Smart Watts Steigerung der Selbstregelfähigkeit des Energiesystems durch die intelligente Kilowattstunde und das Internet der Energie

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1 Watts Steigerung der Selbstregelfähigkeit des Energiesystems durch die intelligente Kilowattstunde und das Internet der Energie Beitrag zum BMWi Leuchtturmprojekt E-Energy für die Modellregion Aachen

2 Inhalt Was leistet Watts für die energiepolitischen Ziele Welches Problem wird Watts lösen Wie steigert Watts die Zielerreichung Worin besteht die Innovation, die besondere Idee Was sind die Bausteine der Innovation Wie ist das Konsortium zusammengesetzt, und warum ist Aachen eine ideale Modellregion Wie planen wir die Verwertung Wie stellen wir den Erfolg der Projektarbeit sicher Wie bringen wir die Ergebnisse von Watts in den Markt Folie 2

3 Die Rahmenbedingungen im Energiemarkt haben sich stark verändert Die aktuelle Energiepolitik baut auf Wettbewerb und Marktmechanismen fördert den Einsatz erneuerbarer Energien begünstigt effizientes Verhalten der Akteure zielt auf stabile Versorgung bei stabilen Preisen Von den Rahmenbedingungen her sind wir bereits in einer neuen Welt. Folie 3

4 aber unser Energiesystem hat Nachholbedarf Unser heutiges Energiesystem ist im Kern immer noch alte Welt : Unter dem Gesichtspunkt der Informationsnutzung ist es zentralistisch wenig vernetzt und rückgekoppelt ineffizient Folie 4

5 Der Energiemarkt verändert sich schneller als das Energiesystem Dadurch werden die energiepolitischen Ziele behindert. Wir haben zuwenig Wettbewerb. in der Erzeugung im Vertrieb (wenig Differenzierung möglich, fehlende Wirtschaftlichkeit) Der wachsende Bereich der Erneuerbaren Energien ist dem Wettbewerb entzogen. Die Risiken und die Einstiegshürden für Wettbewerb wachsen. Netzengpässe Regelenergie wg. Einspeisung Erneuerbarer Energien Preisvolatilität Abwicklungsrisiken Kostensenkungs- und Effizienzpotentiale bleiben ungenutzt. Folie 5

6 Zielsetzung des Projektes Durch Einführung eines zeitgemäßen, unbundling- und wettbewerbskonformen Informations- und Steuerungsmodells werden alle drei Ziele der energiepolitischen Trias besser erreicht: Wirtschaftlichkeit Versorgungssicherheit Klimaschutz Folie 6

7 Die Ziele des Projekts Watts Förderung des Wettbewerbs durch größere Differenzierungsmöglichkeiten und verbesserten Systemzugang Höhere Aufnahmefähigkeit des Systems für erneuerbare Energien und dezentrale Erzeugung Sparsamerer, effizienterer Energieeinsatz (v.a. im Massenkundenbereich) Effizientere Prozesse im Energiehandel, entlang der Wertschöpfungskette Effizienteres Lastmanagement und effizientere Nutzung der vorhandenen Infrastruktur Folie 7

8 Innovation von Watts Watts, die intelligente Kilowattstunde Energie wird durchgängig von Informationen über Preis und Qualität begleitet Konzeption des Energiesystem als Energie-Web, dessen Informationsflüsse durch ein Internet der Energie gemanaged werden Information wird zum Produktionsfaktor entlang der gesamten Wertschöpfungskette Verbesserte Selbstregelfähigkeit des Systems durch dezentrale Regelkreise auf Lieferantenebene Folie 8

9 Bausteine der Innovation Architecture Market Metering Demand Portfolio Verbreitung und Verwertung Folie 9

10 Bausteine der Innovation Architecture Market Metering Demand Konzeptueller Ansatz des Energie-Internets: Verbreitung und Hybrid Portfolio aus der Produktionswelt und dem Internet der Dinge Verwertung Folie 10

11 Bausteine der Innovation Konzeptueller Ansatz des Energie-Internets: Hybrid aus der Produktionswelt Architecture und dem Internet der Dinge Market Metering Demand Portfolio Verbreitung und Verwertung Folie 11

