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Über dieses Buch

Das Buch begleitet den Übergang von der analogen zur digitalen Energiewirtschaft und gibt dem Leser wertvolle Impulse für die Erschließung neuer, lukrativer Betätigungsfelder. Autoren aus Wissenschaft und Praxis liefern ausgewählte Antworten auf die enormen Herausforderungen angesichts von Digitalisierung und Dezentralisierung im Energiesektor. Insofern soll das Buch Mut machen, die digitale Transformation zügig anzugehen und den Veränderungsprozess insgesamt als Chance zu begreifen. Die Debatte um die Ausgestaltung und Zukunft von Utility 4.0 hat damit gerade erst begonnen.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Energiewirtschaft im digitalen Zeitalter

Frontmatter

1. Die Energiebranche am Beginn der digitalen Transformation: aus Versorgern werden Utilities 4.0

Die traditionelle Energieversorgung befindet sich in einer Zäsur. Das seit Jahrzehnten bewährte und stabile Geschäftsmodell einer zuverlässig planbaren, zentralen Energieerzeugung mit anschließender unidirektionaler Verteilung geriet spätestens seit der Energiewende des Jahres 2011 immer mehr unter Druck. Angesichts fortschreitender Digitalisierung und Dezentralisierung einerseits und gestiegener Erwartungshaltung der Kunden gegenüber „ihrem“ Versorger andererseits sieht sich die Energiebranche heute einem epochalen Transformationsprozess gegenübergestellt. Bei diesem entwickeln sich aus den monopolistischen Versorgern des 19. und 20. Jahrhunderts (Utility 1.0), über die liberalisierten Energieversorgungsunternehmen (Utility 2.0) und Energiedienstleistungsunternehmen (Utility 3.0) heutiger Prägung, die digitalen Energiedienstleistungsunternehmen (Utility 4.0) von morgen. Oliver D. Doleski beschränkt sich in seinem Beitrag nicht auf die reine Beschreibung dieses Veränderungsprozesses an sich. Vielmehr werden darüber hinaus sowohl die mit dieser Entwicklung verbundenen übergeordneten Ziele als auch die wesentlichen Anforderungen an erfolgreiche Utilities 4.0 skizziert. Das Kapitel endet mit einem prägnanten Überblick profitabler Betätigungsfelder, die zur Sicherung der ökonomischen Zukunft von Energiekonzernen, Regionalversorgern und Stadtwerken beitragen können.

Oliver D. Doleski

2. Kommunale Energieversorger als wesentliche Akteure der Digitalisierung – Strategien und Handlungsoptionen

Die Digitalisierung erfasst sämtliche Bereiche des Lebens und Wirtschaftens. Auch die Kommunalwirtschaft – insbesondere die kommunale Energiewirtschaft – sieht sich perspektivisch disruptiven Entwicklungen gegenüber. Stadtwerke haben bereits viele Herausforderungen erfolgreich gemeistert und stehen auch der Digitalisierung positiv gegenüber. Vielerorts gestalten kommunale Unternehmen den digitalen Wandel bereits aktiv mit. Dieser Artikel arbeitet die Assets kommunaler Unternehmen heraus und zeigt Strategien und Handlungsoptionen zum Umgang mit der digitalen Transformation für kommunale Energieversorgungsunternehmen auf. Dabei zeigt sich, dass das politische und regulatorische Umfeld für das positive Gelingen der Digitalisierung entscheidend sind. Kommunale Unternehmen benötigen die gleichen Marktzugangsbedingungen wie andere Akteure. Ferner profitieren kommunale Unternehmen von einigen Wettbewerbsvorteilen, etwa hohen Vertrauenswerten ihrer Kunden und umfangreiches Know‐how im Datenmanagement.

Katherina Reiche

3. Roadmap zur digitalen Transformation in der Energiewirtschaft: So gelingt der Wandel vom Versorger zum Utility 4.0-Anbieter

Die digitale Transformation betrifft unterschiedliche Bereiche der Wirtschaft und Gesellschaft. Sie eröffnet neue Möglichkeiten der Vernetzung und Kooperation unterschiedlicher Akteure, die z. B. Daten austauschen und somit Prozesse anstoßen. In diesem Zusammenhang spielt insbesondere die digitale Transformation von Geschäftsmodellen eine Rolle. In dem vorliegenden Beitrag erläutern wir den Begriff der digitalen Transformation von Geschäftsmodellen und stellen eine Roadmap vor, die ein Vorgehen mit fünf Phasen beinhaltet: 1. Digitale Realität, 2. Digitale Ambition, 3. Digitale Potenziale, 4. Digitaler Fit und 5. Digitale Implementierung. Die Phasen werden mit Zielsetzung, Aktivitäten und Instrumenten beschrieben und anhand von Beispielen der Energiewirtschaft erläutert.

Daniel Schallmo, Volker Herbort

4. Digitale Transformation, aber wie? – Von der Spielwiese zur Umsetzungsplanung

Es besteht wohl kaum Anlass zur Annahme, dass die seit Jahrzehnten etablierten Markt‐ und Technologiestrukturen der Energiewirtschaft sich nicht in einem radikalen Ablöseprozess mit Gewinnern und Verlierern befinden. Aber Vorsicht – vordergründig bereits verloren erscheinende Geschäftsmodelle erfahren im Zuge der Digitalisierung einerseits noch intensiveren Wettbewerbsdruck, können aber andererseits von diesem „technologischen Jungbrunnen“ profitieren, um verlorenes Terrain zurückzugewinnen. Im folgenden Kapitel wird ein Managementzyklus aufgezeigt, der in Anlehnung an die bereits erfolgreiche Implementierung digitaler R/Evolutionen anderer Branchen aufzeigt, wie die Geschäftsleitung systematisch kostenbewusst und zielorientiert die Digitalisierung umsetzen kann.

Thomas Kaiser

5. Zeitspiel ist keine Alternative – Warum der Wandel zur Pflicht wird

„Wege entstehen dadurch, dass man sie geht.“ (Franz Kafka) Die Welt der Digitalisierung ist voll von Wegen, die jemand gegangen ist, bevor dort ein Weg war. Manche dieser Wege stellten sich als Sackgasse heraus, manche als Abkürzung und aus anderen wurden ganze Wegenetze und Städte. Die Energiewelt wird durch den digitalen Wandel nicht verschont bleiben. Durch die intelligenten Messsysteme und die zugehörigen, neuen Strukturen werden energiefremden Wettbewerbern Chancen zum Markteintritt eröffnet. EVUs müssen sich darauf einstellen, dass der permanente Wandel nicht mehr enden wird. Doch auch den EVUs eröffnen sich Optionen. Um erfolgreich zu sein, müssen sie lernen loszugehen, ohne das genaue Ziel zu kennen.

