SMART METERING. Umfeld, Normen und Standards Konzepte und Schnittstellen. Luzern, 6. Dezember 2011

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1 SMART METERING Umfeld, Normen und Standards Konzepte und Schnittstellen Luzern, 6. Dezember 2011

2 INHALTSVERZEICHNIS Umfeld von Smart Metering Energiewirtschaft im Wandel EU Förderprogramm Bundesamt für Energie (BfE) Energieeffizienz Konzepte und Technologie Geräte- und Systemkonzepte GWF Lösungsansatz Smart Metering Zusammenfassung - Empfehlung Seite 2

3 DIE ENERGIEWIRTSCHAFT IM WANDEL Die Energiewirtschaft steht vor drei Herausforderungen: Revolution Energietechnologien Smart Grid Märkte konsolidieren sich Internationalisierung / Europäisierung Welcher Weg soll eingeschlagen werden? Seite 3

4 SMART GRID PARADIGMAWECHSEL IM VERTEILNETZ Aktuelle Situation im Netz Zukünftige Netze (Smart Grids) Unidirektionaler Energiefluss von den Kraftwerken über die Verteilnetze hin zum Energiekunden. Quelle: Siemens AG 2009 Aktive Verteilnetze mit dezentraler Einspeisung sowie zeitnaher und bidirektionaler Steuerung und Kommunikation. Seite 4

5 SMART METERING DEFINITION Für den Betrieb von einem Smart Grid, braucht es eine Smart Metering Infrastruktur Definition Smart Metering: Infrastruktur zur Steigerung der Energieeffizienz bei Kunden und Verbesserung der Netzbewirtschaftung durch die Elektrizitätswirtschaft. Seite 5

6 SMART METERING FUNKTIONEN UND NUTZEN Funktionen Smart Metering Fernablesung und -Parametrierung der Zähler Laststeuerung Überwachung und Steuerung von dezentralen Erzeugern Echtzeit Daten für Kundenfeedback und Netzsteuerung Nutzen Smart Metering Reduktion des Stromverbrauchs und Verschiebung von Lastspitzen Smart Meter Intelligenter Stromzähler Aktiver Kundenkontakt mit Echtzeitfeedback zum Stromverbrauch Kundenbindung dank neuer flexibler Produkte für den Endverbraucher Effizienz und Einsparpotenzial beim Stromverbrauch Seite 6

7 SMART METERING NORMEN UND STANDARDS EU Programm > % Treibhausgas, +20% Energie-Effizienz, +20% Erneuerbare Energie bis 2020 EU Energie-Direktive EN Energieeffizienz und Dienstleistungen EU Mandat M/441 Smart Metering muss genormt werden Smart Metering Co-Ordination Group Verteilt Aufgaben und überwacht Umsetzung EU-Energie Direktive OMS Open Metering System Interessengemeinschaft Versorger und Industrie Vorhandene Standards werden für Smart Metering angepasst. CEN: -> (Bsp. CEN TC294,..92,..176,..237) Seite 7

8 ENERGIESTRATEIGE DES BUNDES Die Energiestrategie des Bundesrates basiert auf vier Säulen Quelle: BfE Konzeptentwurf EnergieSchweiz nach 2010 Vom Starke Förderung der Energieeffizienz Massiver Ausbau der erneuerbaren Energie Gezielter Zubau von Grosskraftwerken Strategische Ausrichtung der Energieaussenpolitik 6. Dezember 2011 Seite 8

9 ENERGIESTRATEIGE DES BUNDES Aktionsplan Energieeffizienz Maximal 5% Zunahme des Elektrizitätsverbrauchs zwischen 2010 und 2020 Reduktion fossiler Energien um 20% zwischen 2010 und 2020 Verfolgung einer Best-Practice-Strategie bei Gebäuden, Fahrzeugen, Geräten und industriellen Prozessen (Bsp. Schlussbericht BfE Smart Metering für die Schweiz Potenziale, Erfolgsfaktoren und Massnahmen für die Steigerung der Energieeffizienz Dezember 2011 Seite 9

10 SYSTEMKONZEPTE SMART METERING STROMZÄHLER ALS MASTER Quelle: Handbuch Smart Metering CH des VSE, Vernehmlassungsversion Seite 10

11 SYSTEMKONZEPTE SMART METERING EINSATZ EINES MUC (Multi Utility Controller) Quelle: Handbuch Smart Metering CH des VSE, Vernehmlassungsversion Seite 11

12 SMART METERING OPEN METERING (OMS) EMPFIEHLT MUC Primäre Kommunikation Zähler-Gateway M-bus nach EN Tertiäre Kommunikation Gateway (MUC) Versorger SML Protokoll über TCP/IP Quelle: Open Metering System Specification Volume 1 General Part Issue / Seite 12

13 SMART METERING KONZEPT DER GWF KS2 Sekundäre Kommunikation Nahverkehrskommunikation zu Anlagen / Geräten wie z.b. Kundendisplay Home Display Strom KS0 Lokale Schnittstelle Parametrierung / Lokale Ausstattung KS1 Primäre Schnittstelle Nahverkehrskommunikation zu (weiteren) Zähler Wasser Gateway Gas ZFA/EDM/ERP KS3 Tertiäre Kommunikation Weitverkehrskommunikation zur Datenfernübertragung Fernwärme 6. Dezember 2011 Seite 13