12 Bausteine der Innovation Konzeptueller Ansatz des Energie-Internets: Hybrid aus der Produktionswelt Architecture und dem Internet der Dinge Demand Market Metering Vollständiges Marktmodell für einen stärker dezentralisierten Energiemarkt Verbreitung und Hochautomatisierte Transaktionsplattform Portfolio für den Handel und die Abwicklung von Fahrplanprodukten Verwertung Folie 12

13 Bausteine der Innovation Konzeptueller Ansatz des Energie-Internets: Hybrid aus der Produktionswelt Architecture und dem Internet der Dinge Vollständiges Marktmodell für einen stärker dezentralisierten Energiemarkt Hochautomatisierte Transaktionsplattform Marketfür den Handel und die Abwicklung von Fahrplanprodukten Metering Demand Portfolio Verbreitung und Verwertung Folie 13

14 Bausteine der Innovation Konzeptueller Ansatz des Energie-Internets: Hybrid aus der Produktionswelt Architecture und dem Internet der Dinge Demand Vollständiges Marktmodell für einen stärker dezentralisierten Energiemarkt Vereinfachtes Marktplatzsystems Marketfür Bündelung und Handel strukturierter Energieprodukte Portfolio Konzept für modulare, interoperable, intelligente Zähler und Geräte Verbindung von Netz- und Vertriebsbelangen Metering Migrationsstrategie zur Konzept für modulare, interoperable Watts -Zähler als -Home-Gateway flächendeckenden Einführung für Verteilnetzbetreiber Verbreitung Geschäftsmodell verbindet Netz- und Vertriebsbelange und Verwertung Migrationsstrategie zur flächendeckenden Einführung in einem fragmentierten Netze-Markt Folie 14

15 Bausteine der Innovation Konzeptueller Ansatz des Energie-Internets: Hybrid aus der Produktionswelt Architecture und dem Internet der Dinge Demand Vollständiges Marktmodell für einen stärker dezentralisierten Energiemarkt Hochautomatisierte Market Transaktionsplattform für den Handel und die Abwicklung von Fahrplanprodukten Portfolio Modulare, interoperable Watts -Zähler als -Home-Gateway Netz- und Vertriebsbelange Metering Migrationsstrategie zur flächendeckenden Einführung in fragmentiertem Netze-Markt Verbreitung und Verwertung Folie 15

16 Bausteine der Innovation Konzeptueller Ansatz des Energie-Internets: Hybrid aus der Produktionswelt Architecture und dem Internet der Dinge Demand Vollständiges Marktmodell für einen stärker dezentralisierten Energiemarkt Vereinfachtes Marktplatzsystems Marketfür Bündelung und Handel strukturierter Energieprodukte Entscheidungsunterstützung zur Gewährleistung der wirtschaftlichen Realisierbarkeit Verknüpfung von Erzeugungsund Verbrauchssteuerung Portfolio Modulare, interoperable Watts -Zähler als -Home-Gateway Netz- und Vertriebsbelange Metering Versorgerspezifische, angebotsgesteuerte Preissignale, Migrationsstrategie zur flächendeckenden Einführung in fragmentiertem Netze-Markt Verbreitung als Grundlage für dezentralisierte Balanceregelung. und Verwertung Entwicklung von verbesserten Einfache Benutzung durch Abrechnungssystemen automatisierte Hausgeräte zum Einsatz im Baubestand. Folie 16

17 Bausteine der Innovation Konzeptueller Ansatz des Energie-Internets: Hybrid aus der Produktionswelt Architecture und dem Internet der Dinge Versorgerspezifische, angebotsgesteuerte Preissignale, als Grundlage für dezentralisierte Balanceregelung. Demand Einfache Benutzung durch automatisierte Hausgeräte zum Einsatz im Baubestand. Vollständiges Marktmodell für einen stärker dezentralisierten Energiemarkt Hochautomatisierte Market Transaktionsplattform für den Handel und die Abwicklung von Fahrplanprodukten Portfolio Modulare, interoperable Watts -Zähler als -Home-Gateway Netz- und Vertriebsbelange Metering Migrationsstrategie zur flächendeckenden Einführung in fragmentiertem Netze-Markt Verbreitung und Verwertung Folie 17