Stephan Dieper

6. Quantensprung Digitalisierung – Energiewirtschaft im 21. Jahrhundert

Die Energiewende wird ohne eine umfassende Digitalisierung der Energiewirtschaft Stückwerk bleiben. Die historisch gewachsene, aus hunderten fossilen Großkraftwerken getriebene Energieversorgung hat sich durch den Zubau von mehr als einer Millionen dezentraler Erzeugungseinheiten innerhalb der vergangenen 15 Jahren radikal verändert. Zum Ausgleich von Last und Erzeugung, aber auch zum Aufbau neuer Geschäftsfelder ist die digitale Technik unverzichtbar. Ihre Möglichkeiten scheinen nahezu unbegrenzt, ihre Rolle wird in einer zukünftig nahezu vollständig elektrifizierten Gesellschaft zunehmend wichtiger werden. Neue Anbieter drängen auf den Markt und setzen die traditionelle Energiewirtschaft unter Druck. Energieversorger, die sich dem Wandel nicht stellen, drohen den Anschluss zu verpassen. Noch werden Verbundunternehmen und Stadtwerke von weitreichenden regulatorischen Vorgaben geschützt. Beispiele aus anderen Branchen zeigen aber, dass die Digitalisierung im Stande ist, regulatorische Mechanismen außer Kraft zu setzen. Zugleich verhindert die enge Regulierung und ein falsch verstandener Datenschutzbegriff in Deutschland die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle, die energie‐ und volkswirtschaftlich sinnvoll wären.

Elmar Thyen

7. Digitalisierung als Inkubator für die Energieversorgung von morgen

Neue Treiber der Digitalisierung bestimmen die Geschicke der etablierten Unternehmen im Energiebereich, dabei haben diese in vielen Fällen noch nicht einmal adäquat auf die altbekannten Treiber der Energiewende reagiert. Eine ganze Branche ist im Umbruch, alte Erlösmodelle brechen ein und Einigkeit scheint bei den Verantwortlichen nur in der Frage zu herrschen, wie in Zukunft noch Geld verdient werden kann. Dieser Beitrag erklärt die prägenden Treiber der Veränderung, analysiert die Ausgangslage und nennt Herausforderungen der Branche. Darüber hinaus legt er den Fokus auf die Betrachtung der neuen digitalen Wertschöpfung. Dazu wird ein Modell eingeführt, welches von der klassischen Wertschöpfungskette über datenbasierte Geschäftsmodelle im Energiesystem bis hin zum Internet of Smart Services reicht. Mit dem Modell geben die Autoren gleichsam Einblick in das geplante Energiewendeprojekt enera.

Christian Arnold, Matthias Postina

8. Digitalisierung und Energie 4.0 – Wie schaffen wir die digitale Energiewende?

Die digitale Energiewende verändert nachhaltig die Systeme der „alten“ Energiewelt. Ein Zusammenwachsen verschiedener Domänen im Energiesystem, die durch digitale Technologie möglich wird, birgt enorme Herausforderungen, ist aber notwendig, um die Energiewende und ihre Ziele zu meistern. Dieser Beitrag beschreibt die Wirkung der Digitalisierung auf das Energiesystem, listet Charakteristika der digitalen Energiewende auf und schildert für verschiedene Domänen mögliche Zielvorstellungen, die durch digitale Technologie umsetzbar sind. Am Ende erläutert der Beitrag Handlungsschritte, die auf dem Weg zu einem erneuerbaren Energiesystem gegangen werden sollten und zeigt Probleme und Risiken einer Fehlentwicklung auf.

Maximilian Irlbeck

9. Smartes System für die Energiewende – der Übertragungsnetzbetreiber in der digitalen Zukunft

Die Übertragungsnetze stellen eine zuverlässige Versorgung von Haushalt, Gewerbe und Industrie mit elektrischer Energie sicher und sind damit Grundlage einer modernen Wirtschaft und Gesellschaft. Die mittlerweile unumkehrbaren Entwicklungen der nationalen und europäischen Energiewende stellen den Übertragungsnetzbetreiber in seinen Kernaufgaben, dem Bau und Betrieb von Netzen, dem Markt‐ und Netzzugang und der Integration der erneuerbaren Energien vor neue und große Herausforderungen. Verbrauchsnahe dezentrale Erzeugung wie verbrauchsferne zentrale Erzeugung muss im Sinne der Gewährleistung der Systemstabilität gemanagt und in Einklang mit dem Verbrauch gebracht werden. Erneuerbare Energien müssen zudem in einem solchen System ihren Beitrag zur System‐ und Marktintegration leisten. All das erfordert mehr Daten, um in einem Gesamtsystem dynamische Reaktionsmöglichkeiten gewährleisten zu können. Erst die „Digitalisierung“ schafft dabei die notwendigen Voraussetzungen die Komplexität zu stemmen. Die Digitalisierung stellt daher ein Kernelement dieses Wandels des Übertragungsnetzbetreibers dar, die einerseits mit zum Entstehen der neuen Herausforderungen beiträgt, andererseits aber auch hilft Werkzeuge bereitzustellen, diesen Herausforderungen zu begegnen. Im folgenden Beitrag wird aufgezeigt, wie die Digitalisierung die Aufgaben und Instrumente des Übertragungsnetzbetreibers verändern. Ausgehend von den heutigen Aufgaben eines Übertragungsnetzbetreibers und dem gültigen Rechtsrahmen werden unter dem Begriff „Notwendiges Set für morgen“ smarte Elemente und Werkzeuge beschrieben, die bereits heute im Einsatz sind oder in den nächsten Jahren notwendig werden. Im Anschluss erfolgt anhand einiger Beispiele aus unterschiedlichen Bereichen eine Konkretisierung der Einsatzzwecke der Digitalisierung beim Übertragungsnetzbetreiber. Ein kurzer Ausblick mit Fokus auf den weiteren Veränderungsprozess rundet den Beitrag ab.

