Smart Meter Rollout

Der Austausch analoger Messgeräte zur Verbrauchsdatenerfassung zugunsten intelligenter Zähler bzw. Messsysteme ist in einigen Ländern bereits abgeschlossen oder nimmt deutlich an Fahrt auf. Auch in Deutschland rückt die als Smart Meter Rollout bekannte Thematik immer mehr in den Fokus des Interesses. In zahlreichen Pilotprojekten konnten auch hierzulande Versorgungsunternehmen sowie Messstellenbetreiber erste praktische Erfahrungen mit der neuen Technologie sammeln.

Kaum ein Thema ist in der Energieversorgung so umstritten und diskutiert wie die Einführung von Smart Metering. Werden die Vorgaben zur Einführung von Smart Metern von vielen Unternehmen noch als weitere regulatorische Vorgabe mit hohem Investitionsaufwand gesehen, stellen sich allmählich erste Energieversorger auf diese Rahmenbedingungen ein. Sie entwickeln erste Produkte rund um Smart Metering, mit dem Ziel, einen monetären Nutzen zu generieren. Aber auch Unternehmen und Branchen, die bisher keinen Anteil an der Wertschöpfungskette der Energieversorgung hatten, treten zunehmend mit eigenen Produkten und Dienstleistungen auf den angestammten Markt der Energieversorger. Etablierte Energieversorger, die denWandel nicht rechtzeitig und/oder nur unzureichend vollziehen sowie ihr Geschäftsmodell nicht weiterentwickeln, gehen das Risiko ein, erhebliche Marktanteile zu verlieren.

Der Rollout von intelligenten Messsystemen beeinflusst Energieversorgungsunternehmen nachhaltig. Mit dem Aufbau einer neuen Infrastruktur verändern sich Prozesse und Arbeitsweise im Unternehmen erheblich. Kaum ein Unternehmensbereich bleibt von den Veränderungen ausgeschlossen, so dass die Einführung von Smart Metering und die Integration der technischen und kaufmännischen Infrastruktur zu einer Transformation der Energieversorgungsunternehmen führen wird. In diesem Kapitel wird anhand der Transformationsmethodik SAP BTM2 betrachtet, auf welche Bereiche der Unternehmen die Transformation wirkt und inwieweit die SAP BTM2-Elemente wesentlich für die erfolgreiche Steuerung dieser Transformation sind.

Die reine Ausbringung von intelligenten Zählern könnte theoretisch als relativ isoliertes Projektvorhaben im Bereich Gerätemanagement eines Energieversorgers umgesetztwerden. Es werden ja nur die Messgeräte ausgewechselt. Dass diese Annahmegrundfalsch ist, zeigt sich spätestens, sobald zeitgleich mit der Ausbringung der Zählerauch die Möglichkeiten der neuen Technologie für das gesamte Unternehmen unddie Kunden erschlossen werden sollen. Durch die Zusammenführung von kaufmännischerund IT-Infrastruktur durch Smart Metering sind große Teile des Unternehmensbetroffen, neue Prozesse werden definiert, etablierte Prozesse geändert, ggf. entstehensogar komplett neue Organisationsstrukturen im Rahmen eines Massenrollouts.Im nachfolgenden Kapitel werden die Herausforderungen an das Projektmanagementbeschrieben und Lösungsvorschlage für Projektorganisation, Durchführungund Steuerung skizziert.

Der deutsche Gesetzgeber hat im Jahre 2011 die Vorschriften im Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) betreffend das Messwesen novelliert. Zielsetzung des Gesetzgebers ist es, intelligente Messtechnik als notwendigen Bestandteil des sogenannten Smart Grid in Deutschland einzuführen. Dreh- und Angelpunkt dieser im Vergleich zur vorherigen Gesetzeslage viel detaillierteren Vorschriften ist § 21 b EnWG. Diese Vorschrift normiert, dass Messsysteme dadurch geprägt sind, dass sie in ein Kommunikationsnetz eingebunden sind. Der Gesetzgeber hat im Folgenden geregelt, in welchen Fällendiese neuen Messsysteme eingebaut werden müssen. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Einführung solcher Systeme im Elektrizitätssektor. Einen separaten, vom Elektrizitätsbereichunabhängigen Aufbau solcher Messsysteme in der Sparte Gas hat derGesetzgeber nicht vorgesehen. Entscheidend für die Einführung solcher modernerMesssysteme und damit letztlich für den Erfolg ist die Frage der Kostentragung. Hierreichen die Möglichkeiten vom Netzbetreiber über den separaten Messstellenbetreiberbis hin zum jeweiligen Anschlussnutzer/-nehmer. Um der sowohl technisch alsauch in Teilen rechtlich komplizierten Materie Herr zu werden, hat der Gesetzgebereine weitreichende Verordnungsermächtigung vorgesehen. Von dieser Verordnungsermächtigungwurde bis dato noch kein Gebrauch gemacht, so dass sich einige Zweifelsfragennicht abschließend beantworten lassen.