18 Bausteine der Innovation Konzeptueller Ansatz des Energie-Internets: Hybrid aus der Produktionswelt Architecture und dem Internet der Dinge Versorgerspezifische, angebotsgesteuerte Preissignale, als Grundlage für dezentralisierte Balanceregelung. Demand Einfache Benutzung durch automatisierte Hausgeräte zum Einsatz im Baubestand. Vollständiges Marktmodell für einen stärker dezentralisierten Energiemarkt Vereinfachtes Marktplatzsystems Marketfür Bündelung und Handel strukturierter Energieprodukte Portfolio Modulare, interoperable Watts -Zähler als -Home-Gateway Netz- und Vertriebsbelange Metering Kurzzyklische Prognose preisgesteuerten Verbrauchsverhaltens Migrationsstrategie zur flächendeckenden Einführung in fragmentiertem Netze-Markt Verbreitung Optimierung zwischen make, buy und motivate und Verwertung Transparente Gestaltung und Abrechnung von zeitvariablen Tarifen Folie 18

19 Bausteine der Innovation Konzeptueller Ansatz des Energie-Internets: Hybrid aus der Produktionswelt Architecture und dem Internet der Dinge Versorgerspezifische, angebotsgesteuerte Preissignale, als Grundlage für dezentralisierte Balanceregelung. Demand Einfache Benutzung durch automatisierte Hausgeräte zum Einsatz im Baubestand. Vollständiges Marktmodell für einen stärker dezentralisierten Energiemarkt Hochautomatisierte Market Transaktionsplattform für den Handel und die Abwicklung von Fahrplanprodukten Prognose angebotsgesteuerten Verbrauchsverhaltens Optimierung zwischen make, buy und motivate Portfolio Transparente Gestaltung und Abrechnung von zeitvariablen Tarifen Modulare, interoperable Watts -Zähler als -Home-Gateway Netz- und Vertriebsbelange Metering Migrationsstrategie zur flächendeckenden Einführung in fragmentiertem Netze-Markt Verbreitung und Verwertung Folie 19

20 Bausteine der Innovation Konzeptueller Ansatz des Energie-Internets: Hybrid aus der Produktionswelt Architecture und dem Internet der Dinge Versorgerspezifische, angebotsgesteuerte Preissignale, als Grundlage für dezentralisierte Balanceregelung. Demand Einfache Benutzung durch automatisierte Hausgeräte zum Einsatz im Baubestand. Vollständiges Marktmodell für einen stärker dezentralisierten Energiemarkt Vereinfachtes Marktplatzsystems Marketfür Bündelung und Handel strukturierter Energieprodukte Entscheidungsunterstützung zur Gewährleistung der wirtschaftlichen Realisierbarkeit Verknüpfung von Erzeugungsund Verbrauchssteuerung Entwicklung von verbesserten Abrechnungssystemen Modulare, interoperable Watts -Zähler als -Home-Gateway Netz- und Vertriebsbelange Metering Migrationsstrategie zur flächendeckenden Einführung in fragmentiertem Netze-Markt Entwickelt werden nicht nur technische Lösungen, sondern auch die Geschäftsmodelle, Verbreitung und um Portfolio eine Umsetzung im Markt (v.a. bei vielen Stadtwerken) zu ermöglichen Verwertung Folie 20

21 Bausteine der Innovation Konzeptueller Ansatz des Energie-Internets: Hybrid aus der Produktionswelt Architecture und dem Internet der Dinge Versorgerspezifische, angebotsgesteuerte Preissignale, als Grundlage für dezentralisierte Balanceregelung. Demand Einfache Benutzung durch automatisierte Hausgeräte zum Einsatz im Baubestand. Vollständiges Marktmodell für einen stärker dezentralisierten Energiemarkt Hochautomatisierte Market Transaktionsplattform für den Handel und die Abwicklung von Fahrplanprodukten Prognose angebotsgesteuerten Verbrauchsverhaltens Optimierung zwischen make, buy und motivate Portfolio Transparente Gestaltung und Abrechnung von zeitvariablen Tarifen Modulare, interoperable Watts -Zähler als -Home-Gateway Netz- und Vertriebsbelange Metering Migrationsstrategie zur flächendeckenden Einführung in fragmentiertem Netze-Markt Verbreitung Entwickelt werden nicht nur technische Lösungen, sondern auch die Geschäftsmodelle, und um eine Umsetzung im Markt (v.a. bei vielen Stadtwerken) Verwertung zu ermöglichen Folie 21

