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Über dieses Buch

Mehr Markt wagen! – Die Ausgestaltung dieses Postulats liefert einen wichtigen Beitrag zum Gelingen der deutschen Energiewende. Die Bundesnetzagentur hat mit ihrem vielbeachteten Eckpunktepapier zu intelligenten Netzen und Märkten diesen Weg in Richtung mehr Markt in der Energiewirtschaft gewiesen. Die darin geforderte Differenzierung in eine Netz- und Marktsphäre trägt zu mehr Transparenz auf der Verbraucherseite bei und ermöglicht eine netzentlastende Verlagerung des Energieverbrauchs. Das Buch beleuchtet Akteure und Rollen im geänderten Marktumfeld ebenso wie Komponenten und Produkte eines zukünftigen Smart Markets. Schließlich werden dem Leser konkrete Geschäftsmodelle angeboten. Autoren aus Wissenschaft und Praxis geben in diesem Buch Antworten darauf, wie das Zusammenspiel von Smart Grid und Smart Market funktioniert.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Idee und Konzept des intelligenten Energiemarktes

Frontmatter

1. Idee des intelligenten Energiemarktkonzepts

Zusammenfassung
Es begann mit einem Nuklearunfall im fernen Japan und endete hierzulande mit einer Zäsur, einem für den Energiesektor bis dahin kaum vorstellbaren Einschnitt. Unterlag die Versorgungsindustrie bis zum Frühjahr 2011 bereits umfangreichen Veränderungsprozessen, so gewannen diese im Zuge der sogenannten Energiewende nochmals deutlich an Fahrt. Kaum war die Energiewende politisch beschlossen, entbrannte in der Fachwelt eine ausgedehnte Debatte über die daraus resultierenden Konsequenzen. Schnell kristallisierte sich heraus, dass vor allem die effiziente Integration der Erneuerbaren Energien in das Versorgungssystem inklusive einer systemdienlichen Beeinflussung des Verbrauchsverhaltens nicht ausschließlich vom intelligenten Netz bewerkstelligt werden können.
Mehr Markt wagen! – Das Gelingen der Energiewende hängt in einer durch zunehmende Komplexität geprägten Energiewelt entscheidend vom optimalen Zusammenspiel der netztechnischen Basis mit innovativen, wettbewerblichen Strukturen ab. Die mitunter (zu) einseitig auf die Schaffung und Betriebsführung intelligenter Netze fokussierte Diskussion muss demnach eine entscheidende qualitative Erweiterung erfahren. So wird im modernen Energieversorgungssystem mehr und mehr dem kapazitätsorientierten Netz die Idee eines intelligenten Marktes für Energiemengen zur Seite gestellt. Dazu bedarf es einer eindeutigen Differenzierung zwischen dem intelligenten Netz (Smart Grid) auf der einen und dem intelligenten Markt für Energiemengen (Smart Market) auf der anderen Seite.
Der Anfang ist gemacht. Mit ihrem vielbeachteten Eckpunktepapier zu intelligenten Netzen und Märkten hat die Bundesnetzagentur die Initiative ergriffen und den Weg eindeutig in Richtung mehr Markt in der Energiewirtschaft gewiesen. Nun ist es an der Zeit, zunächst den Status quo „smarter Themen“ in der Energiewirtschaft festzustellen, um anschließend die Fachdiskussion weiterführen zu können: Wie erfolgt das Zusammenspiel von Netz und Markt in der modernen Energiewelt? Lässt sich eine grundlegende Systematik für Smart Market finden? Was leistet ein intelligenter Energiemengenmarkt in der Praxis? – Drei Fragen, mit denen sich das folgende Kapitel auseinandersetzt und deren Beantwortung insofern Anspruch ist.
Oliver D. Doleski, Christian Aichele

2. Rechtsrahmen von Smart Grids und Smart Markets

Überblicksartige Darstellung der einschlägigen NormenZusammenfassung
Im Folgenden soll eine überblicksartige Darstellung des Rechtsrahmens im Zusammenhang mit Smart Grids und Smart Markets gegeben werden. Dabei ist darauf hinzuweisen, dass es nicht ein bestimmtes, sämtliche Regelungen zu Smart Grids und/oder Smart Markets beinhaltendes Regelwerk gibt. Stattdessen zeigt sich ein stark diversifiziertes Bild: Viele Smart Grids und/oder Smart Markets betreffende Regelungen sind über verschiedene Richtlinien, Gesetze und Verordnungen verteilt.
Zum besseren Verständnis des Bedürfnisses für Regelungen zur Ausgestaltung von Smart Grids und Smart Markets ist zunächst die Entwicklung des nationalen Elektrizitätsmarktes und des entsprechenden Rechtsrahmens zu beleuchten.
Im Anschluss daran soll zunächst eine Bestimmung der Begrifflichkeiten „Smart Grid“ einerseits und „Smart Market“ andererseits erfolgen. Eine solche Abgrenzung hilft beim Verständnis und der Zuordnung von Regelungen zu dem einen bzw. dem anderen Bereich.
Sodann soll bei der Darstellung des Rechtsrahmens nach der Normhierarchie unterschieden werden, d. h. danach, ob die entsprechenden Regelungen dem europäischen Recht oder dem nationalen Recht zuzuordnen sind. Bei letzterem ist ferner zu beleuchten, ob es sich um gesetzliche oder untergesetzliche Normen handelt oder gar lediglich um Regelungen im Rahmen von Festlegungen o. Ä. wie z. B. durch die Bundesnetzagentur (BNetzA).
Schließlich ist nach dem Regelungsgehalt zu differenzieren. So können Regelungen zu Smart Grids und Smart Markets im Wesentlichen den folgenden Rechtsbereichen zugeordnet werden:
  • Energiewirtschaftsrecht/Regulierungsrecht;
  • Datenschutzrecht.
Neben diesen beiden Rechtsbereichen sind selbstverständlich eine Vielzahl weiterer Materien im Zusammenhang mit Smart Grids und Smart Markets einschlägig. Tatsächlich kommen – je nach Ausgestaltung eines etwaigen Smart Grid- oder Smart Markets-Projekts – eine Fülle weiterer rechtlicher Themen in Betracht. Nur beispielsweise seien hier Eichrecht, IT-Recht, IP-Recht usw. genannt.
Auf sämtliche dieser Rechtsmaterien kann und soll an dieser Stelle nicht eingegangen werden. Vielmehr soll sich im Wesentlichen auf die Darstellung der energiewirtschaftsrechtlichen Regelungen beschränkt werden.
Björn Heinlein

