Smart Metering. Chancen und Risiken intelligenter Strommesssysteme

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

1. Begriffserläuterung des Smart Metering

3. Rechtliche Rahmenbedingungen des Smart Metering

4. Vergleich zum herkömmlichen Stromzähler

5. Die Funktionsweise auf einen Blick

6. Effizienzpotenziale durch Smart Metering
6.1 Marktrolle Messstellenbetreiber
6.2 Marktrolle Energielieferant
6.3 Marktrolle Endverbraucher

7. Nachteile Energieversorgungsunternehmen

8. Nachteile Endverbraucher

9. Akzeptanz der Endverbraucher

10. Grenzwertige Sicherheit im Rahmen der Manipulation

11. Ein Blick in die Zukunft
11.1 Gebäudetechnik für intelligentes Wohnen
11.2 Nachhaltiges Energiekozept - Das IBA Soft House in Hamburg

12. Fazit

Literaturverzeichnis

Anhang

Abbildungsverzeichnis II

Abbildung 1: Stromzähler früher und heute

Abbildung 2: IBA Soft House

Tabellenverzeichnis III

Tabelle 1: Ergebnis der Funktionalitäten des Smart Metering

Tabelle 2: Bewertung der Attraktivität bestimmter Funktionen

Tabelle 3: Bewertung der Nützlichkeit ausgewählter Funktionalitäten

Tabelle 4: Bedenken gegenüber der Smart Meter Technologie

Tabelle 5: Anschaffungs- und Zahlungsbereitschaft

Tabelle 6: Häufigkeit themenbezogener Kommunikation

1. Einleitung

Das Smart Metering ist ein Topthema in der Energiewirtschaft und kaum ein Haushalt wird in den nächsten Jahren davon verschont bleiben. Bis zum Jahr 2020 sollen eine Umstellung bei knapp 50% der deutschen Haushalte durchgeführt werden. In Zusammenhang mit dieser Ar- beit sollen die Funktionsweisen und die rechtlichen Rahmenbedingungen deutlich erklärt werden. Zudem werden die Unterschiede zwischen dem Smart Metering und herkömmlichen Stromzählern optisch sowie technisch differenziert. Um letzten Endes erfolgreich am Markt zu sein, wird die Akzeptanz der Endverbraucher detailliert analysiert. Was nun schließlich die Energieversorgungsunternehmen und Endverbraucher für Vorteile und Nachteile daraus zie- hen, wird hierbei ebenfalls verdeutlicht. Ein sehr sensibles Thema stellt der Schutz der Daten der Endverbraucher dar. Der Einsatz von Smart Meter ist nicht gerade ungefährlich und für viele Hacker eine Zielscheibe, mit dem sie sämtliche Schäden anrichten können. Welche Schäden dies genau sind, wird ebenfalls in dieser Arbeit erläutert.

2. Begriffserläuterung des Smart Metering

Das Smart Metering kommt aus dem Englischen und bedeutet „intelligentes Messen“. Um diese Technologie einsetzen zu können, wird ein so genannter Smart Meter benötigt.¹ „Ein Smart Meter ist laut dem Energiewirtschaftsgesetz ein Messsystem, das in ein Kommunikati- onsnetz eingebunden ist und den tatsächlichen Energieverbrauch und die tatsächliche Nut- zungszeit widerspiegelt“².

Intelligent sind diese Zähler, weil sie den Stromverbrauch in Echtzeit messen und über Da- tennetze an den jeweiligen Netzbetreiber übermitteln, welchem dadurch die Ablesung aus der Ferne ermöglicht wird.³ Wenn solche Maßnahmen bzw. Konzepte zu Einsparungen des Stromverbrauchs führen, bezeichnet man dies als Smart Metering.⁴

3. Rechtliche Rahmenbedingungen des Smart Metering

Das Energiewirtschaftsgesetz schreibt sowohl bei Neubauten als auch bei sanierten Wohnun- gen den Einbau von intelligenten Stromzählen vor. Weist ein Privathaushalt einen Jahresver- brauch größer als 6000 kWh oder ein Anlagenbetreiber mit einer installierten Leistung mehr als sieben Kilowatt bei Neuanlagen auf, ist auch für diese der Einbau zwingend erforderlich. In allen übrigen Gebäuden wird der Einbau des Smart Meters verlangt, soweit er technisch machbar und wirtschaftlich vertretbar ist⁵.

