Spartenübergreifende Metering- Lösungen für kommunale Liegen

FACHBERICHTE Smart Metering
Spartenübergreifende MeteringLösungen für kommunale Liegenschaften
Christian Falke, Alexander Monzel und Frank Wolf
Smart Metering, Mehrsparten-Lösungen, Messstellenbetrieb, Energieaudit, Energieeffizienzmaßnahmen
Seit geraumer Zeit wartet die Energiewirtschaft auf verlässliche Aussagen seitens der Politik zum Rollout der intelligenten
Messsysteme. Mit der Formulierung des Eckpunktepapiers lieferte das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
(BMWi) erstmals konkrete Vorstellungen dazu. Dabei liegt der Fokus zunächst auf der Stromsparte. In den zuständigen
Gremien müssen technische Details sowie Prozessabläufe erst noch spezifiziert werden. Bis dahin sind die Marktteilnehmer auf die bereits verfügbaren Smart Metering-Systeme angewiesen. Dass sich mit dieser Technik smarte Mehrsparten-Lösungen mit Mehrwerten für den Anschlussnutzer erfolgreich umsetzen lassen, zeigt ein kommunales Smart
Metering-Projekt des Energieexperten VOLTARIS mit der Gemeinde Überherrn im Saarland.
Multi-utility metering solutions for municipal buildings
For some time now, the energy industry has been waiting for reliable statements from politicians about the rollout of
intelligent metering systems. With the formulation of the key points paper, Germany's Federal Ministry for Economic
Affairs and Energy (BMWi) has now delivered concrete ideas about this for the first time. In the first instance, the focus
here is on the electricity sector. The technical details and the processes are still to be specified first within the responsible
committees. Until then, market operators remain reliant on the already available smart metering systems. The fact that
this technology can be employed in order to successfully realise smart multi-utility solutions that deliver additional
value for connection users is illustrated by a municipal smart metering project of the energy experts VOLTARIS with the
municipality of Überherrn in the Saarland.
Mit den vom BMWi veröffentlichten Eckpunkten für das
Verordnungspaket „Intelligente Netze“ [1] liegt der Energiebranche der erwartete Fahrplan für den Rollout und
den künftigen Einsatz der intelligenten Zähler (iZ) und
Messsysteme (iMSys) vor. Dabei stellt der iZ den Basiszähler dar. Durch die Erweiterung um ein kommunizierendes
Smart Meter Gateway und gegebenenfalls eine Schaltbox wird der iZ zum iMSys.
1. Gaszähler als Teil des Messsystems
§ 21f des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG) stellt klar,
dass keine separate Smart Metering-Infrastruktur für Gas
aufgebaut wird. Messeinrichtungen für Gas dürfen nur
dann installiert werden, wenn sie sicher an ein Messsystem angebunden werden können, das den Anforderun-
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gen nach § 21d und § 21e EnWG entspricht. Darüber hinaus müssen sie ein Höchstmaß an Datensicherheit und
-schutz gewährleisten und der Interoperabilität in Schutzprofilen und den Technischen Richtlinien (TR) dienen.
§ 21f gibt Gas-Messstellenbetreibern zwei Möglichkeiten, die Messeinrichtung in ein bestehendes intelligentes Messsystem einzubinden: Eine Möglichkeit besteht darin, direkt kommunizierende Gaszähler einzusetzen. Diese Gaszähler sind mit einer integrierten
Funk-Kommunikationseinheit ausgestattet, die den BSIAnforderungen für die Kommunikation mit wMBus nach
OMS 4.0 genügt. Die zweite Möglichkeit besteht in der
Verwendung eines Aufsatzmoduls (BSI-konformer Adapter für Bestandszähler, kurz BAB), das die Kommunikation des Zählers in Richtung Smart Meter Gateway
gemäß den BSI-Anforderungen übernimmt. Bei dieser
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Lösung ist eine einfache Impulsübertragung des Zählers
zum Aufsatzmodul ausreichend.