Rainer Pflaum, Tobias Egeler

10. Energiewende 4.0 – Chancen, Erfolgsfaktoren, Herausforderungen, Barrieren für Stadtwerke und Verteilnetzbetreiber

Energiewende und Digitalisierung transformieren die Energiewirtschaft in noch nicht da gewesenem Maße. Durch den Wandel des linearen, vertikalen Geschäftsmodells in ein horizontales und vernetztes entstehen neue Geschäftsmodelle, in die vermehrt neue Anbieter aus anderen Branchen und Start‐ups eintreten. Auf Basis langjähriger Beratungserfahrung erläutern die Autoren die zukünftige Geschäftslogik der Energiewelt 4.0. Anhand von Beispielen aus anderen Branchen zeigen sie dabei wesentliche Handlungsfelder speziell für regionale Energieunternehmen auf. Um in der neuen Energiewelt relevant zu bleiben, müssen Energieversorger ihre Kunden in den Fokus rücken, sich für Partnerschaften öffnen, in die Leistungsfähigkeit ihrer Infrastruktur investieren und v. a. einen Kulturwandel hin zu mehr Agilität und Offenheit vollführen.

Volker Rieger, Sven Weber

11. Modulare und durchgängige Produktmodelle als Erfolgsfaktor zur Bedienung einer Omni-Channel-Architektur – PLM 4.0

Mit der Transformation der Wertschöpfungsstrukturen von Utility 1.0 zu Utility 4.0 erfolgt offensichtlich auch eine Veränderung des Produkts. Vor dem Hintergrund disruptiver Technologien (IoT, Big Data, Cloud, Robotics etc.) und auch gesellschaftlicher Veränderungen entstehen ständig neue Geschäftsmodelle und Produkte, die über die reine Versorgungsdienstleistung (z. B. Strom) hinausgehen. Dabei muss der wertvolle Rohstoff Produktdaten für smarte Produkte durchgängiger und schneller nutzbar gemacht werden. Die modularen und durchgängigen Produktstrukturen leisten einen Beitrag zur Beherrschung von Komplexität und stellen somit einen wesentlichen Hebel für erfolgreiche Produktentwicklung und ‑management dar. In diesem Beitrag werden Ansätze beschrieben, wie es den vor der Herausforderung Utility 4.0 stehenden Unternehmen gelingen kann, Smart‐Energy‐Produkte so zu modellieren, dass sie die Interoperabilität der einzelnen Produktionsmodule sicherstellt und ein Ende‐zu‐Ende‐Management ermöglicht.

Julius Golovatchev, Marcus Felsmann

12. Digitalisierung in der Energiewirtschaft – empirische Untersuchung und Wertschöpfungskette

Die Energiewirtschaft nutzt seit je her digitale Strukturen zur Umsetzung ihrer Prozesse. Durch den (neuen) verabschiedeten politischen Ordnungsrahmen – dem Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende – und durch die rasante Fortentwicklung technologischer Strukturen ergeben sich jedoch die Wertschöpfungsstufen erweiternde, diversifizierende und innovative Möglichkeiten für Energieversorger (EVU) Geschäftsfelder auszubauen bzw. neue zu erschließen. Dabei ist die digitale (R)Evolution keine rein technische Umsetzung, sondern insbesondere auch eine unternehmensinterne, strategische und intern‐kulturelle Herausforderung.

Timo Dell

13. Der Einfluss der Digitalisierung auf die Organisation eines Unternehmens

Die Digitalisierung schreitet mit großen Schritten voran. Dies wirkt sich nicht nur auf die Gesellschaft im Grundsatz, sondern auch auf das Verhalten der Kunden aus. Neue Kommunikationswege beschleunigen die Interaktion zwischen Unternehmen und Verbraucher. Im Vergleich mit großen Internetfirmen werden etablierte Dienstleistungsunternehmen – vom Energieversorger bis zu Versicherungen – stark unter Druck gesetzt, sich noch intensiver mit dem Kundenservice auseinanderzusetzen. Dies wird nur möglich sein, wenn sich die Organisationen entsprechend positionieren und sich frühzeitig auf die Veränderungen einstellen. Hieraus ergeben sich mehr Chancen als Risiken, zumal es nicht nur neue Prozesse, sondern auch neue Berufsbilder geben wird.

Wolfram M. Walter

14. Veränderungsmanagement: Utility 4.0

Finden Sie das rechte Maß für Ihre energiewirtschaftlichen Veränderungsvorhaben in „Utility 4.0“. Mal was Gutes für Ältere: „Alter Dachs schlägt jungen Hasen“. Beim Veränderungsmanagement ist Erfahrung gefragt. Die Bausteine der Veränderung reichen von wie sie mit ihrer Veränderungsgeschichte überzeugen bis wie sie die emotionale Achterbahn der Gefühle auf der individuellen Veränderungskurve bewältigen und wie Veränderungsprojekte auf Gesamtunternehmensebene ablaufen bis zur Frage, wie sie Ihre Macht‐/Fachpromotoren und Multiplikatoren in Stellung bringen. Möglicherweise haben Sie die Veränderung in Form eines Start‐up‐ähnlichen Organisational Slack schon in Ihrem Haus. Nur wissen Sie es noch nicht. Und last but not least: Beschäftigen sie sich mit dem Thema Komplexitätshandhabung. Seien Sie es sich selbst Wert. Seien sie aufmerksam zu sich und ihrer Gesundheit!

Norbert Hofstetter

15. Smart Home, Smart Grid, Smart Meter – digitale Konzepte und das Recht an Daten

Modernes Energiemanagement setzt auf ein intelligent gesteuertes Energieinformationsnetz, das Smart Grid. In diesem ist der Smart Meter, die intelligente Messstelle beim Nutzer, ein zentrales Instrument für den wechselseitigen Austausch von Informationen. Allerdings werfen die über diverse Gesetze forcierten Informationsströme erhebliche datenschutzrechtliche Fragen auf. Der Beitrag stellt zentrale datenschutzrechtliche Leitlinien und Probleme vor und behandelt auch offene Fragestellungen.