4. Vergleich zum herkömmlichen Stromzähler

Laut Verbraucherzentrale Bundesverband e.V. besteht der Unterschied zwischen intelligen- tem und herkömmlichem Stromzähler darin, dass der Smart Meter den aktuellen Stromver- brauch jederzeit angeben kann. Beim herkömmlichen Stromzähler ist dies nur durch manuel- les Ablesen möglich.

Der Smart Meter zeigt dem Verbraucher in gewünschten Intervallen ein Lastprofil an, was seine Verbrauchsdaten darstellt. Dadurch kann der Verbraucher seinen Stromverbrauch kon- trollieren und effizienter gestalten, wodurch die Umwelt geschont wird.^{6 7} Des Weiteren lässt sich der Stromverbrauch gemäß der Tageszeit in einen Hoch- und einen Niedertarif unterteilen. Im Vergleich dazu bieten herkömmliche Zähler weder eine zeitnahe Überwachung, noch die Möglichkeit zur Analyse des Verbrauchs im Zeitablauf.⁸

Zudem erfassen herkömmliche Stromzähler, bei denen die Eichung zu lange zurück liegt, die Verbrauchsdaten ungenau. Dies kann beim Smart Meter nicht vorkommen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Stromzähler früher und heute ⁹

Auch optisch gesehen hat sich der Analogzähler (Bild rechts), bekannt auch als Schwarzer Kasten" zum intelligenten Stromzähler stark verändert. Bei Analogzählern, handelt es sich um einen robusten, mechanischen Zähler. Dieser ist mit einer Drehschreibe versehen, die bei stei- gendem Energieverbrauch ansteigt.

Der intelligente Zähler (Bild links) verfügt über ein Display zur elektronischen Übertra- gung der Verbrauchsdaten¹⁰.

5. Die Funktionsweise auf einen Blick

Das Smart Metering gewinnt an Informationen mittels dezentraler Informationsquellen. Umso wichtiger ist es, dass ein interaktiver Datenaustausch zwischen dem Smart Meter, dem IT- System der Energiewirtschaft und dem Verbraucher hergestellt wird. Um diese Informationen und Kommunikation optimal bereitzustellen, ist der Einsatz eines Informations- und Kommu- nikationssystems (IKS) mit seinen Teilsystem, für die Realisierung von Smart Metering not- wendig.¹¹ Eine Information besteht aus Daten und die Anreicherung mit einem Kontext, wel- ches zum Beispiel der Messwert einer Zählernummer ist.¹² Um Störungen zu vermeiden, soll- ten im Datenaustausch mehr Daten als Informationen, auch Redundanz genannt, übertragen werden. Um eine Überflutung der Informationen und der daraus resultierenden Ineffizienz zu vermeiden, sollten auch nur verwendbare Informationen weitergeleitet werden.¹³ Des Weite- ren ermöglicht die Kommunikation den nötigen Informationsaustausch.¹⁴ Die Aufgabe der Kommunikation besteht darin, die Informationen zwischen dem Sender und Empfänger über einen Kommunikationskanal auszutauschen. Um die wichtigsten Informationen innerhalb des Smart Metering austauschen zu können, ist der Einsatz von Kommunikationstechnik von ho- her Bedeutung.¹⁵

6. Effizienzpotenziale durch Smart Metering

In diesem Kapitel sollen die Effizienzpotenziale aus Sicht der Marktrollen des Messstellenbe- treiber, des Energielieferanten und des Endverbrauchers erklärt werden. Die Erklärung erfolgt aus verschiedenen Bereichen wie Ableseprozess, Abrechnungsprozess, Monitoring und Tari- fierung. Da der Begriff des Messstellenbetreibers noch eher unerklärt ist, wird dieser erläu- tert.