Die ersten elektronischen Gaszähler, die direkt mit
dem Smart Meter Gateway kommunizieren, sind bereits
auf dem Markt: Sie erfüllen die Forderungen des EnWG,
indem sie verschlüsselt am Smart Meter Gateway angebunden werden. Die Zähler entsprechen den Vorgaben
des BSI und den TR. Die zuvor beschriebenen Aufsatzmodule sind in Kürze am Markt erhältlich.
In Bezug auf Wasser- und Wärmemengenzähler trifft
das EnWG in seiner jetzigen Form keinerlei technische
Festlegungen, jedoch sind auch hier Datenschutz und
Datensicherheit zu beachten.
2. Verlängerung der Übergangsfristen für
nicht BSI-zertifizierte Messsysteme
Ende 2014 hat die Bundesregierung in § 21e Absatz 5 und
§ 21f Absatz 2 EnWG eine maßvolle Verlängerung der
Übergangsfristen beschlossen: Nicht BSI-zertifizierte
Messsysteme können mindestens noch bis zum 31. Dezember 2015 eingebaut und ab diesem Zeitpunkt acht
Jahre weiter betrieben werden. Diese Verlängerung soll
den fließenden Übergang zum BSI-konformen intelligenten Messsystem ermöglichen. Aufgrund der Verzögerungen beim Rollout geht man davon aus, dass die Einbaufrist für nicht BSI-konforme Mess- und Kommunika
tionstechnik über die nächsten Jahre hinweg nochmals
verlängert wird.
Durch die zu erwartende Verlängerung des Bestandsschutzes ergibt sich für aktuelle Smart Metering-Projektierungen eine verlässliche Planungsgrundlage.
Bild 1: v.l: Christian Falke (Projektleiter VOLTARIS), Jörn Krzizok (Geschäftsführer
KDÜ), Bernd Gillo (Bürgermeister Überherrn) und Peter Zayer (Geschäftsführer
VOLTARIS). (Bild: Voltaris)
Bild 2: Datenfluss der Mehrsparten-Smart Metering-Lösung. (Bild: Voltaris)
3. Wirtschaftlichkeit einer
Smart Metering-Infrastruktur
4. Energieeffizienz im Fokus:
Smart Metering für Kommunen
Neben den technischen Voraussetzungen sind insbesondere die wirtschaftlichen Aspekte eines Smart Meter-Projekts von Bedeutung.
Experten weisen darauf hin, dass das alleinige Auslesen
von Gaszählern nicht wirtschaftlich ist, da die Investitionen in eine eigene Smart Metering-Infrastruktur für Gas
in keinem Verhältnis zu Mehrwerten wie der Visualisierung der Verbrauchsdaten stehen. Während das Auslesen
der Daten im Strombereich Chancen für attraktive Mehrwertprodukte bieten kann, sehen Energieversorger die
Wirtschaftlichkeit dieser Mehrwerte im Gasbereich derzeit noch nicht. Werden weitere Sparten (neben Gas- z. B.
auch die Wärme- und Wassersparte) dagegen in die vorhandene Kommunikationsinfrastruktur der Stromsparte
integriert, kann eine spartenübergreifende Gesamtwirtschaftlichkeit einer Smart Metering-Lösung durchaus gegeben sein.
Der kommunale Klimaschutz ist ein besonderes Anliegen
des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. Wenn es gelingt, den Klimaschutz in der Kommune voranzutreiben, wird sich dieses Bewusstsein vermutlich auch auf lokale Maßnahmen auswirken. Aus diesem
Grund schlagen zahlreiche Städte und Gemeinden den
Weg zur energieeffizienten Kommune ein und rücken die
Energieeinsparung bei öffentlichen Gebäuden in den Fokus. So werden in vielen kommunalpolitischen Gremien
Themen wie etwa die CO2- und schadstofffreie Gemeinde
und die transparente Darstellung von öffentlichen Energieverbräuchen unter dem Aspekt der Imagepflege einer Gemeinde zwischenzeitlich offensiv diskutiert und in die Tat
umgesetzt. Smart Metering-Lösungen ermöglichen hier
den Überblick über den aktuellen Energieverbrauch der jeweiligen Liegenschaften. Für Kommunen, aber auch für Gewerbekunden und Filialisten, kann diese Möglichkeit darü-
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ber hinaus interessant sein, weil sie durch eine Visualisierung
spartenübergreifend das Verbrauchsverhalten analysieren
können, um die Energie- und Wasserkosten einzusparen.
