Stadtwerke als Enabler Die vier entscheidenden Zutaten für die Smart City

Von der Smart City ist heute viel die Rede. Wir müssen unsere Lebensräume nachhaltig gestalten, mit intelligenten Techniken Ressourcenverbrauch und Emissionen reduzieren. Doch wie kann dies in der Praxis funktionieren? Und wer sorgt dafür, dass sich etwas verändert?

Um die letzte Frage zuerst zu beantworten: Stadtwerke sind für diese Rolle prädestiniert. Als Infrastrukturbetreiber und Energiedienstleister haben sie ohnehin den Auftrag, die Energiewende vor Ort umzusetzen. Dazu gibt Ihnen der Gesetzgeber sogar ein zentrales Instrument an die Hand, um die Energieflüsse transparent zu machen und in geeigneter Weise zu steuern: das intelligente Messsystem (iMSys) mit dem Smart Meter Gateway (SMGW) für die hochsichere Datenkommunikation.

Neben den energiewirtschaftlichen Anwendungen lassen sich mittels funkbasierter Internet-of-Things(IoT)-Technologie zudem zahlreiche weitere sensorbasiert gewonnene Daten aus der ganzen Stadt sammeln und Aktoren fernsteuern, um Energie- und Ressourcenverbrauch auf Nachhaltigkeit zu trimmen. Vernetzen lassen sich beide Systemwelten in der Controllable-Local-Systems(CLS)-Schnittstelle am SMGW. Von dort aus werden sämtliche Daten in Backendsysteme geschickt, um die Daten auszuwerten und darauf basierend smarte Services zu erbringen. Geschieht die Datenauswertung mithilfe spezieller Business-Intelligence(BI)-Tools, lässt sich die Qualität der Analysen weiter steigern. Damit ist das Technikquartett für die Smart City komplett: SMGW, CLS-Schnittstelle, IoT-Lösungen und BI.

Den iMSys-Rollout veredeln

Das größte Nachhaltigkeitspotenzial heben und zugleich wirtschaftlich profitieren können Stadtwerke, wenn sie diese vier Lösungsbausteine miteinander vernetzt einsetzen. Die Unternehmen der Minol-Zenner-Gruppe unterstützen dabei mit Produkten und Services entlang der gesamten Wertschöpfungsstrecke bis zur CLS-Schnittstelle am Smart Meter Gateway. Stadtwerke können den Rollout intelligenter Messsysteme veredeln, indem sie mit Hilfe von CLS- und IoT-Tools interne Prozesse optimieren und neue Mehrwertservices sowie digitale Geschäftsmodelle für Kunden entwickeln. Einige Beispiele:

Umfassender digitaler Messstellenbetrieb: Aktuell steht die deutsche EVU-Branche in den Startlöchern, den Messstellenbetrieb zu digitalisieren. Hinzu kommen neue Rollen im Markt durch den wettbewerblichen Messstellenbetrieb und regulatorische Vorgaben wie die Energieeffizienz-Richtlinie (EED). Mithilfe der genannten Technologien können Stadtwerke ihre Messstellen über alle Sparten hinweg ganzheitlich und voll digitalisiert betreiben und fernauslesen. Darüber hinaus können sie ihre Geschäftsbereiche um das Submetering erweitern – entweder als Messdienstleister für andere Marktteilnehmer oder im Full-Service-Betrieb.

• Intelligente und effiziente Gebäude: Das SMGW als beim Kunden installierter vertrauenswürdiger Ankerpunkt für den sicheren Datentransfer ermöglicht beispielsweise das Monitoring und die Steuerung von Erzeugung und Verbrauch. Stadtwerke können ihren Kunden beispielsweise ein Energie-Monitoring anbieten oder individuelle, ihren Lebensumständen angepasste Angebote machen – um diese etwa in die Lage zu versetzen, aktiv Energie einzusparen. Viele Stadtwerke haben diese Chance erkannt und positionieren sich als Energieberater für Kommunen, Wohnungswirtschaft oder Industrie.