Indra Spiecker genannt Döhmann

16. Digitalisierung des Bösen: Energiewirtschaft als Cyberopfer

Die Energieversorgung ist eine kritische Infrastruktur, da alle anderen Sektoren von der Stromversorgung abhängig sind und eine Störung katastrophale Auswirkungen mit unvorhersehbaren Kaskadeneffekten mit sich bringen würde. Das oberste Ziel der Betreiber ist daher sicherzustellen, dass Maßnahmen für eine störungsfreie Stromversorgung ergriffen werden. Cyberangriffe stellen ein hohes Risiko für die Energieversorgung dar. Dabei kann die Energiewirtschaft von Massenphänomenen wie Cybercrime betroffen sein, aber auch Gegenstand von technisch komplexer Cybersabotage werden, wie bei dem Angriff Ende 2015 auf einen ukrainischen Energieversorger. Die Stromversorgung fiel für mehrere Stunden aus und hatte weitreichende Auswirkungen für die Bevölkerung und Unternehmen.

Michael Bartsch, Stefanie Frey

Konzepte und Technologien für das digitale Energiesystem

Frontmatter

17. Systemansätze und -komponenten für cross-sektorale Netze

Effiziente Transportnetze für Gas, Elektrizität und Wasser sind von größter Bedeutung, die industrielle Produktion mit ihrem umfänglichen Ressourcenbedarf nicht mehr wegzudenken. Um unsere Ansprüche und Sicherheitsvorstellungen in Balance zu Ressourcenknappheit und Klimaschwankungen zu bringen, braucht es Systemansätze für sektorübergreifende Optimierungen. Hierzu sind Konversionstechnologien (Power‐to‐X) aber auch Flexibilitätsoptionen (Speicher) notwendig. Neben den erforderlichen Technologien werden hier zwei ineinandergreifende Ansätze, welche der Entscheidungsfindung, Planung und dem Betrieb dienen, beschrieben. Aus technologischer Sicht geht es um die Entwicklung von Cross‐Energy‐Technologien und ihre Einbringung als Komponenten in cross‐sektorale Netze. Zur Optimierung aus Sicht der Netze wird ein Ansatz zur Modellierung, Simulation und Analyse relevanter Energiekreisläufe und ihrer Komponenten erläutert mit dem Ziel eine fundierte Entscheidungsunterstützung zu bieten. So unterschiedlich der Startpunkt jeweils ist, beide Ansätze gehören zusammen und sollen in der Praxis konvergieren.

Christian Doetsch, Tanja Clees

18. Betriebsführung multimodaler Energiesysteme

Die Transformation des Energiesystems von einer zentral geprägten, unidirektional orientierten und in unterschiedliche Sektoren separierten Struktur hin zu einer umfassenden, multimodalen, dezentralen und flexiblen Erzeuger‐ und Verbraucherlandschaft findet auf verschiedenen Ebenen statt. Randbedingung bei dieser Umwälzung ist immer die Einhaltung der Teilziele Versorgungssicherheit, Wirtschaftlichkeit und Effizienz. Im Einzelnen schlägt sich diese Transformation in einer Diversifizierung der Akteurslandschaft durch die Mechanismen des Unbundling nieder. Weiterhin finden eine Dezentralisierung der Erzeugerlandschaft und damit eine Substitution von mehrheitlich fossil betriebener Großkraftwerkstechnologie durch eine Vielzahl dezentraler Erzeuger mit zumeist regenerativem Charakter statt. Dieser Wandel hat im Wesentlichen zwei Hauptkonsequenzen. Zum einen ergeben sich durch dezentrale, flächige Verteilung der Erzeuger neue Anforderungen an den Energieaustausch, bspw. aus der Erweiterung der Stromnetze für einen bidirektionalen Energieaustausch, zum anderen werden Abstimmungsmechanismen erforderlich, welche die fluktuierende Einspeisung derart mit dem Verbrauch in Waage hält, dass sowohl elektrische Netzrestriktionen, die Qualität der Versorgung und Aspekte der Energieeffizienz und damit der Wirtschaftlichkeit berücksichtigt werden. Mögliche Antworten auf die mit dieser Betrachtung einhergehenden Fragen liegen in der Konzeption eines multimodalen Energiesystems, also in der Gesamtbetrachtung der Sektoren Strom, Wärme und Verkehr. Dieses Kapitel soll Mechanismen darlegen und Wege aufzeigen, wie eine solche Konzeption gestaltet werden kann und wie solche komplexen Systeme in der Praxis betrieben werden können.

Reinhard Mackensen

19. Digital Transformation Canvas – Übersicht behalten und Handlungsfelder gestalten

Im Beitrag „Digital Transformation Canvas – Übersicht behalten und Handlungsfelder gestalten“ wird zunächst grob auf die wesentlichen Herausforderungen, die mit der zunehmenden Digitalisierung einhergehen, eingegangen. Anschließend werden ausgewählte Konzepte des Business Transformation Management vorgestellt, die sich mit der grundlegenden Weiterentwicklung von Organisationen – wie es die Digitalisierung erfordert – auseinandersetzen. Eine detaillierte Einführung in die Methodik des Business Transformation Canvas, der sich mit den unterschiedlichsten Gestaltungsfeldern der Transformation auseinandersetzt und ein Framework für Transformationsprojekte darstellt, rundet den Beitrag ab. Er schließt mit einem Fazit und Ausblick.

Michael Köster, Tobias Mache

20. Technologische Unterstützung für die digitale Transformation in der Versorgungsindustrie

In diesem Kapitel wird eine kurze Einführung in die digitale Transformation der Versorgungsindustrie und den damit verbundenen Veränderungen in Wirtschaft und Gesellschaft gegeben. Im Anschluss beschreiben wir ihre fundamentalen Auswirkungen in den Geschäftsmodellen und ‐prozessen, aber auch in der vernetzten Arbeitswelt, jeweils unterlegt mit plastischen Beispielen. Der umfangreiche Teil dieses Kapitels beschäftigt sich mit dem einhergehenden technologischen Wandel und Werkzeugen wie Cloud Services, Big Data etc. sowie deren möglichem Einsatz im Rahmen der digitalen Transformation in der Versorgungsindustrie. Dabei werden aus den unterschiedlichen Elementen der Wertschöpfungskette einige Anregungen aufgezeigt, wie die o. a. technologische Entwicklung und Instrumente zu verstehen sind, aber auch zielgerichtet eingesetzt werden können, um Mehrwerte für existierende und neue Marktteilnehmer zu schaffen.