Ferner können Energie- und Wasserabrechnungen
bei vermieteten kommunalen Liegenschaften vereinfacht werden. Smart Meter helfen Kommunen dabei, ihre
Klimaschutzziele zu erreichen und die verpflichtenden
Energieaudits zu vereinfachen.
5. Auditpflicht für kommunale Eigenbetriebe
Bild 3: Das TÜV-zertifizierte Portal von VOLTARIS zeigt neben einer Managementzusammenfassung auch genaue Einzelstandort- oder Vergleichsanalysen für mehrere
Messstellen. (Bild: Voltaris)
Bild 4: Durch die individuellen Analysen lassen sich beispielsweise Verbräuche der
verschiedenen kommunalen Liegenschaften miteinander vergleichen. (Bild: Voltaris)
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Am 22. April diesen Jahres ist das neue Energiedienstleistungsgesetz (EDL-G) [1] in Kraft getreten. Hintergrund für
die Gesetzesänderung ist die Europäische Energieeffizienz-Richtlinie (EU-EED) [3], die in Form des EDL-G teilweise in nationales Recht überführt wird. Ziel ist, den Energieverbrauch der EU-Mitgliedsstaaten mit Hilfe verschiedener Maßnahmen bis 2020 um 20 % gegenüber dem
Wert von 1990 zu senken.
Eine der Maßnahmen sind Energieaudits: Diese sollen
die Energieverbräuche eines Unternehmens systematisch
auflisten und Energieeffizienzverbesserungen gezielt
identifizieren. Für Kommunen sind Energieaudits eine
optimale Möglichkeit, die Energieeffizienz einzelner Liegenschaften zu beobachten und zu erhöhen – und damit auch den Energieverbrauch sowie die Kosten dauerhaft zu senken.
Energieaudits sind nach Veröffentlichung des EDL-G
gemäß der europäischen Energieauditnorm DIN EN
16247-1 nicht mehr nur ein Anreiz für Unternehmen, um
verschiedene Vergünstigungen zu erlangen, sondern gelten als gesetzliche Pflicht für Nicht-KMU [4]. Das erste
Audit muss von den betroffenen Unternehmen bis zum
5. Dezember 2015 durchgeführt und danach alle vier Jahre erneuert werden. Die Umsetzung wird gemäß § 8c
EDL-G stichprobenartig vom Bundesamt für Wirtschaft
und Ausfuhrkontrolle (BAFA) geprüft.
Auch kommunale Eigenbetriebe können von der Auditpflicht betroffen sein. Sie werden als Nicht-KMU eingestuft, wenn sie einer wirtschaftlichen Tätigkeit nachgehen
und mindestens 25 % ihres Kapitals oder ihrer Stimmrechte
von einer oder mehreren öffentlichen Stellen oder Körperschaften des Öffentlichen Rechts kontrolliert werden – unabhängig von der Anzahl der Mitarbeiter oder dem Umsatz. Dazu zählen zum Beispiel kommunale Eigenbetriebe
wie Schwimmbäder oder Museen. Ausgenommen von
dieser Regelung sind Hoheitsbetriebe wie Schulen, Ämter
oder Abfallbetriebe. Die Kommune selbst bleibt aufgrund
ihrer hoheitlichen Aufgaben von der Auditpflicht ausgenommen. Besitzt eine Kommune Eigenbetriebe, die als
Nicht-KMU eingestuft werden, können die Smart Meter-Visualisierungen und Auswertungen bei der Umsetzung
und Überwachung der abgeleiteten Energieeffizienzmaß-
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nahmen helfen, die im Rahmen eines Energieaudits nach
DIN EN 16247-1 identifiziert wurden.