14 GPRS SML Ethernet SML PLC SMART METERING KONZEPT DER GWF MUC-KONZEPT FÜR ALLE SPARTEN Verrechnung GWFRead Smart Bsp: - SAP - ISE - RUF Energiedaten-Management Kunden WEB Portal /Home Display Bsp: - Belvis - Robotron Görlitz Fröschl SODA Zählerdaten-Management IPT Wasser Gateway (MUC) Gas Strom Fernwärme Seite 14

15 TECHNOLOGIE GWFcoder -WIRELESS M-BUS Wireless Empfänger mit M-Bus Schnittstelle kompatibel zu EN13757 M-Bus Wireless M-Bus-Funk T1 physical Layer EN13757 Funkmodul liest den Rollenstand/ID Plug & Play GWFcoder -Zähler mit integrierter Datenschnittstelle effektiver Zählwerkstand = Rollenstand Ethernet Verschlüsselte Datenübertragung Seite 15

16 MIGRATION DRIVE-BY AUSLESUNG SMART METERING Seite 16

17 ZUSAMMENFASSUNG / EMPFEHLUNG Treiber von Smart Metering sind der Wandel in der Energiewirtschaft sowie Programme zur Förderung der Energieeffizienz Smart Metering ermöglicht die Steigerung der Energieeffizienz bei Kunden und Verbesserung der Netzbewirtschaftung durch die Elektrizitätswirtschaft Bei Smart Metering empfiehlt es sich, neben Strom auch die übrigen Medien (Gas, Wasser, Wärme) mitzueinbeziehen. Aktuell fehlen die gesetzlichen Grundlagen in der Schweiz Empfehlung: Nur noch Zähler mit Datenschnittstellen einbauen als Investitionsschutz Migrationsfähigkeit beachten Auf Interoperabilität achten, um Abhängigkeiten zu vermeiden Seite 17

18 GWF MessSysteme AG Obergrundstrasse Luzern, Schweiz T +41 (0) F +41 (0) info@gwf.ch, Bureau de la Suisse romande: Route de Prilly Crissier, Schweiz T +41 (0) F +41 (0) info@gwf.ch, 6. Dezember 2011 Seite 18

19 DIE POLITIK WIRD AUCH SMART International Energiepolitik der EU in Richtung Versorgungssicherheit und Infrastruktur Aktionsplan zum Ausbau der Energieinsfrastruktur (Smart Grids) National Forschungsprojekte (Bsp. Swiss-Vehicle-to-Grid / SwissV2G) Studie BfE zu Smart Metering Potenzial Div. Arbeitsgruppen zu Smart Metering ( VSE, Energie- Cluster, Kooperationspartner z.b. Youtility) Regional Verein inergie Ittigen (Public Private Partnership zur Förderung für nachhaltige und innovative Energieverwendung Grünliberale mit div. lokalen Smart Metering Motionen (Kt. AG, Stadt Luzern) Seite 19

20 ENERGIEEFFIZIENZ - BFE STUDIE ZU SMART METERING FÜR DIE SCHWEIZ Massnahmen für die erfolgreiche Umsetzung von Smart Metering in der Schweiz Hersteller und Energieversorgungsunternehmen Fähigkeit der Smart Meter zu weitergehenden Aufgaben gewährleisten Interoperabilität der Smart Meter-Systeme sicherstellen Häufiges Feedback zum tatsächlichen Verbrauch und Zusatzinformationen bereitstellen EndverbraucherInnen Wahlmöglichkeiten zur Art des Feedback-Systems geben und Weiterentwicklung kundengerechter Feedback-Systeme Quelle: Schlussbericht BfE Smart Metering für die Schweiz Potenziale, Erfolgsfaktoren und Massnahmen für die Steigerung der Energieeffizienz Dezember 2011 Seite 20

21 ENERGIEEFFIZIENZ - BFE STUDIE ZU SMART METERING FÜR DIE SCHWEIZ Massnahmen für die erfolgreiche Umsetzung von Smart Metering in der Schweiz Bund und Kantone Gesetzliche Rahmenbedingungen schaffen um die Steigerung der Energieeffizienz mit Einführung der Smart Meter-Technologie zu ermöglichen und den Akteuren des Strommarkts Planungssicherheit zu geben. Bestehende Gesetzliche Hemmnisse abbauen, welche die Einführung der Smart Meter-Technologie behindern. Quelle: Schlussbericht BfE Smart Metering für die Schweiz Potenziale, Erfolgsfaktoren und Massnahmen für die Steigerung der Energieeffizienz Dezember 2011 Seite 21