3. Ein wettbewerblicher Strommarkt für die Energiewende

Zusammenfassung
Die Energiewende stellt die Stromerzeugungsstrukturen vor neue Herausforderungen. Insbesondere muss die bisherige Förderung Erneuerbarer Energien grundlegend reformiert werden, um die emissionsfreien Technologien möglichst schnell in den Markt integrieren zu können. Ohne eine solche Reform droht der Wettbewerb auf dem Strommarkt zunehmend zurückgedrängt zu werden. Ohne Wettbewerb werden aber die Innovationen und Effizienzsteigerungen nicht möglich sein, die für eine erfolgreiche Energiewende notwendig sind.
Neben der Förderung Erneuerbarer Energien muss auch der bisherige Strommarkt weiterentwickelt werden. Dabei ist zentral, dass es eine Bepreisung von Versorgungssicherheit geben muss, mit der die notwendigen Backup-Kapazitäten finanziert werden können.
Das Modell eines integrierten VOLL-Optionsmarktes baut auf den bestehenden Strukturen eines Energy-Only-Marktes auf und bietet den Rahmen für eine schrittweise und evolutorische Weiterentwicklung. Gleichzeitig wird damit ein Ordnungsrahmen vorgeschlagen, der erneuerbare und fossile Kraftwerke in gleicher Weise umfassen soll. Für erneuerbare Technologien wird eine temporäre Förderung mit der Versteigerung eines Zuschlags zum Marktergebnis vorgeschlagen.
Hubertus Bardt

4. Smart Grids und Smart Markets – Roadmap der Energiewirtschaft

Zusammenfassung
Der BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e. V. hat einen Fahrplan entwickelt, um den Umbau des Energiesystems zu intelligenten Energienetzen bis zum Jahr 2022 zu ermöglichen. In der BDEW-Roadmap „Realistische Schritte zur Umsetzung von Smart Grids in Deutschland“ werden drei Marktphasen identifiziert und zehn konkrete Schritte vorgeschlagen. (BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e. V. BDEW-Roadmap Realistische Schritte zur Umsetzung von Smart Grids in Deutschland, Berlin; 11. Februar 2013. https://www.bdew.de/internet.nsf/id/F8B8CCE3B35FF53BC1257B0F0038D328/$file/BDEW-Roadmap_Smart_Grids.pdf (2013a). Zugegriffen: 23. Nov. 2013.)
Der mit der Energiewende beschlossene Ausbau der Erneuerbaren Energien bedeutet eine zunehmende Dezentralität bei der Stromerzeugung. Dies hat zur Folge, dass die Verteilnetze ausgebaut werden müssen, da mehr als 90 % des erneuerbar erzeugten Stroms über die Verteilnetze eingespeist wird. Die heutigen Verteilnetze müssen für diese neuen Aufgaben aufgerüstet werden. Dies stellt die Energienetzbetreiber vor enorme Herausforderungen. Damit die Verteilnetze intelligent für die Erneuerbaren Energien ausgebaut werden können, hat der BDEW einen Fahrplan entwickelt, wie dies bis zum Jahr 2022 realistisch erfolgen kann.
Zu den notwendigen Schritten, die in der „Roadmap“ beschrieben werden, zählen unter anderem die Entwicklung eines konsistenten rechtlichen und regulatorischen Rahmens, die Förderung von Forschung und Entwicklung, die Erstellung von Standards und Normen sowie stringente Regelungen zur Abgrenzung und Interaktion von Markt und Netz. Diese vier Maßnahmen sollten bis Ende 2014 umgesetzt werden. Sie sind die Voraussetzung dafür, dass intelligente Netze etabliert werden und die weitere Verbreitung der neuen Technologien erfolgen kann. In einer Etablierungs- und Ausgestaltungsphase geht es darum, Infrastruktur und Prozesse anzupassen. Dies bedeutet, die Sensorik im Netz zu verbessern, intelligente Messsysteme sinnvoll einzusetzen, die Automatisierung der Netze zu steigern und Speicher, Elektromobilität und Hybridnetze über Marktmechanismen in das Energiesystem zu integrieren. Diese Entwicklungen sind die Voraussetzung für neue Produkte, die in einer Realisierungs- und Marktphase zur Flexibilisierung von Erzeugung und Verbrauch entstehen. Mit der Roadmap wird beschrieben, dass der Aufbau intelligenter Netze den Abbau regulatorischer Hemmnisse erfordert. Es sind Anforderungen zu erfüllen, damit nachhaltig in neue Technologien investiert werden kann. In einem mehrphasigen Prozess ist aus Sicht der Energiebranche ein Ausbau unter den skizzierten Voraussetzungen bis 2022 realisierbar.
Insbesondere Verteilnetzbetreiber brauchen Anreize und Sicherheit für Investitionen in intelligente Technologien. Der regulatorische Rahmen muss allerdings auch in Zeiten der Energiewende einen kosteneffizienten Netzbetrieb sicherstellen. Daher muss die Anreizregulierung flexibler und moderner gestaltet werden. Hierzu gehört, dass der Zeitverzug zwischen Investitionen und Erlöswirksamkeit auf Verteilnetzebene beseitigt wird, um die Rentabilität von Ersatz- und Erweiterungsinvestitionen zu gewährleisten. Ansonsten fehlt den Netzbetreibern das Vertrauen, dass sich Investitionen in effiziente Netztechnologien lohnen und die kurzen Abschreibungszyklen bei Investitionen in Informations- und Kommunikations-Technologien (IKT) angemessen berücksichtigt werden.
Gemeinsam mit der Industrie und der IKT-Branche gilt es, die in der Roadmap beschriebenen Schritte konsequent umzusetzen. Die Politik muss die dafür notwendigen Rahmenbedingungen schaffen. Dieses Kapitel fasst im Wesentlichen die Roadmap des BDEW inhaltlich zusammen und führt aus, zu welchen der dort vorgeschlagenen Schritte bereits konkrete Vorschläge, Analysen und Empfehlungen vorliegen.
Eric Ahlers