Parallel zur Pilotierung von Smart-Meter-Technologie sollte der Rollout auch Erwartungen und Bedürfnisse der Kunden und Nutzer aufzeigen. Begleitende Marktforschung gibt ein direktes Feedback zur Identifizierung von Weiterentwicklungspotenzialen, aber auch von Ablehnungsgründen. Die Analyse von Erwartungshaltung, Nutzung und Preisbereitschaft kann in kundengerechte Vertriebsprodukte umgesetzt werden.

Smart Metering wird in den kommenden Jahren zweifelsohne eine flächendeckendeEinführung in Europa erfahren. Parallel zur Entwicklungsgeschichte z. B. des Mobilfunksbzw. anderer Technologien stehen die technischen Herausforderungen rundum die Standardisierung und Implementierung von Smart Metern bzw. der dahinterliegendenPlattformen derzeit im Mittelpunkt des Interesses. Dabei kann leicht übersehenwerden, dass alleine die vollautomatische Erhebung, Übertragung und Speicherungder Stromverbrauchsdaten per se keine Verbrauchs- bzw. Gewohnheitsänderungeninduzieren.Neben dieser rein technischen Dimension, kommt daher der Steuerungsfunktiondurch Smart-Meter-Daten mittel- bis langfristig die mit Abstand wichtigste Rolle zu.Dies bedeutet, dass die Daten in geeigneter Art und Weise, Form und mittels der richtigenÜbertragungs- und Displaytechnologie so an den Kunden übermittelt werdenmüssen, um einen möglichst optimalen Ausgleich zwischen dem aktuellen Angebotund der Nachfrage nach Strom herzustellen. Hierin liegt der zentrale Grund dafür,den ursprünglich Ende des 19. Jahrhunderts entwickelten und millionenfach bewährtenelektromechanischen Stromzähler gegen ein komplexes IP-basierendes Gesamtsystemauszutauschen.Dies geschieht einzig und alleine mit dem Ziel, das Verhalten des Kunden bezüglichdes Stromverbrauchs aktiv zu steuern. Anhand der im Beitrag vorgestellten „Hierarchiedes Meterings“ wird die Entwicklung des Verbrauchsmessens aufgezeigt undinsbesondere der beachtliche Dimensionssprung hin zum Smart Metering konkretdargestellt. Wichtig ist hierbei, zwischen assistierenden und kontrollierenden KundenEnergiemanagement Systemen zu differenzieren. Während assistierende Systeme denKunden über gewisse Smart-Meter-Zustände informieren, um eine Verhaltensänderung zu bewirken, greifen kontrollierende Systeme nach festgelegten oder zu lernendenRegeln direkt in den Haushalt ein.Bevor im Folgenden die vielfältigen und faszinierenden Möglichkeiten der Übertragungvon Informationen an den Stromkunden von Heute und Morgen skizziertwerden, erscheint es sinnvoll, kurz auf die völlig veränderten Parameter zwischenStromerzeugung und Stromverbrauch einzugehen, um so die hohe Relevanz vonSmart Meter im Gesamtkontext zu verstehen.

