Smart Energy Klimaschutztagung Kaiserslautern

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1 Smart Energy Klimaschutztagung Kaiserslautern Prof. Dr. Frank Bomarius

2 Smart Energy? Verbraucher wird zum Teilnehmer im Internet der Energie

3 Inhalt Einleitung zu Smart Energy Intelligentes Energie-Management (IEM) Laufende Arbeiten Nächste Schritte

4 Motivatoren für Smart Energy Politisch Klimawandel Steigende Preise für Öl, Gas und Kohle Steigender Verbrauch Endlichkeit der Ressourcen Abhängigkeit von politisch instabilen Regionen Technisch Zunehmende Einspeisung aus fluktuierenden Quellen (Wind, Sonne) Heimautomation, AAL Systeme, Energie- Messsysteme finden Verbreitung Energieeffiziente Geräte Lokale Erzeugung (PV, KWK, Solarthermie) Regulatorisch Atomkraft- und Kohle-Ausstieg (2021, 2020) Förderung erneuerbarer Energien (EEG) Liberalisierung im Messwesen ( 21b, EnWG und MessZV) Zeitnahe, genaue Abrechnung + Smart Metering ( 40, Abs , EnWG) ( ) Zeit- und lastabhängige Tarife ( ) Ökodesign-Richtlinie Psychologisch Der Wunsch Energie zu sparen ist in der Bevölkerung vorhanden, alleine es fehlt oft am Wissen wieviel wo und wann verbraucht wird Studien zeigen, dass max. 3% nachhaltige Energieeinsparung durch reine Verhaltensänderung erreicht werden kann

5 Einige offene Fragen Technische Standards welche setzen sich durch? Kosten - für die Smart Metering-Infrastruktur? pro Smart Meter (Aufbau) pro Smart Meter (Betriebskosten) Technik und Kosten für zusätzliche Installationen auf Verbraucherseite, um den Verbraucher zum Teilnehmer zu machen? Datenschutz?

6 Also Es gibt also eine ganze Reihe von Motivationen für Smart Energy Das regulatorische Umfeld versucht die Weichen zu stellen Grundlegende Fragen zu technischen Standards und Kosten sind noch ungeklärt und behindern die rasche Umsetzung (in Deutschland) jedenfalls: Für eine aktive Teilnahme im Energienetz muss rund um die Uhr kurzfristig reagiert werden Erzeugung, Übertragung und Verbrauch müssen eng abgestimmt sein Der Verbraucher braucht ein adäquates technisches System Dieses muss eng mit der Erzeuger- / Übertragerseite integriert sein Smart Energy ist ein IT-Thema!

7 Das Internet der Energie

8 Inhalt Einleitung zu Smart Energy Intelligentes Energie-Management (IEM) Laufende Arbeiten Nächste Schritte

9 Intelligentes Energie-Management Handlungsoptionen jedes Einzelnen Intelligente Systemsteuerung Kosten- und Energie-Einsparpotenzial, hohe Nachhaltigkeit Sparsameres Verhalten Energieeinsparpotenzial 3 ( 30%), geringe Nachhaltigkeit, rebound effect Effizientere Geräte hohes Energieeinsparpotenzial, hohe Nachhaltigkeit

10 Intelligentes Energie-Management Die gesamtwirtschaftliche Sicht Ziele des IEM Energie-Einsparung Kostenreduktion CO 2 - Reduktion Synthetisches Lastprofil eines Haushalts an einem Wintertag Samstag Sonntag Wochentag 250,0 200,0 Verbrauch 150,0 100,0 50,0 0,0 0:15 1:45 3:15 4:45 6:15 7:45 9:15 10:45 12:15 13:45 15:15 16:45 18:15 19:45 21:15 22:45 Tageszeit Ziele des IEM neu betrachtet Lastverschiebung zur Anpassung an die Produktion um Überkapazitäten reduzieren um die obigen Ziele zu erreichen installiert in Betrieb tatsächliche Maximallast Grundlast 119,4 GW 96,6 GW 76,6 GW ca. 45,0 GW [Verband der Netzbetreiber 2005/2006]