5. Dezentrale Erzeugung, Wettbewerb und intelligente Netze im integrierten Strommarktmodell des VKU

Zusammenfassung
Mit zunehmendem Ausbau der Erneuerbaren Energien wird das System der Stromversorgung immer komplexer und die Organisation von Versorgungssicherheit technisch und wirtschaftlich aufwändiger. Das Optimierungsproblem der simultanen Abstimmung von Angebot und Nachfrage im gegenwärtigen Marktdesign ist in der mittleren Frist ein Risiko für die Versorgungssicherheit, da Investitionen in Versorgungssicherheit ausreichende Planungsvorläufe und Planungssicherheit voraussetzen. Das betrifft die Bereitstellung sowohl von verlässlichen Stromerzeugungskapazitäten als auch von angepassten Netzstrukturen. Derzeit wird erörtert, mit welchem Marktdesign eine effiziente Lösung des Optimierungsproblems ermöglicht werden kann. Effizienz setzt dabei sowohl wettbewerbliche Strukturen als auch den Einsatz von intelligenten Regelungstechniken voraus, denn die Informations- und Kommunikationstechniken sind heute so weit entwickelt, dass eine Echtzeitregelung möglich ist. Allerdings müssen für effiziente marktwirtschaftliche Innovationsanreize die Aufgaben der Akteure neu definiert und das Regelwerk für die verschiedenen Wertschöpfungsstufen und deren Schnittstellen an die Herausforderungen der stärker dezentralen und fluktuierenden Stromeinspeisung angepasst werden. Der Beitrag fasst die Ergebnisse eines Gutachtens im Auftrag des Verbands kommunaler Unternehmen (VKU) zusammen, das ein integriertes dezentrales Strommarktdesign als Lösungsoption vorschlägt.
Barbara Praetorius

6. Der Smart Market als Aufgabe der Ordnungspolitik

Zusammenfassung
Den Smart Market zu gestalten bedeutet, den Elektrizitätsmarkt der Zukunft zu gestalten. Aus ordnungspolitischer Sicht unterscheidet sich der Elektrizitätsmarkt nicht grundsätzlich von anderen Märkten. Es handelt sich jedoch um einen Markt, der sich technisch und wirtschaftlich im Umbruch befindet. Welche Strukturen sich im Zuge dieses Umbruchs herausbilden werden, ist erst in Umrissen erkennbar.
Der Gesetzgeber hat die Aufgabe, die gesellschaftspolitischen Ziele, die er mit der Energiepolitik verfolgt und die Rahmenbedingungen, die für Unternehmer und Verbraucher auf dem Elektrizitätsmarkt der Zukunft gelten sollen, festzulegen. In einer Zeit des Umbruchs hat er dabei besonders darauf zu achten, dass die Rahmenbedingungen weder technische Innovationen noch die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle behindern. Dagegen würde der Gesetzgeber gegen die Grundsätze der Ordnungspolitik verstoßen, wenn er ohne eine sachliche Rechtfertigung regulierend in den Markt eingriffe und den Betroffenen etwa bestimmte technische Lösungen oder Geschäftsmodelle vorgäbe.
Aus ordnungspolitischer Sicht ist es geboten, dass sich der Smart Market wirtschaftlich selbst trägt. Das ist der Fall, wenn Elektrizitätserzeuger, Netzbetreiber, Händler und Dienstleister im Tagesgeschäft üblicherweise auskömmliche Erträge erwirtschaften können, ohne darauf angewiesen zu sein, dass der Staat in den Markt eingreift und einzelnen Gruppen wirtschaftliche Vorteile gewährt.
Eine schlüssige ordnungspolitische Konzeption für den Smart Market kann sich nicht auf Teilbereiche beschränken, sondern muss sich auf das Energieversorgungssystem in seiner Gesamtheit beziehen. Mit den bestehenden Regelungen hat der Gesetzgeber dagegen noch keinen übergreifenden Ansatz verfolgt. Sie müssen daher überarbeitet und ergänzt werden, um einen tragfähigen ordnungspolitischen Rahmen für den Elektrizitätsmarkt der Zukunft bilden zu können.
Philipp Steinwärder

7. Smart Market aus Sicht der Schweiz

Zusammenfassung
Die Energiewende bringt Veränderungen, der Elektrizitätsmarkt wird sich anpassen. Der Verein Smart Grid Schweiz untersuchte die Auswirkungen dieser Veränderungen auf Elektrizitätsnetze und den Elektrizitätsmarkt. Seine Arbeitsgruppe „Smart Market“ entwickelte fünf Thesen, welche aus Sicht der Verteilnetzbetreiber die Chancen und Risiken des Smart Markets beschreiben. Grundlegende Änderungen im Marktmodell für die Elektrizitätsbranche zeichnen sich ab, ein Vergleich mit der Telekommunikationsbranche zeigt Parallelitäten auf und identifiziert Lernpotenzial.
Oliver Krone, Maurus Bachmann

8. Smartening the Grid in Praxis

Zusammenfassung
In diesem Beitrag wird beschrieben, was die praktische Umsetzung von Smart Grids ausmacht. Die Aufgabenschwerpunkte der smarten Übertragungs- und Verteilernetze unterscheiden sich, aber die Herausforderungen sind gleich: Betriebs- und Versorgungssicherheit, Integration der volatilen Erzeugung und des Marktes, dezentrale Erzeugung und Aktivierung der Netzkunden. In den bereits smarten Übertragungsnetzen richtet sich der Fokus auf smartere Prognose und Betriebsplanung, auf Ausgleich der Volatilität durch Markthandel nahe an Echtzeit und auf Ausbau zu europäischen Supergrids. In den Verteilernetzen, die einen Boom an dezentraler Erzeugung und somit bidirektionalen Lastflüssen erleben, liegt der Fokus auf smarteren Verteilernetzausbau und Verteilernetzbetrieb und auf technisch/wirtschaftlicher Optimierung des Spannungs- und Lastmanagements. Praktische Erfahrungen sind erwähnt, aus Sicherheitsinitiativen europäischer Übertragungsnetzbetreiber (Transmission System Operators, TSOs) und aus österreichischen Verteilernetzen. Die Kriterien für die Bewertung der Smart Grids-Projekte in der EU sind erläutert. Eine Entmystifizierung des Begriffes Smart Grid, als ein kontinuierlicher Entwicklungs- und Verbesserungsprozess zu intelligenten Elektrizitätsversorgungsnetzen der Zukunft ist das zentrale Thema – Smart Grids als Kaizen der elektrischen Energieversorgungsnetze und -systeme.
Tahir Kapetanovic

