Echtzeit-Energiewirtschaft als Chance für Unternehmen

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1 Institute for Energy Economics Echtzeit-Energiewirtschaft als Chance für Unternehmen 5/30/2017 Prof. Dr. Jens Strüker Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement, Hochschule Fresenius Geschäftsführer des Instituts für Energiewirtschaft (INEWI), Frankfurt

2 Die Hochschule Fresenius Idstein, Im Taunus Frankfurt am Main, HOLM Düsseldorf, Campus der Ideen München, Infanteriestraße Köln, Im MediaPark Berlin, Gendarmenmarkt

3 Forschung: Verbundprojekt enera SINTEG Schaufenster INTelligente EnerGie; Digitale Agenda für die Energiewende des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie SCHAUFENSTER INTELLIGENTE ENERGIE

4 Einheit von Forschung und Lehre

5 Gesellschaftlicher Auftrag von Forschung

6 Verteilte Erzeugung Dezentrale Speicher Elektrifizierung des Wärmeund Transportsektors Digitalisierung...

7 Gegeben den heutigen Regelrahmen ist ein dezentrales Energiesystem mit hohem EE-Anteil extrem ineffizient. < Hoher Bedarf an Backup- Kraftwerken, Regelenergie < Enorme Redundanzen auf der Erzeugungsseite < Netzausbau und Netzbewirtschaftung entkoppelt von dezentralen Ressourcen

8 Dezentralisierung + Digitalisierung = Ökonomisierung?!

9 In einer stark fragmentierten Echtzeit-Energiewirtschaft < interagieren Millionen und Milliarden von Geräten aller Größe spontan und führen Mikrotransaktionen in Echtzeit durch, < optimieren Verbrauchs- und Erzeugungsentscheidungen gegen Knappheitssignale aus Netz und Markt, < erhöhen somit die Auslastung von existierenden Ressourcen < und geben wichtige Investitionssignale für Netz und Erzeugung.

10 In the same way that cloud computing and smartphones have revolutionized how consumers get and store information, smaller-scale generation and storage devices throughout the grid will make the system more efficient and resilient. Richard Kauffman Chairman of Energy & Finance for New York Source: How New York City Gets Its Electricity, NY Times Feb. 2017,

11 Voraussetzungen: Ø Ø Abschied von der Kupferplatte Konstruktive Integration statt Entsolidarisierung

12 Thesen zu einem Ordnungsrahmen für Dezentralität

13 Echtzeit-Energiewirtschaft: Nur Zukunftsvision?

14 Data is really the next form of energy. Instead of distributing power, we should think about distributing data. It s far easier and more efficient to store data than [it is to store] power. Christian Belady General Manager for Data Center Research, Microsoft

15 Software is Eating the World Marc Andreessen Optimization Predictive modeling Forecasting Predictive Analytics So what? Statistical analysis Alerts Query Ad hoc reports Descriptive Analytics What? Standard reports

16 Gemeinsamer Nenner?

17 Künstliche Intelligenz (AI) vor dem Durchbruch? < These: Machine Learning erreicht nächste Entwicklungsstufe (sog. Deep Learning) < Prognostiziert wird tiefgreifende Veränderung des Alltagslebens der Wertschöpfung im Wirtschaftsleben

18 Sam Altman & Elon Musk: Offener Zugang!

19 Voraussetzungen für eine Echtzeit-Energiewirtschaft Konvergierende Industrien wie Gebäudeautomation, Stromindustrie, Telekommunikation, Automotive etc.: Verfügbarkeit offener Standards Smart Energy Profile/SEP2.0 OpenADR 2.0b CTA-2045 Open FMB Last-Management und VPP erfordern heute Vernetzung mit Leitwarte IEC , IEC VHP-ready und mit der Anlage vor Ort Modbus, Profibus Industrial-Ethernet-Netzwerke