In Smart-Metering-Projekten erfordern Rollout-Prozesse besondere Aufmerksamkeit. Die Auswirkungen eines Projekts dieser Größenordnung sind in fast allen Bereicheneines Energieversorgers zu spüren. Neben der umfassenden Planung und Dokumentationaller Rollout-Prozesse, hat die Prozessplanung im Projekt und Unternehmendie Funktion, für Transparenz zu sorgen. Prozessplanung ist ein Kommunikationsprozess,der sich maßgeblich auf die Motivation der Beteiligten und damit auf den Erfolgdes Projekts auswirkt.Die Realität stellt sich häufig anders dar als theoretisch erdachte Prozessmodelle.Rollouts sind personalintensive Maßnahmen, die einen hohen Koordinationsaufwandmit sich bringen und ein nicht zu unterschätzendes finanzielles Risiko in sich bergen.Eine Generalprobe in echten Objekten unter realen Bedingungen hilft das Risiko zuminimieren.Die derzeitige Einmaligkeit von Rollouts täuscht darüber hinweg, dass Rolloutsmassiv das Tagesgeschäft beeinflussen. Tradierte Prozesse müssen erweitert oder aufgebrochenwerden. Neue Prozesse, Aufgaben und Organisationseinheiten entstehen.In Unternehmen bilden sich parallele Prozesswelten, die der Verknüpfung bedürfen.Ein großer Rollout verändert ein Unternehmen dauerhaft.

Die flächendeckende Ausbringung intelligenter Zähler stellt für jedes Versorgungsunternehmenzweifelsohne eine herausfordernde Aufgabenstellung dar. Dabei erscheintauf den ersten Blick der Ablauf vom Einkauf der Geräte und Dienstleistungen,über die innerbetriebliche Warenwirtschaft bis hin zum Einbau der neuen, intelligentenGeräteinfrastruktur beim Verbraucher vor Ort verhältnismäßig unspektakulär zusein. Die Praxis zeigt jedoch, dass neben den IT- und systemtechnischen Aufgabenstellungenauch der Logistik eine besondere Bedeutung bei der erfolgreichen Umsetzungvon Rollout-Projekten zukommt.

In einigen Kapiteln dieses Buches wurde bereits auf zahlreiche ablauforganisatorischeRollout-Herausforderungen entlang der Prozesskette referenziert. Von der strategischenPlanung eines Vorhabens bis hin zur Entsorgung der Altgeräte zeigen sich inder Rollout-Praxis erhebliche Fehlermöglichkeiten sowie prozessuale Schwachstellen,die in qualitäts- und kostenwirtschaftlichen Risiken münden. Die ebenfalls diskutierteKomplexität verbunden mit relativ wenig Erfahrungswissen verschärft diese Problematik.Im Folgenden wird daher für eine Auswahl komplexitäts- und risikoreduzierenderMethoden plädiert, die gerade im massiven Rollout von Smart Metern praktischeHilfestellung leisten können.Diese Methoden setzen auf Präzision und Systematik, insofern das gewählte Kapitelmotto.

Entscheidend für den Erfolg von Smart Energy wird weniger die überbrückung dertechnologischen Gaps sein, sondern die effiziente Ausgestaltung der Geschäftsprozesse,des Informationsmanagements und der Informationstechnologie mit den notwendigenintelligenten bzw. semi-intelligenten Programmen und Algorithmen sein.1 Diezeitnahe Erfassung der Energieverbräuche und Energieerzeugung, die Verarbeitungder Daten zu validierten Prognosen und die Möglichkeit der Steuerung der Erzeugerund Abnehmer bis hin zum Letztverbraucher sind notwendig zur Realisierung derSmart-Energy-Vision. Smart Meter mit der digitalen Erfassung der Erzeugung undVerbräuche und mit der Möglichkeit der bidirektionalen Kommunikation und diedahinter liegende IT-Infrastruktur, die Advanced Metering Infrastructure (AMI) bildendas Backbone der Smart Energy.