Akteure zwischen Netz und Markt

Frontmatter

9. Netz- und Marktakteure im Smart Market

Zusammenfassung
Die zunehmende dezentrale Erzeugung wird neue Marktakteure, sowohl auf der Netz- wie auf der Marktseite, mit sich bringen. Aber gerade die Schnittstelle zwischen Netz und Markt bedarf einer besonderen Betrachtung. Deutlich wird dies durch das BDEW-Ampelmodell. In der gelben Ampelphase heißt es: „die verantwortlichen Netzbetreiber interagieren mit Marktteilnehmern nach Regeln zur Systemstabilität.“ (BDEW, BDEW-Roadmap – Realistische Schritte zur Umsetzung von Smart Grids in Deutschland, Berlin, Februar 2013, S. 18; Abb. 9.3) Wie dieses in Zukunft funktionieren kann und welche (neuen) Marktakteure hiervon profitieren können, zeigt dieses Kapitel am Beispiel einiger der Akteure. Hierbei wird auf der Netzseite der Gateway Administrator als zukünftiger Akteur im Smart Market näher betrachtet. Für die Markseite wird die Rolle des Aggregators herausgegriffen und einer intensiveren Betrachtung unterzogen. Im Smart Market der Zukunft wird der Schnittstelle zwischen Netz und Markt eine besondere Rolle beizumessen sein. Dieser Aspekt und das Zusammenspiel der verschiedenen Akteure rundet das Kapitel ab.
Axel Lauterborn

10. Innovationsfähigkeit und Marktzutrittsschwellen des Smart Grids und Smart Markets

Zusammenfassung
Diese Kapitel beschreibt das Potenzial des Smart Grids als Katalysator für Innovationen der Energiewende. Der erste Abschnitt erörtert den Zusammenhang zwischen Innovationsfähigkeit und Marktzutrittsschwellen bei klimafreundlichen Technologien. Der zweite Abschnitt soll Einsteigern in das Thema Smart Grid einen Überblick über die relevanten einzuhaltenden Vorschriften und zuständigen Stellen vermitteln. Ein Großteil des Wissens rund um das Thema Smart Grid ist bislang bei den Personen gebündelt, die in den letzten Jahren an der Erarbeitung der relevanten Vorschriften beteiligt waren. Der zweite Abschnitt dieses Kapitels soll auch Neueinsteigern einen ersten Überblick verschaffen. Der dritte Abschnitt behandelt knapp die Frage, in wieweit die gewählte Regelungssystematik und die Verteilung von Zuständigkeiten für mehr Innovation optimiert werden könnten.
Felix Dembski

11. Transformationsprozess der Marktakteure

Zusammenfassung
Die Zahl der am Energiemarkt beteiligten Marktrollen ist seit der Liberalisierung von der reinen Zweierbeziehung Energieversorger/Kunde auf nunmehr sieben Marktakteure angewachsen. Diese Marktrollen sind mit Ausnahme des neu entstandenen Gateway Administrators aus der historischen Energielandschaft überführt worden und stehen im Zuge der Energiewende vor sich schnell ändernden Rahmenbedingungen und wandelnden Aufgaben.
Diese stetige Veränderung und der sich daraus ableitende Transformationsprozess der Marktakteure ist Inhalt dieses Kapitels. Dabei wird der Fokus auf die Rollen Messstellenbetreiber; Messdienstleister und Gateway Administrator im Spannungsfeld zwischen Smart Grid und Smart Market gelegt. Es wird aufgezeigt, wie sich die Anforderungen vom Status quo hin zu dem im Kontext der Energiewende beschreibbaren Zielsystem wandeln und welche Veränderungen sowohl in den Unternehmen als auch im ordnungspolitischen Rahmen zur Erreichung des Zielsystems erfolgen müssen.
Benjamin Deppe, Gerald Hornfeck

12. Die Rolle des Endkunden im Smart Market

Zusammenfassung
Ein entscheidender Akteur im Smart Market wird der Letztverbraucher sein. Die Rolle, die er einnehmen wird, kann vom reinen Konsumenten bis zum aktiven Treiber des Smart Markets variieren. In alternativen Szenarien, deren Eintrittswahrscheinlichkeiten nicht abschätzbar sind, wird das Potenzial für die Entwicklung des Smart Markets analysiert und die Szenarien werden einer abschließenden Bewertung unterzogen.
Christian Aichele, Marius Schönberger

13. Ansätze im Smart Market für Energie- Vertriebsunternehmen

Zusammenfassung
Nach den spektakulären Insolvenzen von Teldafax und Flexstrom stellt sich – insbesondere für Energie-Vertriebsunternehmen – die Herausforderung, ein nachhaltiges Geschäftsmodell zu etablieren. Smart Markets bieten hier besondere Perspektiven. Sind die etablierten Märkte dadurch gekennzeichnet, dass neue Anbieter in ein bestehendes Gebietsmonopol – mit den damit verbundenen geringen Margen bei gleichzeitig hohen Vertriebskosten – eindringen, bieten Smart Markets für alle Anbieter gleiche Ausgangsbedingungen. Produktansätze im Smart Market bieten das Potenzial, über die Commodities hinaus, die Unternehmen und Ihr Angebot im Markt zu differenzieren und Alleinstellungsmerkmale zu generieren. Smart Grids, und darauf basierend, Smart Markets entwickeln sich evolutionär. Produktansätze für Energievertriebe sind daher zurzeit oft nur im Ansatz zu erkennen. Sie bieten aber Potenzial zur starken Entwicklung bei sich verändernden Rahmenbedingungen.
Ziel dieses Beitrages ist es, die Veränderungskräfte vom traditionellen Markt, hin zum Smart Market zu benennen und – dazu passend – beispielhaft drei Produktansätze aus der betrieblichen Praxis aufzuzeigen, zu klassifizieren und zu diskutieren. Insbesondere wird die Relevanz der Prozesse und der Informationssysteme für die jeweiligen Produkte herausgestellt. Ausgehend von der exemplarischen Betrachtung soll in einem Ausblick das grundlegende Potenzial für derartige Produkte in der Zukunft aufgezeigt werden. Die Analyse zeigt, dass gerade jetzt innovative Energievertriebe die besten Impulse für die Entwicklung zu Smart Markets liefern. Die IT der Unternehmen fungiert dabei als „Enabler“ für smarte Lösungen.
Häufig genug – insbesondere bei traditionellen Energieunternehmen – wird die IT als „Inhibitor“ gesehen, der Entwicklungen im Smart Grid- aber auch im Smart Market-Bereich verhindert, zumindest aber stark hemmt. Die weltweite Bedeutung der Energiewende sollte gerade im deutschen Markt die Lösungskompetenz einer Wirtschaft unter Beweis stellen, die sich Ihrer Ingenieurskunst rühmt.
Ulrich Dalkmann