Holger Schweinfurth

21. Korrespondenzfragen zwischen Energiesystem und Telekommunikation

Telekommunikationsnetze und Stromnetze weisen viele Gemeinsamkeiten auf – sowohl hinsichtlich allgemeiner topologischer und hierarchischer Eigenschaften, als auch betreffs der konkreten Technoökonomie unter Regulierungsbedingungen. Das folgende Kapitel analysiert diese Eigenschaften und gibt Antworten auf die Frage, wie die wechselseitige Verkopplung beider, jeweils systemabdeckender Infrastrukturen zu einem Treiber der Energiewende in entwickelten Volkswirtschaften werden kann.

Heiko Lehmann

22. Multi-Speed IT als Enabler zur Digitalisierung der Customer Journeys in der Energiewirtschaft

Ein kritischer Erfolgsfaktor der Transformation zum Utility 4.0 ist die Digitalisierung der kundenbezogenen Prozesse, den Customer Journeys. Um Kunden über alle Kanäle, sowohl den stationären als auch im Besonderen den Online‐Kanal, eine einheitliche Customer Experience bieten zu können, bedarf es eines neuen Betriebsmodus für die IT. Dieser Modus ist zum einen durch eine deutlich höhere Reaktionsfähigkeit gekennzeichnet, um modulare Änderungen effizient in den Bestandssystemen zu implementieren. Zum anderen muss es gelingen strukturelle Anpassungen parallel und unabhängig davon zu implementieren. Heutige Systemverbünde sind durch eine hohe Interdependenz ihrer Systeme gekennzeichnet, die häufig nur eine Sequenzialisierung von IT‐Projekten zulassen. In diesem Beitrag wird das Konzept einer Multi‐Speed IT vorgestellt, mit dem eine Parallelisierung der Software‐Entwicklung über synchronisierte Release‐Pipelines gelingt, sodass der IT‐Durchsatz insgesamt signifikant gesteigert werden kann.

Oliver Budde, Henrik Ostermann

23. Digitalisierung im Verteilnetz: Evolution oder Revolution anhand konkreter Beispiele

Durch die Integration der neuen erneuerbaren Energien steht das Stromnetz vor großen Herausforderungen. Das Energiesystem als Gesamtes und die Verteilnetze im Speziellen werden smart. Anhand konkreter Beispiele wird aufgezeigt, wie die Digitalisierung im Elektrizitätsnetz voranschreitet. Diese Entwicklung ist eine Evolution, nicht aber eine Revolution.

Oliver Krone, Maurus Bachmann

24. Innovative BI-Lösungen als Basis für eine erfolgreiche Transformation zu Utility 4.0

Für eine erfolgreiche Transformation, vom reinen Energieversorger hin zum Energiedienstleister, werden innovative Business‐Intelligence‐Lösungen notwendig sein und eine zentrale Rolle einnehmen. Dabei ist es zunächst essenziell, die Herausforderungen zu kennen und ihnen mit geeigneten Analysen zu begegnen. Die Basis hierzu bildet eine abgestimmte und auf die strategischen Unternehmensziele ausgerichtete Architektur und Vorgehensweise. Zwei Beispiele veranschaulichen, wie ein gesamtheitlicher Ansatz, auch bei Datenvielfalt und hoher Komplexität, operative Prozesse optimiert, und fortgeschrittene Analysen zukünftig einen Beitrag zum Unternehmenserfolg liefern können.

Daniel Phillipp, Sebastian Ebert

25. Wie man Wert aus Smart Data schöpft

Der vorliegende Beitrag diskutiert an einem konkreten Forschungsprojekt, wie aus den Überwachungsdaten von Photovoltaikanlagen Algorithmen entwickelt wurden, die zukünftig die automatisierte Fehlererkennung und damit eine verbesserte Betriebsführung ermöglichen können. Um von Daten zum optimierten Prozess zu gelangen, sind vier Stufen notwendig. Nach der Datenintegration folgen die Qualitätssicherung, dann die Analyse und schließlich die Umsetzung in eine betrieblich nutzbare Anwendung. Für die Entwicklung valider, praxisrelevanter Modelle stellte es sich als unumgänglich heraus, dass bereits frühzeitig die datengenerierenden Prozesse und damit auch die physikalischen Grundlagen der Anlagen nicht nur von den Prozessexperten, sondern genauso von den Data Scientists verstanden wurden: Es genügt eben nicht, Daten zu konsolidieren und in ein Analysetool zu stecken, sondern die Wertschöpfung aus Daten gelingt nur, wenn eine domänen‐ und kompetenzübergreifend interdisziplinäre Zusammenarbeit erfolgt, in der beide Seiten bereit sind, kontinuierlich voneinander zu lernen.

Katharina Schüller, Stefan Fritsch

26. Die Digitalisierung der Energiewirtschaft: Potenziale und Herausforderungen der IKT-Branche für Utility 4.0

Energieunternehmen haben auf dem Weg zur digitalen Transformation noch viele Herausforderungen zu bewältigen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt derzeit auf der Modernisierung der IT‐Systeme. Ausgangspunkt hierzu ist, dass sich bei den Endkonsumenten Mobile Applikationen, Smartphones, Tablet‐PCs oder Smart TVs einer immensen Beliebtheit erfreuen. Durch diese Technologien wird die physische und virtuelle Welt in immer weiter zunehmendem Maße miteinander verknüpft. Mobile Applikation können einen wahren Hype hervorrufen und Verhaltensweisen auch nachhaltig verändern (ein Beispiel hierfür ist Pokémon Go, eine App die ein virtuelles Spiel mit der realen Umgebung kombiniert und die erstmalig auch eingefleischte Zocker aus der Anonymität ihrer häuslichen Umgebung hervorlocken konnte und für analoge Bewegung im Freien sorgte).Utility 4.0, ein Begriff für die intelligente Nutzung von innovativen Techniken und Prozessen in energiewirtschaftlichen Unternehmen, subsumiert Entwicklungen in den Bereichen Smart Energy, regenerativen Energien, IKT und Digitalisierung. Neue Potenziale und Strategien in Bezug auf die Schaffung innovativer Geschäftsmodelle sowie auf die nachhaltige Kundenbindung sehen Energieversorger insbesondere durch die Vernetzung von mobilen Anwendungen mit smarten Energietechnologien.Die Digitalisierung erscheint jedoch vielen Unternehmen, insbesondere aus der Energiebranche, eine Investition mit allzu vielen Unbekannten. Der vorliegende Beitrag soll dabei helfen, einen Überblick über aktuelle Informationstechnologien zu erhalten und die Herausforderungen sowie Chancen und Risiken beim Einsatz dieser Technologien, insbesondere auf dem Weg zu Utility 4.0, aufzuzeigen.