11 Intelligentes Energie-Management Die Sicht des Einkäufers Defizitär beschaffte Energiemengen EEX-Preis /1000kWh Uhrzeit 47 Durchschnittlicher Anteil Strombeschaffung imkundenpreis EEX-Preise /1000kWh Quelle: A.T. Kearney

12 Intelligentes Energie-Management Die Schnittstelle zum Endverbraucher Verbraucher Versorger Energie Energiefluß nach Angebot optimiert Information: Preise (real time) Gesamtbedarf (aktuell und Prognose) Preis an Produktionskosten orientiert (zeit- & lastabhängig) mit Anreiz- / Strafkomponente Bedarfsmeldung aufgrund eigener Beobachtungen (Datenschutz!)

13 Inhalt Einleitung zu Smart Energy Intelligentes Energie-Management (IEM) Laufende Arbeiten Nächste Schritte

14 Laufende Arbeiten Intelligentes Energiemanagement des Fraunhofer IESE + Partner Zusammen mit Wohnungsbaugesellschaften Aufbau einer kostengünstigen, sparsamen, integrierten Plattform für IEM, Hausautomatisierung, Assisted Living, Sicherheit, Fokussierung des IEM auf load-shifting Kosten / Nutzen für Wohnbaugesellschaften Zusammen mit lokalen Energieversorgern Definition einer schmalen Schnittstelle zum Versorger Erprobung von Preismodellen als Anreiz für load-shifting Zusätzliche kundenindividuelle Ansprache (z.b. zur Kundenbindung) Zusammen mit Fachplanern, Architekten, Handwerkern Transfer der Ergebnisse Zusammen mit Herstellern von Hausautomatisierungssystemen Transfer unserer Algorithmen in kommerzielle Domotik-Systeme

15 Laufende Arbeiten Forschungsfragen / in 2010 geplante empirische Evaluationen Wir groß ist die tatsächliche Auswirkung von IEM auf die Vermeidung von Spitzenlasten? auf die Energiekosten? auf CO 2 Einsparung? Wie sieht eine vertrauenswürdige und zuverlässige Systemarchitektur aus? Wie muss die Kommunikation mit dem EVU von prognostizierten Lasten und Preissignalen gestaltet werden? Wie sieht eine bedienbare Software für den Endbenutzer aus?

16

17

18 verschobene Last

19 Inhalt Einleitung zu Smart Energy Intelligentes Energie-Management (IEM) Laufende Arbeiten Nächste Schritte

20 Nächste Schritte Einbindung lokaler Erzeugung / Einspeisung Einbindung von Elektromobilen Entwicklung von Verfahren zur Zertifikation von IEM Systemen hinsichtlich Zuverlässigkeit (vor allem wenn AAL und Sicherheitsfunktionen enthalten sind) Nachweis / online-überwachung der Datensicherheit Smart Grid - Integration

21 Vielen Dank! Besuchen Sie unser Exponat zum im Foyer

22 Literatur [1] Christina Köhler-Schulte (Ed.): Smart Metering Technologische, wirtschaftliche und juristische Aspekte des Smart Metering KS-Energy-Verlag, Berlin 2009, ISBN [2] BDI initiativ IKT für Energiemärkte der Zukunft

23 Intelligentes Energie-Management (IEM) Energie-Verbrauch deutscher Haushalte TWh % Elektrizität 133,9 17,9 Erdgas 285,8 38,1 Flüssiggas 8,9 1,2 Öl 215,3 28,7 Fernwärme 44,7 6,0 Steinkohle 3,3 0,4 Braunkohle 5,0 0,7 Holz 52,8 7,0 Summe 749,7 100,0 [Quelle: Fraunhofer ISI] E-Energy könnte pro Jahr 9,5 TWh elektrischer Energie in deutschen Haushalten einsparen. [Fraunhofer Study E-Energy ]

24 Technical Motivation for Intelligent Energy Management in more Detail from [1], p 196

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