Smart Market-Komponenten

Frontmatter

14. Die Einbettung der Komponenten des Smart Markets

Zusammenfassung
Das vorliegende Kapitel beschäftigt sich mit der Einbettung der Komponenten des Smart Markets. Hierzu werden nach der Einführung in die energiewirtschaftlichen Hintergründe und regulatorischen Erfordernisse zunächst die Sichtweisen verschiedener Branchen auf Komponenten eines Smart Markets bzw. auch eines Smart Grids dargestellt sowie Möglichkeiten diskutiert, die Komponenten des Smart Markets voneinander schärfer abzugrenzen und ihnen eine dogmatische Struktur zu geben. Dies erfordert offensichtlich die Bildung einer zusätzlichen Perspektive für Telekommunikations- und Informationstechnologien, da diese Komponenten übergreifend „den Smart Market zusammenhalten“. Der dritte und vierte Teil beschreibt abschließend detailliert die einzelnen Komponenten und beleuchtet sowohl die involvierten Akteure als auch die Bedeutung der jeweiligen Komponente für die Energiewende.
Ludwig Einhellig

15. Effizienter Zugriff auf dezentrale Ressourcen – Voraussetzung für das Zusammenspiel von Smart Grids und Smart Markets

Zusammenfassung
In vielen Ländern weltweit und insbesondere in Deutschland befindet sich die elektrische Energieversorgung in einem tiefgreifenden Veränderungsprozess. Er wird vor allem durch den politisch gewollten Ausbau der neuen erneuerbaren Energiequellen Sonne und Wind getrieben. Diese Quellen haben inzwischen in vielen Ländern einen so hohen Ausbaugrad erreicht, dass sie systembestimmend geworden sind. Eine Konsequenz dieser Entwicklung ist die starke Zunahme dezentraler Elemente in den Versorgungssystemen, und zwar sowohl auf der Erzeugungs- als auch auf der Verbrauchsseite. Für ihre Integration in den in Europa bestehenden wettbewerblichen Elektrizitätsmarkt werden sowohl neue Marktakteure als auch neue Infrastrukturelemente benötigt.
Jochen Kreusel

16. Innovative IT Ansätze als Erfolgsfaktor für die Gestaltung von Smart Markets

Zusammenfassung
Ein Smart Market definiert sich durch das Zusammenspiel verschiedener Dienste-Anbieter und Service-Konsumenten. Zur Generierung mehrwertorientierter und vermarktbarer End-to-End-Services bedarf es eines Dienste-Vermittlers, der eine geeignete wettbewerbsfördernde IT-Infrastruktur vorhält.
Smart Markets entstehen selten ohne regulative Anreize, auch wenn sie letztendlich eine freie marktwirtschaftliche Dienste-Vermarktung zum Ziel haben. Durch IT-basierte, stark automatisierte Vermarktungsplattformen können insbesondere für kleinere und mittlere Dienstanbieter Markteintrittsbarrieren deutlich gesenkt und damit die Attraktivität der Märkte entscheidend erhöht werden.
Smart Markets der nahen Zukunft müssen sich einer „neuen Konvergenz der Netze“ (Thomsen, 520 Wochen Zukunft – die zweite Dekade der großen Chancen, X-DAYS Interlaken, Zukunftsforscher, future matters, Innovation und Zukunftsforschung (Zürich), 2011, www.youtube.com/watch?v=sHsPyymMZ4s) unterwerfen. Infrastruktur-, Basis- und Mehrwertdiente der Energie-, Mobilitäts- und Informationsnetze prallen aufeinander und bieten – geeignet in einem Smart Market orchestriert – ungeahnte Innovationen und Mehrwerte für die Service-Konsumenten von morgen.
Erfolgreiche IT-Architekturen innovativer Märkte zeichnen sich durch die Einfachheit der Vernetzung von Anbietern und Konsumenten aus (Dienste-Integration) und bieten als begleitenden Service transparente Verrechnungsmethoden (Dienste-Verrechnung) zwischen den Marktteilnehmern, die Spielraum für moderne kommerzielle Anreizsysteme bieten, ohne die eine Energiewende nicht umsetzbar sein wird.
Carsten Hoppe

17. Die Logistik des Datenmanagements im Energiemarkt der Zukunft – Akteure, Objekte und Verteilungsmodelle

Zusammenfassung
Die Digitalisierung und Technologisierung unserer Welt in allen Lebensbereichen sorgt dafür, dass immer mehr Daten erzeugt werden. Ein effektiver und effizienter Umgang mit der Masse an Daten ist daher unerlässlich. Der Begriff „Big Data “ wird synonym hierfür verwendet und das Gebiet ist längst nicht mehr ausschließlich der Wissenschaft vorbehalten, sondern wird bereits in der Wirtschaft praktiziert.
Gerade in einem Markt der aktuell einen Turnaround, weg von einem homogenen oligopolistischen geprägten Marktverständnis hin zu einem polypolistischen Markt hin, durchläuft, ist der Aufbau zukunftsfähiger und tragfähiger Modelle zur Datenverteilung notwendig. Die zukünftige, atomisierte Marktstruktur mit sehr vielen Nachfragern und Anbietern erfordert einen effektiven und effizienten Umgang mit den Daten. Strukturen zur Bündelung, Kanalisierung und Steuerung der daraus resultierenden Datenflüsse sind notwendig.
Im Anschluss erfolgt eine Beschreibung der zu unternehmenden Maßnahmen zur Ermöglichung eines Smart Markets durch die Erweiterung von vorhandenen und zu schaffenden Infrastrukturen. Im Fazit kommt der Autor im Wesentlichen zu der Erkenntnis, dass heute bereits bekannte Infrastrukturen und Technologien zunächst einen wichtigen Schritt hin zum Funktionieren eines Smart Markets darstellen. Da diese zum heutigen Zeitpunkt gar nicht oder nur teilweise im Einsatz sind, ist die Nutzung neuer Infrastrukturen und Technologien der erste Schritt für Energieversorger. In einem nächsten Schrit geht es darum, heute existierende Technologien entsprechend einzusetzen und auf die zukünftigen Aufgaben und Datenströme zu adaptieren.
Henrik Ostermann