22 Elemente des Konzepts von Watts Kraftwerk Einkauf Verkauf Kunde 1 Windgen. Lieferant A Vertriebsportfolio Kunde 1 Kunde 1 Appliances Händler Kraftwerk Forecast Billing Meters Balancing Datenzentrale Market Transactions Kommunikationssystem für Verbraucheranschluss Internet der Energie Verbrauchs-, Erzeugungsdaten Real-time Preissignal Folie 22

23 Das Internet der Energie Merkmale und Eigenschaften Virtuelles Abbild der realen Welt im Energiesystem Eindeutige Identifikation der Elemente und Akteure Datensicherheit- und Datenschutzkonzept Zähler Root Server Industriekunde URL Name Server URL Event Server Erzeuger Neutraler Betrieb URL URL Universelle, flexible Kommunikation Gerät URL Kunde URL URL Netzinfrastruktur URL EVU (Energielieferanten) Folie 23

24 Heute: Kein geschlossener Regelkreis, alle Risiken beim Lieferanten Händler Kraftwerk Einkauf Verkauf Kunde 1 Regel- Kraftwerk Lieferant A Vertriebsportfolio Kunde 2 Kunde 3 Kraftwerk X Kunde 4 Kraftwerk Y Lieferant B Kunde 5 Windgen. A Kunde 6 Kunde 7 Windgen. B Lieferant C Bilanzkreis Kunde 8 Verbrauchs-, Erzeugungsdaten 1x p.a. (SLP-Kunden) Folie 24

25 Watts: Dezentrale, geschlossene Regelkreise Händler Kraftwerk Einkauf Verkauf Kunde 1 Regel- Kraftwerk Windgen. Lieferant A Vertriebsportfolio Kunde 2 Kunde 3 Kraftwerk X Windgen. Kunde 4 Kraftwerk Y Lieferant B Kunde 5 Windgen. Kunde 6 Kunde 7 Lieferant C Bilanzkreis Kunde 8 Verbrauchs-, Erzeugungsdaten Real-time Preissignal Folie 25

26 Aachen bietet ideale Eigenschaften als Modellregion IBC Solar RWTH Aachen SOPTIM Energie Agentur.NRW Forschungszentrum Jülich NUON Energie u. Services Open Universiteit Nederland Philips Research Labs Solland Solar Energy Stadt Aachen Trianel Folie 26

27 Die Modellregion Aachen Das Watts Partnernetzwerk profitiert mit seiner regionalen Verankerung von der Technologieregion Aachen Das Konzept der intelligenten Kilowattstunde soll bei 500 bis Haushaltskunden praktisch erprobt werden Die Städteregion Aachen bietet mit ihrer vielfältigen Gebietsstruktur (industriell, städtisch, ländlich) die Möglichkeit für vergleichende Feldtests Folie 27

28 Watts realisiert eine kritische Masse Netzwerk der Trianel Über 70 Stadtwerke in Deutschland Direkter Zugang zu ca. 10% der Verteilnetzbetreiber Kleine und mittlere Versorger mit Querverbund Zusammenarbeit mit Vereinen und Verbänden in Deutschland und Europa, z.b. GEODE Europäisches Netzwerk Folie 28

29 Maßnahmen zur Verwertung und Verbreitung Verwertung und Verbreitung Demonstration in der Modellregion Aachen Impuls aus 20 Verteilnetzen (LoIs) stimuliert bundesweite Verbreitung Anwendung der Ergebnisse im Trianel-Netzwerk (70 im Netzwerk) Trianel trägt die Botschaft ins Land (800 VNBs bundesweit) Energeticon erreicht bis Endverbraucher pro Jahr Folie 29

30 Standortvorteile für Deutschland Watts stärkt den Standort Vorreiterrolle bei der Einführung von intelligenten Systemen in dezentralen Versorgungsstrukturen CleanTech-Lösungen werden um Back-Bone-System ergänzt Export (eigenständig und als Gesamtsystem) Wettbewerbsbelebung (Anbieterzahl, Diversität) Günstige Energieversorgung für Konsumenten (Wettbewerb, Effizienz, Reduktion/Begrenzung der installierten Leistung) Folie 30

31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Kontakt: Trianel European Energy Trading Dipl.-Ing. Reinhard Goethe Dipl.-Wi.-Ing. André Quadt Lombardenstraße Aachen Forschungsinstitut für Rationalisierung an der RWTH Aachen e.v. Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Peter Laing Pontdriesch 14/ Aachen Folie 31

32 Folie 32

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