Christian Aichele, Marius Schönberger

27. Plattformbasierte Dienste als technologische Notwendigkeit im disruptiven Marktwandel

Die energiewirtschaftliche Digitalisierung führt zu einem disruptiven Marktwandel. Der smarte, vernetzte Energiemarkt von morgen umfasst neue Player, neue Kommunikationsanforderungen, geändertes Kundenverhalten und mehr Daten. Etablierte Marktteilnehmer sind gezwungen, ihre bisherigen Geschäftsmodelle zu überdenken. IT wird dabei mehr und mehr zum Wettbewerbsfaktor. Ein erfolgreiches Managen der technologischen Veränderungsprozesse ist zwingende Voraussetzung für die nachhaltige Bewältigung der energiewirtschaftlichen Digitalisierung. In diesem Zusammenhang erweisen sich die daten‐ und entwicklungsspezifischen Synergieeffekte plattformbasierter Dienste als zentraler Mehrwert einer innovationsgetriebenen strategischen Marktpositionierung und damit als technologische Notwendigkeit.

Daniel Elsner

28. Kundenfokus: Startpunkt für die digitale Transformation bei Stadtwerken

Big Data, Internet der Dinge, Mobile Computing und soziale Medien – die modernen Informationstechnologien durchdringen den Alltag der meisten Menschen und lösen hierdurch eine digitale Transformation aus. Im Unternehmenskontext manifestiert sich die Digitalisierung durch eine neue Qualität der wissensbasierten Entscheidungsunterstützung und der Automatisierung bzw. Autonomisierung der Geschäftsprozesse. Für Stadtwerke gilt es nun, die Chancen der Digitalisierung zu ihren Gunsten zu nutzen. Ein Startpunkt könnte hierbei sein, wie Stadtwerke zukünftig mit ihren Kunden interagieren. Ausgelöst durch die Liberalisierung der Märkte rückt der Kunde heute stärker in den Mittelpunkt – die Energiewirtschaft steht nun vor der Herausforderung, dem Wettbewerb einen Schritt voraus zu sein und dem Kunden ein absolut positives Kundenerlebnis (Customer Experience) sowohl als Maßnahme zur Kundenbindung als auch zum Kundenaufbau zu bieten. Das vorliegende Kapitel zeigt hierfür die Erfolgskriterien für die gelungene Etablierung des Kundenfokus im eigenen Unternehmen auf. Mit dem Customer‐Focus‐Cycle‐Modell von Fujitsu, angelehnt an den Deming‐Kreislauf, wird ein allgemeingültiger Ansatz für ein mögliches Vorgehen beim Aufbau des Kundenfokus vorgestellt. Die sechs Phasen werden dabei anhand praktischer Beispiele erläutert und geben zudem Hinweise zu Methoden und Tools. Aus dem vorgestellten „Werkzeugkasten“ wird ferner die Customer‐Journey‐Methode im Detail erläutert. Weiter soll das präsentierte Reifegradmodell Unternehmen dabei unterstützen, den eigenen Status quo festzustellen und die persönlichen Ziele auf dem Weg zur kundenzentrierten Organisation festzulegen.

Perry Fett, Philipp Küller

29. Vom Big Business zum Smart Business in der Energiewirtschaft

Kaum eine Branche hat in den letzten zehn Jahren einen tiefgreifenderen Wandel erfahren als die Energiewirtschaft. Einstmals geprägt durch Großkonzerne, die flächendeckend alle Formen von Energiedienstleistungen erbracht haben, stellt sich heute eine gänzlich veränderte Landschaft dar. Nicht nur das es heute eine Vielzahl von Erzeugern gibt, die zunehmend dezentral aufgestellt sind, auch die klassischen Marktrollen wechseln: Erzeuger werden zu Händlern, Verbraucher werden zu Erzeugern. Darüber hinaus drängen heute neue, vormals branchenfremde, Marktteilnehmer in die Energiewirtschaft. Leicht nachzuvollziehen, dass es eine neue Art der Kommunikation braucht. Ziel ist alle Akteure zu vernetzen, um so neuartige Geschäftsmodelle zu ermöglichen. Das Internet of Things (IoT) und die Serviceplattformen bieten hierzu die geeignete Grundlage und Lösungen für neue und zukünftige Prozesse in der Energiebranche. Hierbei stehen auch Themen, wie Big Data, Datenformate, Datennutzung und -sicherheit im Fokus.

Jürgen Klaus, Jos Anthonijsz

30. Smart Meter Rollout: Intelligente Messsysteme als Schnittstelle zum Kunden im Smart Grid und Smart Market

Das Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende ist verabschiedet. Ab 2017 sind moderne Messeinrichtungen (mME) und intelligente Messsysteme (iMSys) zu verbauen und zu betreiben. Der „deutsche Weg“ für die Einführung von Smart Metern sieht einen stufenweisen Rollout sowie ein Höchstmaß an Informations‐ und Datensicherheit vor. Dabei spielen iMSys und mME eine wichtige Rolle bei der Neugestaltung der intelligenten Netze (Smart Grids) und des neuen Marktmodells (Smart Market). Dieser Beitrag beschäftigt sich mit den neuen Gesetzen, den Marktrollen und ihren Aufgaben, Datenschutz und Datensicherheit, dem iMSys als sichere Lösung, dem sicheren Betrieb von Smart Meter Gateways, Smart Grid – Smart Market, dem Zusammenspiel zwischen reguliertem Bereich und Markt, den Einsatzbereichen der iMSys sowie den Auswirkungen auf Prozesse und Systeme und gibt Handlungsempfehlungen.