22 INVESTITIONSSICHERHEIT SMART METERING Die Investitionen für einen flächendeckenden Rollout von Smart Meter und Feedback-Geräte werden auf rund 1,5 Mia. CHF geschätzt Die jährlichen Einsparung in den Haushalten liegt bei rund 100 Mio. CHF, was über die Lebensdauer der Geräte rund 1,2 Mia. CHF ausmacht Darüber hinaus kann beim Energieversorger die Wirtschaftlichkeit wie folgt verbessert werden: Automatisierung der Administration Synergien zur Rundsteuerung Ausbau auf Multispartenfähigkeit (Neben Strom- auch den Gas-, Fernwärme- und Wasserverbrauch fernablesen) 6. Dezember 2011 Seite 22

23 ENERGIEEFFIZENZ ALS TREIBER VON SMART METERING Das Energieeffizienzpotenzial in Haushalten durch Feedback mit Smart Meter- Systemen kann in der Schweiz mit ca. 5 % erwartet werden Das entspricht bei einem jährlichen Stromverbrauch der Schweizer Haushalte von 18 TWh (im Jahr 2008, BFE 2009) rund GWh Für das Energieeffizienzpotenzial bei Gewerbe, Dienstleistungsbetrieben und Industrie gibt es noch keine Schätzungen 6. Dezember 2011 Seite 23

24 NUTZUNGSPOTENZIALE VON SMART METERING Endkunde Energie- und Kosten sparen Externe Steuerung Geräte Bedarfsgerechte Nutzung Information: Einsparpotenziale erkennen Einfacheres Abrechnungswesen Seite 24

25 NUTZUNGSPOTENZIALE VON SMART METERING Energieversorger Veränderung der bestehenden Prozesse Forderungsmanagement Abrechnung Wechselprozesse Mehrspartenintegration Fernbereichskommunikation erfolgt über die gleiche Strecke Optimierung der Energieverwaltung, Netzsteuerung und Netzlast Energieverwaltung Überwachung der Netzverluste Optimierung der Netzsteuerung Bessere Prognose und Beschaffung Marketing und Kommunikation Unmittelbare Kommunikation zwischen dem Energieanbieter und seinem Kunden Seite 25

26 STANDARDS SMART METERING KS2 Sekundäre Kommunikation TCP/IP über Ethernet ZigBee IEEE M-Bus EN13757 Strom KS0 Lokale Schnittstelle Parametrierung / Lokale Ausstattung KS1 Primäre Schnittstelle Wireless M-Bus-Funk T1 physical Layer EN13757 und Wired M-Bus EN13757 Wasser ZFA/EDM/ERP KS3 Tertiäre Kommunikation Ethernet IEEE (über Glasfaser FTTH) GPRS, GSM PLC (Bsp. DLMS/COSEM ISO/IEC (noch nicht interoperabel) Gas Fernwärme 6. Dezember 2011 Seite 26

27 FEEDBACKSYSTEME Zeitnahe Feedback-Systeme und monatliche Verbrauchsinformationen, zeit- und lastvariable Tarife sowie Lastmanagement führen beim Endkunden zu einer sparsameren und effizienteren Verwendung von Energie. Die Daten müssen einfach und übersichtlich aufbereitet sein. 6. Dezember 2011 Seite 27

28 GPRS SML Ethernet SML PLC SMART METERING MUC KONZEPT FÜR ALLE SPARTEN Verrechnung Bsp: - SAP - ISE - RUF Energiedaten-Management Kunden WEB Portal /Home Display Bsp: - Belvis - Robotron GWFRead Smart Görlitz Fröschl SODA Zählerdaten-Management IPT Wasser Gateway (MUC) RS485 Gas Strom Fernwärme Seite 28

29 GWF SYSTEMKONZEPTE FÜR SMART METERING Skalierfähigkeit Der Energieversorger kann mit Testinstallationen und Pilotprojekten erste Erfahrungen sammeln und diese später in einen flächendeckenden Rollout weiter verwenden Migrationsfähig GWF Systeme können im ersten Schritt Walk by oder Drive by ausgelesen werden und später in ein Smart Metering Konzept integriert werden Die GWFcoder -Datenschnittstelle ist im Haushalt sowie bei industriellen Anwendungen immer dieselbe Standardisiert und Interoperabel Die GWFcoder -Datenschnittstelle ist interoperabel und die GWF Funktechnologie basiert auf dem Smart Metering Standard M-Bus EN Dezember 2011 Seite 29

30 ERFAHRUNGEN SMART METERING IN DER SCHWEIZ Überblick von einer Auswahl Feldversuche in der Schweiz, wo die GWF Smart Metering Systemlösungen integriert hat. Darüber hinaus sind in der Schweiz bereits über 80 GWF Read Mobile Funklösungen mit rund Messstellen im Einsatz, welche später in Smart Metering Konzepte integriert werden können. IWB Basel Erfahrungsprojekt Smart Metering ewz, Zürich Pilotprojekt PLC und FTTH EW Buchs Fernablesung von Strom- und Wasserzähler SIG, Genf Projekt Telemarc AIL Lugano Gas, Wasser, Strom per Drive By Migration 1. Schritt AGE, Chiasso, Fernauslesung von Strom-, Gas- und Wasserzählern mittels Funkfixnet Seite 30