• Chancen für externe Marktteilnehmer (EMT): In Kombination mit einem CLS-Gateway ermöglicht das SMGW Schalt- und Steuerhandlungen bei Verbrauchern und Erzeugern unter Einhaltung der regulatorischen Vorgaben. Die nach ISO 27001 zertifizierte EMT-Plattform von Zenner Hessware ermöglicht es Marktakteuren, als aktiver EMT zu agieren. Die Plattform fungiert dabei als zentrale Datendrehscheibe für Zählerdaten, IoT-Sensorwerte und die Visualisierung der Messwerte gegenüber Kunden. Dank flexibler Schnittstellenarchitektur können Kunden mit ihren eigenen Systemen weiterarbeiten, die via EMT-Plattform mit Daten versorgt werden, egal ob es sich um rein energiewirtschaftliche oder andere IoT-Anwendungen im smarten Quartier handelt.

• Elektromobilität: Auch für die Elektromobilität sind digitalisierte Prozesse ein wesentlicher Erfolgsfaktor. Eine Ladesäule erzielt nur dann Erlöse, wenn auch geladen wird. Voll geladene E-Fahrzeuge oder Verbrenner sollen zeitnah die Ladeinfrastruktur wieder freigeben. Dafür ist es notwendig, das Vorfeld zu überwachen – etwa mit einem LoRaWAN-fähigen Parksensor.

Mit der SMGW-Verpflichtung für Ladeinfrastruktur kann auch die bestehende Kommunikationsanbindung des SMGW zur Übermittlung von Parkraumdaten genutzt werden. Durch die Steuerbarkeit über das Zenner IoT-Gateway bspw. mittels OCPP-Protokoll können die Vorteile des §14a des EnWG genutzt werden. Die Steuerbarkeit der Ladeinfrastruktur ermöglicht damit eine ausgewogene Netzbelastung und bietet eine effizientere Auslastung der verfügbaren Ladepunkte im Feld.

Schlankere Prozesse per IoT

Das vor Ort entstehende IoT-Netz bietet zahlreiche Möglichkeiten, Prozesse schlanker zu gestalten und Ressourcen intelligenter, sprich sparsamer einzusetzen. Mittels IoT können Stadtwerke beispielsweise ihre Trafostationen fernüberwachen und die Straßenbeleuchtung steuern. Weitere Optionen sind Eigenversorgungs- und Direktlieferungskonzepte für Prosumer. Oder der Versorger bündelt die dezentralen Erzeugungsanlagen von Kunden zu virtuellen Kraftwerken.

Die vorhandene IoT- und CLS-Infrastruktur kann parallel auch für nicht-energiewirtschaftliche Anwendungen genutzt werden: von der Rauchwarnmelder-Steuerung im Smart Home über die Überwachung von Rettungswegen und die Messung von Pegelständen bis hin zu Apps, mit denen Endkunden eine E-Ladestation finden. Gemeinsames Merkmal dieser und zahlreicher weiterer Anwendungen: Alle zahlen darauf ein, dass unsere Quartiere und Städte smarter werden. Das SMGW als Datenzentrale sorgt dabei für die notwendige Sicherheit.

Den Datenschatz heben

Werfen wir abschließend einen Blick auf die vertiefende Datenanalyse. Advanced Data Analytics ist quasi die Kirsche auf der Torte, aber keineswegs nur nice to have. Die wachsende Bedeutung dieses Themas erschließt sich automatisch angesichts der immensen Datenmengen, die künftig aus immer mehr Sensoren und Zählern für das Steuern smarter Quartiere und Städte gewonnen werden. Manuelle Auswertungen werden hier ebenso überfordert sein wie einfache statistische Analysen. Business Intelligence, Analytics, Data Science und künstliche Intelligenz helfen dabei, sonst verborgen bleibende Zusammenhänge, Strukturen, Muster, Entwicklungen, Trends oder Anomalien zu erkennen.

Durch die Integration und das Zurückspielen der Analyseergebnisse in Geschäftsprozesse und Wertschöpfungsketten ergeben sich zusätzliche Mehrwerte. So können bessere Vorhersagen getroffen, Aktivitäten zielgerichteter abgeleitet und Prozesse noch tiefer optimiert werden. Um nur ein praktisches Beispiel zu nennen: Im Bereich der Elektromobilität helfen solche Analysen, das Nutzungsverhalten an der Ladesäule zu verstehen und den Energiebedarf genauer vorherzusagen. Auf dem Feld der tiefen Datenanalyse ist innerhalb der Minol-Zenner-Gruppe die Lehmann + Pioneers Digital GmbH (LPDG) der Spezialist.

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