Karsten Vortanz, Peter Zayer

31. Das Smart Meter Gateway – Der kritische Erfolgsfaktor für die Digitalisierung der Energiewende

Der kritische Erfolgsfaktor der Digitalisierung in der Energiewirtschaft liegt im bevorstehenden hohen Investitionsvolumen und der Beherrschung der neuen Technik. Ein Weg zur Kostenminimierung liegt im Zusammenschluss der einzelnen Akteure, um gemeinsame Skalenvorteile zu heben. Auch bieten neue Geschäftsmodelle die Möglichkeit, zusätzliche Erlöse zu generieren.

Paul-Vincent Abs

32. Intelligente Messsysteme – Mehrwert für unterschiedliche Stufen der Wertschöpfung

Die Veränderung der Energiewirtschaft schreitet kontinuierlich voran – und wird mit Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende nicht abgeschlossen sein. Vielmehr steigen die Innovationsgeschwindigkeit und die Erwartungshaltung der Kunden. Dieses Kapitel beschreibt, wie intelligente Messsysteme die Basis für neue Möglichkeiten schaffen und wie sich diese Veränderungen auf die Wertschöpfung auswirken. Der Fokus liegt dabei auf dem Wandel der einzelnen Wertschöpfungsstufen im Verlauf der Liberalisierung des Messwesens und dem seit dem 02.09.2016 verbindlichen Messstellenbetriebsgesetzes. Der Beitrag zeigt auf, wie sich bisher getrennte Wertschöpfungsstufen nunmehr direkt berühren und miteinander interagieren. Deutlich wird dadurch, wie Informationen zu Mehrwert führen können – aber auch, welche Fragen noch zu beantworten sind und welche Hürden es zu überwinden gilt.

Benjamin Deppe

Digitale Geschäftsmodelle für eine smarte Energieversorgung

Frontmatter

33. Von neuen Geschäftsideen zur gelebten Digitalisierung in Utility 4.0 – das Integrierte Geschäftsmodell

Die Energiewirtschaft benötigt neue, digitale Geschäftsmodelle. Gegenwärtig folgt auf Liberalisierung und Energiewende die nächste Stufe einer weitreichenden Bereinigung des Versorgungsmarktes. Digitalisierung und Dezentralisierung sind heute in aller Munde und verlangen nach neuen Produkten und Dienstleistungen. Dabei wirken die immensen Herausforderungen einer digitalen Energiewelt wie Beschleuniger für die Transformation im Versorgungssektor und tragen damit zur breiten Etablierung von Utilities 4.0 bei. Dieser Entwicklungsprozess vollzieht sich mithilfe unterschiedlicher Methoden zur Realisierung neuer Geschäftsideen. Allerdings greifen die gängigen Konzepte zur Entwicklung von Geschäftsmodellen gerade im Hinblick auf die Berücksichtigung komplexer, unbeständiger Rahmenbedingungen und spezifischer Anforderungen der digitalen Energiewelt mitunter zu kurz. Vor diesem Hintergrund wird das auf dem ganzheitlichen St. Galler Management‐Konzept beruhende Integrierte Geschäftsmodell iOcTen als geeignetes Instrumentarium zur Geschäftsmodellentwicklung vorgestellt. Neben der Modellbeschreibung unterstützt ein intuitiv verständlicher Leitfaden den Praktiker bei der Transformation vom klassischen Versorgungsunternehmen zum digitalen Energiedienstleistungsunternehmen.

Oliver D. Doleski

34. Virtuelle Kraftwerke für Smart Markets

In den zurückliegenden Jahren haben insbesondere zwei Trends die Stromversorgung bestimmt: der starke Anstieg der dezentralen und der Ausbau der regenerativen Stromerzeugung, die vor allem in den Verteilnetzen stattfinden. Angesichts dieser Entwicklung gewinnen virtuelle Kraftwerke (VK) immer mehr an Bedeutung. In der frühen Phase waren VK insbesondere eine Möglichkeit, kleine dezentrale Erzeuger zu einer größeren Einheit zu bündeln und sie so marktfähig zu machen. Heute werden sie – überwacht und gesteuert über ein Dezentrales Energie‐Management‐System (DEMS) – gemeinsam mit Demand Response betrieben, also dem Reagieren eines Energieabnehmers auf Marktpreise. Das Demand Side Management soll zur Flexibilisierung der Industrie beitragen. Da der Ausbau der Übertragungsnetze nur schleppend vorankommt, kann die Nutzung von lastseitiger Flexibilität einen wichtigen Beitrag zur Versorgungssicherheit leisten. Im zweiten Teil des Beitrags geht es um die Entwicklung der Märkte. Großes Interesse besteht immer noch an der Regelenergie, zumal der Bedarf bis 2050 deutlich steigen wird. Die Spotmärkte Intraday und Day‐Ahead wachsen kontinuierlich, deshalb werden sie für VK immer wichtiger. Am Ende gibt der Beitrag einen Ausblick auf die künftige Entwicklung, in der Regelenergie‐ und Spotmärkte noch eine Rolle spielen, aber andere Geschäftsmodelle wichtiger werden. Darüber hinaus geht es um langfristige Entwicklungen, die z. B. zusätzliche Serviceleistungen durch VK betreffen.

Thomas Dürr, Jean-Christoph Heyne

35. Ganzheitliche Digitalisierungsansätze im Stadtwerk: Von der Strategie bis zur Umsetzung

Digitalisierung muss im Stadtwerk dazu führen, Kundenerwartungen, die heutzutage schon vielfach durch digitales Know‐how und Erfahrungen geprägt sind, in einzigartiger Weise zu entsprechen – in Form digitaler Kundenkontaktpunkte, automatisierter Prozesse oder plattformbasierter Geschäftsmodelle. Eine große Rolle spielen dabei unternehmensweit nutzbare Informationen, die eine 360‐Grad‐Sicht auf den Kunden ermöglichen. Nur in dieser Kombination werden sich nachhaltig Wettbewerbsvorteile generieren lassen. Manch ein Kunde wird die Lust, einen Prozess zu Ende zu gehen, schon vor dem Abschluss verlieren, wenn er nicht unmittelbar und ohne die digitale Welt zu verlassen zum Ziel kommt. Eine nur „halb digitale Kundenerfahrung“ wird weder zu Neugeschäft noch zur positiven emotionalen Bindung zwischen Kunden und Stadtwerk führen. Nicht zu unterschätzen sind zudem Erwartungen hinsichtlich zukünftiger Geschäftsmodelle, aus denen sich disruptive Bedrohungen für die herkömmlichen Strom‐ und Gasangebote ergeben werden. Erste innovative Ansätze finden sich bereits im Markt, die erahnen lassen, dass zurzeit viel diskutierte Technologien wie die Blockchain nicht mehr nur hypothetischer Natur sind. Die Auseinandersetzung mit der Digitalisierung erfolgt dabei sinnvollerweise in einem unternehmensweit abgestimmten Rahmen, der eine zielgerichtete und ganzheitliche Vorgehensweise ermöglicht.