18. Smart und sicher – geht das?

Zusammenfassung
Smart und sicher – das scheinen tatsächlich zwei Konzepte zu sein, die sich nicht ohne weiteres unter einen Hut bringen lassen. Der folgende Beitrag unternimmt den Versuch, den Leser mit den grundlegenden Aspekten von Informationssicherheit im Kontext Smart Grid/Smart Market vertraut zu machen.
In den Abschnitten „Smart …“ sowie „… und sicher“ werden die grundlegenden Begriffe und Konzepte eingeführt und die unterschiedliche Priorisierung der Schutzziele Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbarkeit durch die Corporate IT und die Operational IT im Smart Grid diskutiert.
Im Kern geht es bei Sicherheitsthemen immer um das Erkennen, das Bewerten und das Begrenzen von Risiken. Die im Kontext Informationssicherheit gebräuchlichen Risikomodelle werden in einem eigenen Abschnitt diskutiert. Dabei wird neben dem klassischen Risikomodell, wie es in der Versicherungswirtschaft zum Einsatz kommt, insbesondere auf das logische Risikomodell der Informationssicherheit eingegangen.
Breiten Raum nimmt danach die Behandlung von Informationssicherheitsschwachstellen und Angriffsvektoren auf diese ein. Am Beispiel aktueller Fälle wird deutlich, dass unsere Anlagen, Netze und Geschäftsprozesse über ganz konkrete Schwachstellen ganz realen Bedrohungen ausgesetzt sind. Ein kurzer Streifzug über die öffentlich zugängliche Einschätzung zur Lage der Informationssicherheit im Energiesektor in Deutschland und den USA schließt sich an.
Worin liegen nun die Ursachen, die für die gestiegene Verletzlichkeit des Smart Grids und des Smart Markets verantwortlich sind? Dieser Frage geht der Abschnitt „Die neue Qualität des Smarten“ nach.
Auf die Anstrengungen der Politik, der Behörden, der Unternehmen und der Branchenverbände, den neuen Herausforderungen zu begegnen, wird im darauf folgenden Abschnitt eingegangen.
Ein kurzes Streiflicht auf die Forschungsaktivitäten und die noch zu bearbeitende Forschungsagenda zur Informationssicherheit im Energiesektor mit Schwerpunkt Smart Grid und Smart Market zeigt, dass noch längst nicht alle wesentlichen Fragen beantwortet sind.
Die Reduktion von Sicherheitsschwachstellen ist eine zentrale Forderung der Informationssicherheit. Klassische Sicherheitskonzepte, wie z. B. „Defense in Depth“ sind an der Prosumer-Schnittstelle teils aus Kostengesichtspunkten, teils aus der Rollen- und Verantwortungstrennung heraus nicht in dem gewünschten Maße realisierbar. Daher gilt die Forderung, die ITK- Komponenten an diesen Stellen mit dem Ansatz „Security by Design“ möglichst resistent gegenüber Angriffen zu machen. Was „Security by Design“ im Kontext der Softwarearchitektur von Cybergateways bedeutet, wird im folgenden Abschnitt betrachtet.
Sicherheit zum Nulltarif gibt es nicht. Im Abschnitt „Kosten der Sicherheit“ werden die relevanten Kostenarten und Kostenträger identifiziert. Ein grober Kostenbenchmark, der kürzlich für die kanadischen Verhältnisse veröffentlicht wurde, soll eine Idee zur Höhe der Sicherheitskosten vermitteln.
Das abschließende Resümee fasst den Beitrag zusammen und wagt den Versuch, die Eingangsfrage zu beantworten.
Rudolf Sichler

19. Vernetzte Ökosysteme – Smart Cities, Smart Grids und Smart Homes

Zusammenfassung
Alles soll smarter werden. Aber warum denn nur? Wenn man smart mit elegant, schlau, klug, pfiffig und intelligent übersetzt, kann man zeigen, dass der Wandel von bestehenden Komponenten und Prozessen hin zu diesen Attributen eine kleine Spielerei im Smart Home mit persönlichem Nutzen sein kann, oder im großen Stile einen positiven betriebswirtschaftlichen oder sogar volkswirtschaftlichen Effekt bringt. Intelligente Heizungssteuerungen, die Integration Erneuerbarer Energien, Verkehrsleitsysteme in Cities und deren Einfluss auf das Weltklima zeigen die Spannweite des Themas. Durch den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) wird eine Transformation der bestehenden Systeme erst möglich. Die Zauberworte heißen hier „Cyber-physische Systeme“ und „Internet der Dinge“. Die notwendigen Technologien, Chancen, Risiken und Beispiele für vernetzte Einsatzgebiete sollen in diesem Kapitel gezeigt werden.
Jürgen Arnold

20. Smart Meter im intelligenten Markt

Zusammenfassung
Intelligente Stromzähler bilden als Kommunikationsschnittstelle eine wesentliche Grundlage für die Instrumente des intelligenten Marktes. Laut Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) haben intelligente Messsysteme die Aufgabe, über eine sichere Kommunikation attraktive Tarife im Wettbewerb, Energieeinsparungen und Verbrauchstransparenz zu ermöglichen sowie Kleinerzeugungsanlagen in ein Energiemonitoring zu integrieren. Smart Meter müssen dazu ganz bestimmte technische Voraussetzungen mitbringen, die die Hersteller gemäß den gesetzlichen Vorgaben umsetzen. Wenn Smart Meter den Smart Market erfolgreich vorantreiben sollen, sind aber auch Politik und Versorger gefordert, jetzt die notwendigen Grundlagen zu schaffen.
Peter Heuell

