimization Optimization Benefits Benefits Benefits Customer T&D Grid Work & Asset & & Planning & Planning Planning Manage Manage Monitor Monitor Manage Intelligent information Exchange Services Intelligent information Exchange Services Work & Asset T&D Grid & Intelligent Planning information Exchange Services & Planning Work & Asset & Planning Intelligent information Exchange Services T&D Grid & Planning Customer. Meter Lines Substations Crews Domain Silos Vertikale Integration Minimal Querverbindungen Equipment Domain Silos Vertikale Integration Querverbindungen zwischen Domains Vermehrt Anpassung der Standards und Datenzugangsroutinen INTEROPERABILITY Offene Schnittstellen Offene Protokolle Standardisierte Zugänge Die Integration via Middleware ist intelligent und funktioniert auf Basis von Services Wie lassen sich Geräte und Marktpartner nach offenen, einheitlichen Standards miteinander verknüpfen? 22

12 Smart Integration Management IBM Demoszenario Netzmanagement Zäher oder intelligente Sensoren Endanwender - Rollenkonzept SCADA Enterprise Störungsmgmt Smart Machines & Anwendungen Smart Homes E-Car Kommunikations-Schicht Monitoring Communication/ Device Services Kunden Portal ESB Data Services Business Services Use Cases Meter Data Mgmt (SW/System/3rdP) Rating Enterprise Application Domain FI/CO IS-U / CRM Trading ERP application Intelligent Gateways Assetmanagement Biomasse Photovoltaik Wind Demo im IBM Forum Stuttgart verfügbar. WfM EAM 23 Danke für Ihre Aufmerksamkeit. Dipl.- Ing. Ralf Thiemann IBM GBS Ralf.Thiemann@de.ibm.com 2009 IBM Corporation