Die Kommunikations- und Informationstechnologie nimmt eine Schlüsselrolle beimUmbau der Energieversorgungstrukturen ein.1 Smart Metering ist eine Voraussetzung,um auf Basis der Messdaten bestehende Prozesse zu optimieren, aber auch neueGeschäftsmodelle zu entwickeln und die systemischen Anforderungen im Smart-Energy-Umfeld zu beherrschen. Dabei sind neue, hochperformante Technologien einwichtiger Baustein beim Umbau der IT-Architektur von Energieversorgern. Die Unternehmenbetreten bei der Entwicklung einer Smart Energy Roadmap in vielen Bereichennicht nur technologisches Neuland. Aufgrund der unsicheren Marktentwicklungsind viele Fragestellungen neu und oft schwer zu beantworten. Die Geschäftsstrategie,als maßgebliche Leitlinie, ist aufgrund vieler Ursachen oftmals unzureichenddefiniert – die Suche nach möglichen Geschäftsfeldern ist in vollem Gange.Folglich ist die Entwicklung einer Umsetzungsroadmap für die IT eine schwierigeAufgabenstellung. Auf der einen Seite nimmt der Handlungsdruck zu, auf der anderenSeite bestehen durch das Marktumfeld große Unsicherheiten für die Umsetzungsplanung.In diesem Spannungsfeld besteht die Gefahr, dass eine unvorbereiteteIT bei der Transformation der Unternehmen ein limitierender Faktor wird. Für die ITgilt es, sich auf mögliche Szenarien vorzubereiten und mit dem Blick aufs Ganze ersteSchritte zu initiieren. Hier empfiehlt sich eine strukturierte Methodik, die Gestal-tungsraum für Innovationen lässt und die Komplexität der Aufgabenstellung beherrscht.Neue Technologien müssen in die bestehende Systemlandschaft integriertund eine langfristige Vision erarbeitet werden.

Smart-Meter-Technologie darf nicht isoliert betrachtet werden. Sie stellt eine revolutionäreBasistechnologie in der Energiewirtschaft dar, deren Bedeutung erst durch einekonsequente Integration in die Geschäftsanwendungen von Versorgern und Großverbrauchernsichtbar wird. Die effiziente Integration aus betriebswirtschaftlichenAnwendungen einerseits und der Smart-Meter-Technologie andererseits bietet diePlattform für moderne Anreizsysteme zur Verteilung oder Senkung von Energieverbrauchsspitzenund schafft bedarfsgerechte Transparenz über das eigene Verbrauchsverhaltensowie Kosteneinsparmöglichkeiten. Um einen eigenen Beitrag zum effizienterenUmgang mit Energie zu liefern, hat die SAP AG als einer der führenden Anbietervon betriebswirtschaftlichen Anwendungen weltweit ein flexibles Integrationskonzeptfür Hersteller und Anbieter von Smart-Meter-Technik und Lösungen entwickelt,das hier unter dem Aspekt des Smart-Meter-Massenrollouts näher betrachtet wird.

Ein Smart Meter Rollout beschreibt den ersten Schritt in Richtung einer intelligenteren Netz- Infrastruktur (Smart Grid). Art und Umfang der Business-Integration einerSmart-Meter-Infrastruktur bestimmt den Unterstützungsgrad für neue, dezentraleEnergieerzeugungs- und Verbrauchsoptimierungsmodelle, also die Leistungsfähigkeiteines Smart Grids.Um den Herausforderungen (Abb. 14.1) des infrastrukturellen und damit in Verbindungstehenden IT-technischen Wandels begegnen zu können, ist das geeigneteSchrittmaß von entscheidender Bedeutung. In diesem Kapitel werden exemplarischmögliche Stufenmodelle für die schrittweise Durchdringung eines Energienetzes mitSmart-Meter-Technologie und Smart-Energy-Businessmodellen vorgestellt.Diese Betrachtungen sollen Ihnen helfen, im Spielraum zwischen reguliertem Minimalansatzund einer wettbewerblichen Vollintegration von Smart Metering inkaufmännische Kunden- und Serviceprozesse Ihren Startpunkt für einen Smart MeterRollout und den geeigneten Einstieg in eine Smart-Grid-Infrastruktur zu finden.

Es ist allgemein anerkannt, dass Smart Grids mittel- und langfristig ein wichtiger Bestandteilder Energieversorgung, und dass wiederum Informations- und Kommunikationstechnologien(IKT) ein wesentliches Element der Smart Grids sein werden. DieseIKT müssen eine Vielzahl an Anforderungen erfüllen, um unter anderem Echtzeitdatenübertragungzu ermöglichen sowie Datenschutz- und Datensicherheit zu gewährleistenund so volle Akzeptanz in der Bevölkerung zu genießen. Im Beitrag „Datenübertragungstechnologienin Smart Metering und Smart Grids“ werden die verschiedenenheute verfügbaren Technologien beschrieben und ihre Vorteile undSchwächen für eine bestmögliche übersicht herausgestellt.