Anwendungen und Instrumente

Frontmatter

21. Informationstechnologie als Wegbereiter für Geschäftsprozesse im Smart Market

Zusammenfassung
Die Energieversorgungsbranche ist mitten im Umbruch. Die Substitution konventioneller Stromproduktion durch dezentrale, oft regenerative Produktionsanlagen und die damit verbundene Veränderung des klassischen EVU-Geschäftsmodells bezeichnen Experten als die größte Herausforderung in der 140-jährigen Branchengeschichte. Worin liegt die Herausforderung und wie können EVU diesen Veränderungen begegnen, um auch zukünftig eine wichtige und profitable Rolle in einem Smart Market einzunehmen? Antworten auf diese Fragestellungen mit besonderem Fokus auf die Bedeutung der Informationstechnologie als „Ermöglicher“ neuer Geschäftsmodelle sind Gegenstand dieser Abhandlung.
Die Autoren wagen einen Blick in die Zukunft und skizzieren ein mögliches Geschäftsmodell in einem Smart Market. Anhand dessen zeigen sie auf, wie sich Prozesse verändern und welche neuen Technologien für die Umsetzung erforderlich sind. Sie beschreiben, inwieweit heutige Systemarchitekturen von EVU durch den Wandel der Energiewende betroffen sind und welche Chancen dieser mit sich bringt.
Klaus Lohnert, Sebastian Kaczynski

22. Produkte des intelligenten Markts

Zusammenfassung
Disruptive Technologiesprünge und sich verändernde gesellschaftliche Einstellungen gegenüber der Energiewirtschaft als Ganzes treiben die Transformation von heutigen Energieversorgungsunternehmen hin zu Full-Service-Providern für spezifische Kundenbedürfnisse. Diese Unternehmen stehen heute vor der Herausforderung, ihr Produktportfolio zukunftsfähig für einen Smart Market zu gestalten. Nicht nur die Produktentwicklung, sondern insbesondere auch die Entwicklung innovativer kundenbezogener Prozesse sind dabei die Schlüssel für ein erfolgreiches Wachstum durch ein verbessertes Kundenerlebnismanagement. Dieser Beitrag zeigt auf, wie durch ein ganzheitliches Product Lifecycle-Management von Smart Energy-Produkten der Wandel für klassische Energieversorgungsunternehmen erfolgreich gestaltet werden kann.
Oliver Budde, Julius Golovatchev

23. Elektromobilität

Zusammenfassung
Stefan Helnerus stellt in seinem Beitrag die Bedeutung der Elektromobilität für die Smart Grids der Zukunft dar. Ausgehend von der Herleitung, warum der elektrische Antrieb die Mobilitätsmärkte nachhaltig verändern wird, beschreibt er zu erwartende Marktplätze und die daraus resultierenden Anforderungen an Marktteilnehmer und IT-Systeme. Dabei kommt er zu dem Schluss, dass der Halter und Fahrer eines Elektroautos vielerorts noch nicht mit den passenden Lösungen konfrontiert wird und dass sich die derzeitigen Ansätze für komfortables und sicheres Laden in vielen Städten wohl noch im Status der Diskussion befinden. Sein Fazit: im Zusammenspiel der Politik und der Wirtschaft liegt noch viel Potenzial, innovative Technik ist schon da.
Stefan Helnerus

Geschäftsmodelle für den Energiemarkt von morgen

Frontmatter

24. Entwicklung neuer Geschäftsmodelle für die Energiewirtschaft – das Integrierte Geschäftsmodell

Zusammenfassung
Verkaufen Sie auch in Zukunft Ihren Kunden noch Kilowattstunden? – Zugegeben eine etwas ungewöhnliche Fragestellung. Jedoch führt sie ohne Umschweife zum eigentlichen Kern, zur relevanten Frage, wie das Energieversorgungsgeschäft mittel- bis langfristig aussehen könnte und welche Produkte oder Dienstleistungen in Zukunft im Energiesektor nachgefragt werden.
Zweifellos durchläuft die deutsche Energiewirtschaft seit einigen Jahren erhebliche Veränderungen, die sich zwangsläufig auf die Geschäftstätigkeit aller Marktakteure dieser Branche auswirken. Das klassische Versorgungsgeschäft läuft immer mehr Gefahr, sich in der „smarten“ Energiewelt von morgen maximal mit einer Rand- oder Nischenexistenz abfinden zu müssen. Energieversorgungsunternehmen, die der konstatierten Bedrohung ihres heutigen Geschäftsmodells nicht tatenlos zusehen wollen, müssen handeln. Sich auf die geänderten Umfeldbedingungen einzustellen und demzufolge rechtzeitig zukunftsfähige Geschäftskonzepte zu etablieren sowie bereits vorhandene Geschäftsmodelle situationsgerecht weiterzuentwickeln wird mehr und mehr zu einer Kernkompetenz innovationsbereiter und -fähiger Akteure des Smart Markets. – Aber wie können diese Modelle in der energiewirtschaftlichen Praxis entwickelt und umgesetzt werden?
Komplexität ist ein wesentliches Charakteristikum der heutigen Energiewirtschaft. Traditionelle Methoden und Geschäftsmodelle liefern in diesem schwierigen Umfeld mitunter suboptimale Ergebnisse. Neue umfassende Modellansätze zur Geschäftsentwicklung sind gefragt. Der Autor vertritt die Ansicht, dass es zur Komplexitätsbeherrschung im modernen Energiegeschäft einer umfassenden Integration aller relevanten energiewirtschaftlichen Facetten bei gleichzeitig ganzheitlicher Betrachtung der vielfältigen Einflüsse und Anforderungen des normativen, strategischen sowie operativen Managements bedarf. Als konzeptioneller Bezugsrahmen bietet sich das bewährte St. Galler Management-Konzept an. Es repräsentiert gewissermaßen die DNS des Integrierten Geschäftsmodells iOcTen, welches vor dem Hintergrund des Smart Markets auf den Folgeseiten entworfen und detailliert wird. Die Bezugnahme auf die anwendungsorientierte Theorie des St. Galler Management-Konzepts soll für den Praktiker keineswegs abschreckend wirken. Die Anwendungsfälle am Ende dieses Kapitels werden belegen, dass der gewählte integrierte Geschäftsmodellansatz für die Herausforderungen des Smart Markets im besonderen Maße praxistauglich ist.
Oliver D. Doleski