20 Konvergenz von Operation und Information Technology (OT/IT) Schneider Electric: How the Convergence of IT and OT Enables Smart Grid Development

21 Kleinteilige Nachfragesteuerung in Kalifornien <Demand Response Auction Mechanism (DRAM), pay-as-bid Auktion durchgeführt für > 40 MW aggregierte und lokale DERs (Ziel: 20 MW), erfolgreiches Pilotprojekt, realisierte Preise unbekannt, Platzierung am Day-Ahead Strommarkt (CAISO) <Distributed Energy Resource Provider (DERP), Betreiber oder Besitzer von DERs als neue Marktteilnehmer (am CAISO day-ahead, real-time und ancillary services markets ), 0,5 MW als minimum Kapazitätsanforderung

22 Echtzeit-Energiewirtschaft: Wie verändert sich das Wirtschaften?

23 Wenn kleinteilige Lasten, Batterien und Erzeugungsanlagen IP-Adresse erhalten... Quelle: John Matherly, Shodan

24 ... dann werden Maschinen zu Kunden: Bsp. Auto Source: Dr. C. Stöcker, innogy SE

25 ... und die Wertschöpfungskette kehrt sich um! Generation Transmission Distribution Ratepayer Früher: Ort der Wertschöpfung Generation Transmission Distribution Customer Zukunft: Ort der Wertschöpfung Prof. Dr. Jens Strüker, Managing Director of the Institute of Energy Economics (INEWI)

26 Auf dem Weg in die (kleinteilige) Echtzeit-Energiewirtschaft Mieterstrom echte Grünstromzertifizierung Solar-Dachziegel SolarCity/Tesla Quartierskraftwerke Lichtblick virtuelle Communities Sonnen Süwag

27 Blockchain als fehlendes Glied einer Echtzeit-Energiewirtschaft

28 Definition of Blockchain A Byzantine-Fault-Tolerant decentralized singleton fixed-function state-transition system Dr. Gavin Wood

29 Die Blockchain macht etwas Einfaches sehr kompliziert < Speicherung von Transaktionen auf allen Rechnern eines Netzwerkes < Sicherstellung der Unveränderlichkeit von Einträgen

30 Blockchain-Technologie: Das Versprechen < Senkung von Transaktionskosten < Gleichzeitigkeit von Leistungs- und Zahlungsflüssen < Bessere Ressourcen-Auslastung sowie preisgesteuerte Ein- und Ausspeisungen < Handel von Energiemengen und ihre Verteilung rücken näher zusammen < Spontaner Wechsel zwischen Energiemärkten und Eigenverbrauch durch Authentifizierung von Geräten

31 Blockchain: Neue Freiheitsgrade für das Marktdesign Markets Grids Consumer Aggregation P2P Trading Prosumer kwh

32 Koordination und Dimensionen Source: Harvard Business Manager

33 Voraussetzung: Nachhalten von Mikro-Transaktionen und Authentifizierung von Geräten Quelle:

34 Echtzeit-Energiemanagement

35 Nur Zukunftsmusik? Echtzeit-Energieunternehmen - die StromDAO Deutschlandweiter Stromanbieter im Endkundengeschäft (virtuelles Unternehmen) Stromkonto erlaubt Abrechnung und Bilanzierung in Echtzeit Unternehmensorganisation über Ethereum Blockchain: Beteiligung von Stromkunden über Stimmrechte an allen Produkt- und Unternehmensentscheidungen (auch Versorger) Lizensierung z.b. des Stromkontos möglich Ziel: Entwicklung neuer Stromtarife und Produkte Aufschlüsselung des Gesamtverbrauchs des Kunden in einen Grünstrom- und einen Graustromanteil mittels GrünStromJetons Quelle:

36 Strombezug 4.0: Automatisiertes und transparentes Mikrobilanzkreismanagement Blockchain Blockchain Smart Contract

37 Energiemanagement & Wertschöpfung IoT-Plattformen Middleware

38 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!