Der Messstellenbetreiber ist der Eigentümer des Stromzählers und stellt den Einbau, Betrieb und die Wartung sicher¹⁶.

6.1 Marktrolle Messstellenbetreiber

Für den Messstellenbetreiber wird ein automatischer Ableseprozess ermöglicht. Hierbei wer- den die Verbrauchswerte vom Endkunden bei einer viertelstündlichen Messung 35.040 mal im Jahr erfasst (bei herkömmlichen Zähler hingegen erfolgt die Ablesung nur einmal jähr- lich). Des Weiteren führt eine Automatisierung der Fernablesung zu geringeren Personalkos- ten, da nur noch 25% aller Ablesungen durch das Personal des Messstellenbetreibers erfolgen. Auch die Fehlerquote verringert sich, da der Verbrauch nicht mehr geschätzt wird und dafür anfallende Korrekturen der abgeschätzten Verbrauchswerte nicht notwendig sind.¹⁷

Im Monitoring entfallen die Anfahrten für das Servicepersonal, da sich aufgrund einer Fern- wartung die Betriebs- und Verwaltungskosten für Messeinrichtungen reduzieren lassen. Au- ßerdem ergeben sich Analysemöglichkeiten, um die Zuverlässigkeit verschiedener Zählerty- pen und der Technologie im Rahmen der Kommunikation miteinander zu vergleichen. Dies führt dazu, dass zukünftige Einbindungen berücksichtigt, Manipulationen am Zähler schneller herausgefunden und die Ursache dazu beseitigt werden.¹⁸

6.2 Marktrolle Energielieferant

Im Ableseprozess erhält der Energielieferant die relevanten Daten mit höherer Zuverlässig- keit, da sich beim Messstellenbetreiber die Fehlerquote durch das digitale Ablesen verringert. Des Weiteren sinken die Plausibilitätskontrollen um bis zu 50 %, da die Nachvollziehbarkeit der Ablesedaten nicht mehr geprüft werden muss.

Im Abrechnungsprozess werden 5% der Kosten je Abrechnung eingespart. Zudem kann der Energieverbrauch zeitnah abgerechnet werden, hierbei werden Kosten durch den Einsatz von E-Mails und die Vermeidung durch den Papierwerg eingespart.¹⁹ Die elektronische Rech- nungsstellung bedarf der gesetzlichen Zustimmung des Rechnungsempfängers²⁰ und ist ge- mäß dem Energiewirtschaftsgesetz monatlich, vierteljährlich oder halbjährlich anzubieten²¹.

Durch die Erstellung der Verbrauchsdaten entfallen aufwendige Abstimmungsprozesse mit den Netzbetreibern zur Ermittlung der tatsächlich anfallenden Netzentgelte im Betrachtungs- zeitraum. Energielieferanten können bei nicht bezahlten Rechnungen eine Sperrung verordnen oder die Umstellung auf einen anderen Zahlungstyp (z.B. Prepaid) anbieten. Hierbei werden 20% Inkassokosten und 20% gerichtliche Aufwendungen eingespart. Aufgrund der digitalen Genauigkeit beim Ablesen sinken die Anfragen oder Beschwerden und somit Kosten beim administrativen Aufwand.²²

Im Monitoring lassen sich Kundenverbräuche- und verhalten besser analysieren. Dies dient als Basis, um für den Kunden passende Tarifmodelle zu entwickeln. Anhand von Informatio- nen zum Verbrauchsverhalten der Endkunden, die durch die intelligenten Messsysteme ge- wonnen werden, lässt sich der Energiebedarf von einem Stromkunden besser prognostizieren. Dies wiederum kann zu einer Senkung der Beschaffungskosten um bis zu 6 % führen.²³