25. Innovative Geschäftsmodelle im Smart Market – Flexibilität von Energiemengen und neue Plattformen als Eckpfeiler

Zusammenfassung
Der Wandel des Energiesystems erfordert nicht nur neue Technologien, sondern auch innovative Geschäftsmodelle im Rahmen von Smart Markets. Hierfür gilt es, verlässliche politische Rahmenbedingungen zu schaffen. In diesem Beitrag skizzieren wir zunächst die Phasen beim Wandel von Energieunternehmen und erläutern dann die spezifischen Herausforderungen bei der Geschäftsmodell-Innovation im Energiesektor. Darauf aufbauend wird analysiert, wie sich die Transaktionen der Marktteilnehmer durch die Integration erneuerbarer Energien verändern und welche Konsequenzen daraus für die einzelnen Geschäftsmodelle und -prozesse entstehen. Um künftig die hohe Versorgungssicherheit zu gewährleisten, muss ein kommerzieller Markt für die Flexibilität von Energiemengen entstehen. Dieser Markt setzt dabei neue, zweiseitige Plattformen voraus. Sofern die etablierten Marktteilnehmer die damit verbunden Chancen nicht nutzen, entstehen Anreize für den Markteintritt branchenfremder Unternehmen.
Hans-Gerd Servatius, Bernd Sörries

26. Strategie und Handlungsempfehlungen basierend auf den Komponenten des Smart Markets

Zusammenfassung
Als Leser dieses Buches kann man in jedem Kapitel Ansatzpunkte für Aktivitäten im Bereich Smart Market erkennen. Zum einen können diese Geschäftspotenziale in bereits bestehenden Feldern sein, in denen man sich einen Einstieg überlegen sollte bzw. sein Engagement als Unternehmen verstärken kann. Zum anderen gibt es völlig neue Möglichkeiten über die neu definierten Komponenten des Smart Markets. Hier sollte ein Einstieg entsprechend vorbereitet sein. Der folgende Beitrag beleuchtet eine komponentenbasierte Sichtweise und gibt Handlungsempfehlungen für die Anpassung bestehender Unternehmensstrukturen für (potenzielle) Akteure des Smart Markets.
Ludwig Einhellig

27. Die Chancen neuer und etablierter Anbieter im Smart Market

Zusammenfassung
Etablierte EVU und Stadtwerke machen einen Kulturwandel durch und müssen eine ausgeprägte Innovationskultur entwickeln, um aus ihrer guten Ausgangsposition im Smart Market heraus erfolgreich Geschäftsmodelle entwickeln zu können. Ansonsten besteht für sie die Gefahr – ähnlich wie im Bereich der dezentralen Erzeugung –, die intelligenten Märkte an neue Anbieter zu verlieren. Für neue und für etablierte Anbieter gilt gleichermaßen, enger und fokussierter bei der Entwicklung neuer Geschäftsmodelle zusammenzuarbeiten. In einem Umfeld, in dem der Spielraum für Innovationen durch permanente Eingriffe in die Gesetzgebung und Regulierung limitiert werden, besteht für alle Marktteilnehmer nur die Chance, über konzertierte Aktionen gemeinsam neue Märkte und damit neue erfolgreiche Geschäftsmodelle zu entwickeln. Konzertierte Aktionen unter Einbindung und Bündelung vielfältiger Interessen aus verschiedenen Branchen – auch zwischen Wettbewerbern (Coopetition) –, in denen die Beteiligten vermeintliche kurzfristige Nachteile zurückstellen müssen. Denn diesen vermeintlichen Nachteilen stehen langfristig größere Vorteile entgegen – nämlich die Entwicklung neuer, in der Energiewirtschaft dringend benötigter Wachstumsmöglichkeiten, die der Smart Market zweifelsohne bietet.
Helmut Edelmann

28. Die Energiewirtschaft wird digital

Zusammenfassung
Die Energiewirtschaft als Industrie befindet sich im Wandel, wie auch die einzelnen Energieversorgungsunternehmen. Während mit Energiewende übergeordnet der Strukturwandel beschrieben wird, vollzieht sich in Unternehmen der Wandel von Betriebs- und Geschäftsmodellen durch neue Technologien, wie der zunehmenden Digitalisierung. Die Digitalisierung wird durch neue Technologien alltagstauglich sowie durch die nächste Generation der Mitarbeiter getrieben und eingefordert. Sie eröffnet Chancen, den Wandel der Geschäftsmodelle in der Stromwirtschaft erfolgreich zu bewältigen.
Rolf Adam

29. Multi-Utility – die Zukunft des Meterings?

Zusammenfassung
Die Einführung von Messsystemen in Deutschland stellt Messstellenbetreiber vor erhebliche operative Herausforderungen. Fraglich ist, inwieweit die dadurch flächendeckend zu erwartende Kommunikationsinfrastruktur für weitere Dienstleistungen genutzt werden kann. Multi-Utility könnte eine solche Dienstleistung sein, die Messstellenbetreibern, Submetering-Dienstleistern sowie Unternehmen des Wohnungsbaus bzw. der Wohnungsverwaltung und vor allem auch Letztverbrauchern einen Mehrwert bietet. Unternehmen, die sich stärker mit dieser Option auseinandersetzen, müssen dabei verschiedene Bedingungen berücksichtigen. Das fängt bei den veränderten Normen des EnWG an und geht bis hin zum Datenschutz.
Eric Kallmeyer

30. Please, in My Backyard – die Bedeutung von Energiegenossenschaften für die Energiewende

Zusammenfassung
In Deutschland gibt es derzeit etwa 800 Genossenschaften im Bereich der Erneuerbaren Energien. Mit diesen Unternehmen betreiben Privatpersonen, Kommunen oder Unternehmen gemeinsam insbesondere Photovoltaik- oder Windenergieanlagen und Nahwärmenetze. Energiegenossenschaften ermöglichen eine breite Beteiligung der Bevölkerung vor Ort. Sie fördern zudem die regionale Wirtschaft. In dem Praxisbeitrag werden Energiegenossenschaften beispielhaft vorgestellt. Es wird dabei insbesondere der Frage nachgegangen, welchen Einfluss diese Form der Bürgerbeteiligung auf die Akzeptanz der Energiewende hat.
Eckhard Ott, Andreas Wieg

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