Das folgende Kapitel beschreibt den, federführend vom Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik, erarbeiteten Stand der Anforderungen und Voraussetzungenfür ein sicheres und massentaugliches Smart Meter Gateway. Sicherheit bedeutet in diesem Zusammenhang sowohl den Schutz persönlicher Daten vor missbräuchlicherNutzung oder Verbreitung, als auch die Sicherstellung von Authentizität undUnverfälschtheit der Daten selbst. Es wird die grundlegende Verfahrensweise zur Beurteilungvon „Sicherheit“ dargestellt und die konkreten Anforderungen an Schnittstellenund Rollen beschrieben.

Die Veränderungen in der Energiewirtschaft haben einen gravierenden Einfluss aufdas Messwesen. Bewährte Messverfahren haben sich über Jahrzehnte hinweg etabliert.Mit der Energiewende werden nun neue Anforderungen an die Messung gestellt. Nebender reinen Messaufgabe wird jetzt auch die Fähigkeit zur Fernkommunikationvon den Zählern verlangt, so dass wir nun von einem Messsystem sprechen. Dies hatzur Folge, dass neue Messverfahren in das Zähl- und Messwesen Einzug halten. BestehendeZählertechnologien müssen aufgrund der neuen Anforderungen erweitertwerden. Gateways die die Kommunikation von den Zählern bis in die Backendsystemevornehmen, müssen in die Zählerlandschaft integriert werden. Darüber hinaussind weitere Aufgaben wie die Steuerung von Einspeiseanlagen und die Anbindungvon kundeneigenen Energieanlagen zu realisieren. Das Messwesen der vergangenenJahrzehnte wird einer kompletten Neuorientierung unterworfen.

In Köln haben bis zum Jahresanfang 2012 tausende Ferraris-Zähler ihre letzte Rundegedreht. Auch sind hundertfach klassische Gas-, Wasser- und Wßrmezßhler in denverdienten Ruhestand geschickt worden. Erstmalig wurden in einer deutschen Großstadtalle Verbrauchsmessgeräte von etwa 350 großen Wohn- und Geschäftshäusernspartenübergreifend auf fernauslesbare, digitale Zähler samt Kommunikationstechnikumgestellt. In einem Pilotprojekt zur Ausbringung von rund 30.000 Smart Meternhaben die RheinEnergie AG in Zusammenarbeit mit ihrem strategischen ProjektpartnerSAP AG wertvolle Erfahrungswerte für die Umsetzung flächendeckender Massenrolloutsgesammelt.

2008 beschloss E.ON in Deutschland die verschiedenen Aktivitäten im Bereich SmartMetering zu konsolidieren und gab in Bayern den Startschuss für das „10.000 Smart-Meter-Programm“. Nachfolgend wird die Definition technischer Anforderungen unddie Entwicklung vertrieblicher Ziele in diesem Teil-Rollout unter den Rahmenbedingungendes deutschen Marktes erläutert, ebenso wie die Integration von Smart-Meter-Komponenten und Prozessen in die vorhandene Infrastruktur eines Energieversorgers.Eine allgemeine Kostenbetrachtung und Darlegung von wichtigen Erkenntnissenund Schlussfolgerungen rundet die Beschreibung des Pilotversuchs ab.

Der Smart Meter Rollout der Stadtwerk Haßfurt GmbH wurde bereits Ende 2011 abgeschlossen.Die einzelnen Entwicklungsschritte vom Pilotprojekt bis zum finalenRollout werden im folgenden Bericht skizziert. Lösungen im Detail sowie die überwiegendpositiven Projekterfahrungen sind Schwerpunkt dieses Berichtes. BörsenorientierteTarife sowie optimierte Eigenerzeugung werden im Ausblick „Vision 2015“thematisiert.

In 2005 the Swedish government decided to accept and introduce monthly reading ofpower meters based on the advice from that Economic Affairs Committee. Thisshould be implemented not later than1st of July 2009 for all customers connected tothe energy companies all over Sweden. Several projects started up and most of thecompanies realized that it was a very short time to fulfill these requirements. Europe’sEyes did follow the installation with extreme interest, especially Germany, Benelux,USA and the United Kingdom. In the following chapter the lessons learned and theimportant factors for a Smart Meter Rollout are described from a nordic perspective.