6.3 Marktrolle Endverbraucher

In der Abrechnung wird den Endkunden eine genauere und aktuellere Abrechnung vorgelegt. Diesen wird dadurch die Möglichkeit geboten nicht nach monatlicher Abschlagszahlungen abzurechnen, sondern auf Zahlungen überzugehen, die auf dem tatsächlichen Verbrauch ba- sieren. Durch eine Verhaltensänderung beim Endkunden sind Stromeinsparungen im Dur- schnitt zwischen 1% und 5% möglich. Die Einsparung an Strom variiert je nach Gestaltung des Tarifs, Geräteausstattung und Lebensgewohnheiten etc. Endverbraucher mit einem höhe- ren Stromverbrauch weisen prozentual höhere Einsparpotenziale auf als bei den unteren Ver- brauchsklassen.²⁴

In der Tarifierung sind die Lieferanten gemäß EnWG dazu verpflichtet, den Endkunden last- oder tagesabhängige Tarife, soweit technisch realisierbar und wirtschaftlich zumutbar, anzu- bieten²⁵ mit dem Ziel einen Anreiz zur Energieeinsparung zu schaffen. Die Kunden haben je nach Bedarf die Möglichkeit ihren perfekten Tarif auszuwählen, der auf Ihr Verbrauchsver- halten individuell abgestimmt ist. Ihr Nutzen liegt darin, durch ihre eigenen Verbrauchsände- rungen die Lastkurven zu glätten und Lastspitzen möglichst zu vermeiden.²⁶

Im Monitoring bieten intelligente Messsysteme und Zähler dem Endkunden mehr Details ih- rer Daten an und damit eine höhere Transparenz über seinen zeitgebunden Energieverbrauch. Mit Hilfe von entsprechender technischer Ausstattung kann der Energieverbrauch einzelner Verbrauchsgeräte eindeutig zugeordnet werden. Durch Zusendung entsprechender Tarifange- bote, ist der Kunde in der Lage seinen Energieverbrauch bewusst zu steuern.²⁷

[...]

¹ Vgl. Aichele/Doleski 2013, S. 298

² Reislinger 2014, S.25

³ Vgl. Ladewig 2011, S. 1

⁴ Vgl. Fichter/Hintemann/Beucker/Borderstep 2012, S. 115

⁵ Vgl. § 21c Abs. 1 EnWG

⁶ Vgl. Verbraucherzentrale Bundesverband e.V. (Hrsg.) 2014

⁷ Vgl. Eberle 2013, Stand 14.08.2015

⁸ Vgl. Eberle 2013, Stand 14.08.2015

⁹ Vgl. Schulz/Keystone/ Wikipedia

¹⁰ Vgl. Westermann/Döring/Bretschneider 2013, S. 62

¹¹ Vgl. Schäfer 2014, S. 9

¹² 12 Vgl. Krcmar 2015, S. 3

¹³ Vgl. Schäfer 2014, S. 10

¹⁴ Vgl. Voegele 1999, S. 735 zitiert nach Schäfer 2014, S. 10

¹⁵ Vgl. Krcmar 2010, S. 329 zitiert nach Schäfer 2014, S. 10

¹⁶ Vgl. § 3 Nr. 26 a EnWG

¹⁷ 17 Vgl. Ernst & Young GmbH 2013, S. 114-115

¹⁸ Vgl. Ernst & Young GmbH 2013, S. 120

¹⁹ Vgl. Ernst & Young GmbH 2013, S. 115-116

²⁰ Vgl. § 14 Abs. 1 UStG

²¹ Vgl. § 40 Abs. 3 EnWG

²² 22 Vgl. Ernst & Young GmbH 2013, S. 115-116

²³ Vgl. Ernst & Young GmbH 2013, S. 120

²⁴ Vgl. Ernst & Young GmbH 2013, S. 117

²⁵ Vgl. § 40 Abs. 5 EnWG

²⁶ Vgl. Ernst & Young GmbH 2013, S. 118

²⁷ 27 Vgl. Ernst & Young GmbH 2013, S. 119