Roman Dudenhausen, Heike Hahn

36. Strukturen und Geschäftsmodelle eines neuen Energiemarkts

Die Energiewende fördert nicht nur technologische, sondern auch organisatorische und kommerzielle Innovationen. Die Strukturen und Geschäftsmodelle eines neuen Energiemarktes entwickeln sich bereits. Im Spagat zwischen Versuch und Irrtum werden sie völlig neue Lösungen für eine altbekannte Forderung schaffen: Strom soll preiswert, sicher und umweltverträglich sein. Der nachstehende Artikel präsentiert dafür – teils zugespitzte – Überlegungen zu den Strukturen und Geschäftsmodellen eines neuen Energiemarkts.

Bernhard Mildebrath

37. Von Start-ups lernen – Methoden und Entwicklungsprozesse, die Jungunternehmen erfolgreich machen

Die Start‐up‐Bewegung bringt beständig sog. Disruptoren hervor, die jede Branche betreffen und so gut wie keinen Lebensbereich auslassen. Diese Jungunternehmen, insbesondere aus der Softwarebranche, verfügen zwar nicht über Ressourcen wie etablierte Unternehmen, sie sind jedoch agil, „hungrig“, können frei von „Ballast“ agieren und treiben die Digitalisierung aller Branchen voran. Aber auch Start‐ups können nicht einfach ungetestete Ideen in erfolgreiche Produkte oder Dienstleistungen umwandeln und ihren Erfolg dem Zufall überlassen. Erfolgreiche Jungunternehmen folgen vielmehr einem strukturierten Prozess, um marktgetestete Nutzenversprechen und Geschäftsmodelle zu entwickeln. Zunehmend adaptieren etablierte Unternehmen innovative Entwicklungsprozesse und Methoden. Die Fragestellung für Energieversorgungsunternehmen (EVUs) lautet, welche Methoden, Werkzeuge und Entwicklungsprozesse, die heute bei vielen Start‐ups eingesetzt werden, sie aufgreifen können, um das Unternehmen gegenüber Disruptoren robust zu machen?

Eckhart Böhme

38. Energy as a Service

Energie wird zum Gebrauchsgegenstand, zur Commodity und rückt doch in den Blickpunkt der Aufmerksamkeit. Volkswirtschaftliche, politische, gesellschaftliche und betriebswirtschaftliche Ansprüche lassen Services rund um die Energieversorgung (Energy‐related Services) entstehen. Convenience Services, die den Ansprüchen der Konsumenten gerecht werden, wie Visualisierung von (dezentraler) Energieerzeugung und ‐verbrauch auf Basis digitaler Smart Meter, die den analogen Ferraris‐Zähler ersetzen, sowie optimierter Energieeinsatz halten in Haushalten als digitalisierten Standorten (Smart Sites) Einzug. Energieoptimierung auf Basis des Paradigmas „Verbrauch folgt Erzeugung“ stellt Nachfrageflexibilität industrieller Prozesse (Demand Response) als Energie‐Effizienz‐Faktor in den Vordergrund und lässt Services wie ihre Vermarktung als Regelenergie zur Stabilisierung der Netzfrequenz entstehen. Ein Innovation Action Plan liefert einen Ausblick, wohin die Integration neuer Technologien, die Steigerung der Kundennähe und die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle die Energiewirtschaft führen kann. Mit Eco‐Home und Power‐Pool werden zwei konkrete Beispiele für Energy as a Service vorgestellt.

Wolfgang Pell

39. Digitale Services als unterstützende Vertriebsargumente für intelligente Messsysteme

In diesem Kapitel werden die Auswirkungen des Rollouts von intelligenten Messsystemen auf Vertriebe von Energieversorgungsunternehmen analysiert. Dabei wird insbesondere auf digitale Services als unterstützende Funktionen eingegangen und es werden Erfolgsparameter zur Identifizierung der betriebswirtschaftlich relevantesten Zählpunkte als Einflussgrößen auf die Rolloutplanung benannt. Auf Basis dieser Betrachtungen werden Optionen der strategischen Ausrichtung aufgezeigt und deren Umsetzung an konkreten Beispielen dargestellt. Dabei ist die Auflistung nicht umfassend, sondern stellt nur einen Auszug aus den vielfältigen Aktionsmöglichkeiten eines Lieferanten dar. Zu Beginn werden relevante Regelungen des Messstellenbetriebsgesetzes und ihre Auswirkungen auf die Vertriebstätigkeit dargestellt. Hierbei wird insbesondere auf die Rechnungslegung und die buchhalterische Entflechtung eingegangen und die Diskussion geführt, wie die innerbetrieblichen Prozesse eines Energieversorgungsunternehmens neu ausgestaltet werden können. Anschließend werden die strategischen Optionen des Lieferanten dargestellt, um dann mit Beispielen zu digitalen Services dieses Kapitel abzurunden.

Sebastian Weiße

40. Elektromobilität: Ein neues Geschäftsmodell für Energieversorger?

Die großen Energieversorgungsunternehmen sehen sich aktuell mit großen Herausforderungen konfrontiert. Traditionelle Geschäftsmodelle geraten ins Wanken, die Erlöse aus dem Geschäft mit Strom aus Gas, Kohle und Atom sinken. Gleichzeitig haben zahlreiche Anbieter viel zu spät auf veränderte Marktbedingungen reagiert und der Wandel hin zu erneuerbaren Energienerneuerbare Energien geht nur langsam voran. Zusätzlich drohen durch neue Marktteilnehmer, Elektromobilität und digitale Transformation weitere Umbrüche der Geschäftsmodelle. Die Energieversorger müssen die großen Chancen und Potenziale dieses Wandels erkennen und nutzen.

Marc R. Esser

Backmatter

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