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20.04.2017 | Energie | Im Fokus | Onlineartikel

Digitale Transformation in der Energiewirtschaft

Autoren:
Prof. Dr. Daniel Schallmo, Prof. Dr. Volker Herbort, Oliver D. Doleski

Im Energiesektor spielt die Digitale Transformation eine besondere Rolle. Die Springer-Autoren Daniel Schallmo, Volker Herbort und Oliver D. Doleski beleuchten zwei Fallbeispiele und benennen Enabler.

Die Digitale Transformation betrifft unterschiedliche Bereiche der Wirtschaft und Gesellschaft und eröffnet neue Möglichkeiten, der Vernetzung und Kooperation unterschiedlicher Akteure, die zum Beispiel Daten austauschen und somit Prozesse anstoßen. 

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2017 | OriginalPaper | Buchkapitel

Grundlagen

In diesem Abschnitt bieten die Autoren Definitionen zu den konstitutiven Begriffen digitale Transformation, Geschäftsmodell und Geschäftsmodellinnovation an.


Insbesondere im Energiesektor spielt die Digitale Transformation eine besondere Rolle, da hier Potenziale vorliegen, um Geschäftsmodelle neu auszurichten und somit fit für die Zukunft zu machen. Nachfolgend werden zwei Fallbeispiele für die Digitale Transformation in der Energiewirtschaft aufgezeigt. Ferner werden Enabler bzw. Technologien und ein generisches Vorgehen für die Digitale Transformation aufgezeigt.

Fallbeispiel 1: Alliander AG, Strom- und Gasnetzbetreiber

Die Alliander AG betreibt Strom- und Gasnetze sowie öffentliche Beleuchtung und Lichtsignalanlagen. Im Jahr 2012 hat Alliander das erste Smart Grid in Betrieb genommen. Hierzu wurden Verteilstationen und Mittelspannungsnetze digitalisiert und Smart Meter in etwa 10.000 Haushalten installiert.

Aufgrund der Erfahrungen aus diesem Projekt, bietet Alliander heute Produkte und Dienstleistungen in den Bereichen Smart Grid, Smart Home und Smart City inkl. Infrastruktur für Elektro-Mobilität an. Beispielweise werden im Bereich der öffentlichen Beleuchtung, je nach Verkehrsaufkommen, mit Hilfe von Dimmern unterschiedliche Helligkeiten gewählt. Auf diese Weisen können Kommunen Energie sparen und somit ihre Kosten senken.

Fallbeispiel 2: Einbettung einer PV-Anlage in ein System von Systemen

In Abbildung 1 ist exemplarisch die Einbettung des Produkts "Photovoltaik (PV)-Anlage" in das Geschäftsmodell und das System von Systemen dargestellt. Hierbei sind verschiedene Entwicklungsstufen aufgezeigt. 


Bei dem Produkt handelt es sich um eine PV-Anlage, die auf einem Gebäudedach installiert ist. Das intelligente Produkt wird bereitgestellt, indem mittels Datenloggern Betriebsdaten der Anlage erfasst werden, wodurch ein Soll-Ist-Vergleich der Energieerzeugung und eine Optimierung möglich sind. Wird der Datenlogger innerhalb des Gebäudes vernetzt, um zum Beispiel aktuelle Werte per Smart Phone einsehen zu können, so handelt es sich um ein intelligentes, vernetztes Produkt. Die Vernetzung kann ebenfalls mit einem Hausautomationssystem oder dem Smart Meter erfolgen.

Werden nun weitere Leistungen zu dem intelligenten und vernetzten Produkt hinzugefügt, so handelt es sich um ein Produktsystem. In dem vorliegenden Beispiel ist es das PV-System, das Smart Home, Energiemanagement und Risikomanagement beinhaltet. Das Energiemanagement ermöglicht es zum Beispiel durch den Einsatz von Speichersystemen den Eigenverbrauch zu erhöhen. Ferner trägt das Energiemanagement zu einer Erhöhung des Autarkiegrades bei.

Das Smart Home vernetzt andere Geräte (z. B. Heizkörper, Waschmaschine etc.) miteinander, um hier zusätzliche Eigenverbrauchspotenzial und somit Einsparmöglichkeiten zu ermöglichen. 
Das Risikomanagement stellt die Investitionssicherheit der Anlage mit einer Betriebs-Datenanalyse-Software sicher. Über eine automatisierte Integration erfolgen die Auswertung und Validierung von mehreren Datenquellen, wie Wetter- und Betriebsdaten sowie Prognosen. 

Enabler und Leistungen für die Digitale Transformation

Um die Digitale Transformation zu ermöglichen, werden Technologien eingesetzt, die bestimmte Anwendungen und Leistungen erzeugen. In der nachfolgenden Abbildung sind die Enabler und Leistungen exemplarisch für die Energiewirtschaft dargestellt.
Für Enabler und Anwendungen/Leistungen liegen vier Kategorien vor, die nachfolgend erläutert sind (in Anlehnung an die Studie: Bouée, Charles-Edouard und Schaible, Stefan (2015): Die Digitale Transformation der Industrie, Roland Berger Strategy Consultans und Bundesverband der Deutschen Industrie e.V.): 

  • Digitale Daten: Die Erfassung, Verarbeitung und Auswertung digitalisierter Daten zum Beispiel durch Verwendung von Smart Metern ermöglicht es, bessere Verbrauchsvorhersagen und Entscheidungen zu treffen.
  • Automatisierung: Die Kombination von klassischen Technologien mit künstlicher Intelligenz ermöglicht den Aufbau von autonom arbeitenden, sich selbst organisierenden Systemen. Auf diese Weise lässt sich durch den Einsatz intelligenter Speichersysteme der Eigenverbrauch von PV-Energie erhöhen.
  • Digitaler Kundenzugang: Das (mobile) Internet ermöglicht den direkten Zugang zum Kunden, der dadurch eine hohe Transparenz über eigene Verbräuche, Tarife und neue Dienstleistungen erhält.
  • Vernetzung: Die mobile oder leitungsgebundene Vernetzung der gesamten Infrastruktur über hochbreitbandige Telekommunikation ermöglicht eine optimierte Auslastung von Versorgungsnetzen und Kraftwerken was zu einer höheren Netzstabilität führt.

Die Enabler werden mit Ihren Anwendungen bzw. Leistungen in einem Digitalradar aufgeführt, was in Abbildung 2 dargestellt ist. 


Für die Digitale Transformation von Geschäftsmodellen liegt eine Roadmap vor, die folgende fünf Phasen beinhaltet: 1. Digitale Realität, 2. Digitale Ambition, 3. Digitale Potenziale, 4. Digitaler Fit und 5. Digitale Implementierung. 


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