6. Umfassende Smart Metering-Lösungen
speziell für Kommunen
Die VOLTARIS Smart Metering-Lösung für Kommunen
beinhaltet die Beschaffung und Bereitstellung fernauslesbarer Zähler (Strom, Gas, Wasser und ggf. Wärme), das
Kommunikations-Gateway, die Übertragung und Aufbereitung der Daten sowie das Webportal zur Visualisierung
der Verbrauchsdaten, Kosten und CO2-Ausstoß. In Kombination mit einer speziell für kommunale Projekte ausgestalteten Portallösung sind auch Vergleiche und Analysen
der Energieverbräuche möglich. Die Portallösung von
VOLTARIS macht den Verbrauch in öffentlichen Gebäuden transparent und schöpft Einsparpotenziale besser
aus. Die Umsetzung vor Ort findet in enger Abstimmung
zwischen der Kommune und VOLTARIS statt.
7. Mehrspartenlösung
in der Gemeinde Überherrn
Die Gemeinde Überherrn (Landkreis Saarlouis) besteht
aus sechs Ortsteilen und zählt knapp 12 000 Einwohner.
Bereits seit 2007 setzt sie ihr eigenes Energiekonzept um.
VOLTARIS verantwortet ein komplettes Smart MeteringProjekt, das die unterschiedlichen Zähler in den kommunalen Liegenschaften mittels einer Mehrspartenlösung
ausliest. Dabei sind neben den Strom- und Gaszählern
auch die Messstellen für Wasser eingebunden.
Aufgrund der Liberalisierung des Messwesens ist es
Anschlussnutzern möglich, den Messstellenbetreiber für
Strom- und Gasmessstellen frei zu wählen. Die Sparte
Wasser dagegen ist nicht liberalisiert. Folglich liegt der
Betrieb der Wassermessstellen in der Hand des örtlichen
Wasserversorgers. Bei großen überregionalen Smart Metering-Projekten ist eine Mehrsparten-Lösung, die auch
die Auslesung der Wasserzähler beinhaltet, meist kaum
umzusetzen, da die Wasserzähler in der Hand vieler unterschiedlicher Wasserversorger liegen. Daher ist bei einer Mehrspartenlösung, die auch die Wasserverbräuche
berücksichtigt, die enge Zusammenarbeit mit dem ört
lichen Wasserversorger erforderlich.
8. Ausgestaltung der Marktrollen
und Verantwortlichkeiten
Im energiewirtschaftlichen Umfeld treten die Marktteilnehmer Energielieferant, Verteilnetzbetreiber, Messstellenbetreiber und Messdienstleister bei der Energieversorgung eines Anschlussnutzers auf. Per Gesetz werden die
Marktrollen Messstellenbetreiber und Messdienstleister
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in der Regel vom Verteilnetzbetreiber übernommen. Bei
einer elektronischen Auslesung der Zähler dürfen die
Marktrollen Messstellenbetreiber und Messdienstleister
lediglich als Gesamtpaket wahrgenommen werden.
Im Smart Metering-Projekt mit der Gemeinde Überherrn (hier der Anschlussnutzer) erfolgt die Strom- und
Gasbelieferung durch einen Energielieferanten für beide
Sparten. Zuständiger Verteilnetzbetreiber und damit
grundzuständiger Messstellenbetreiber für beide Energiearten ist die energis-Netzgesellschaft mbH. VOLTARIS
führt dienstleistend Tätigkeiten des Messstellenbetriebs
in diesem Netzgebiet aus. Zur Schaffung von Mehrwerten durch ein Kombiprodukt aus Energielieferung, Messstellenbetrieb und elektronischer Messdienstleistung ergab sich im Smart Metering-Projekt der Gemeinde Überherrn eine Messstellenbetreiber-Kooperation mit dem
Energielieferanten. Damit übernimmt VOLTARIS für die
Sparten Strom und Gas die Marktrolle des Messstellen
betreibers und des Messdienstleisters. Denkbar wäre an
dieser Stelle jedoch auch eine dienstleistende Ausführung
für den Energielieferanten, der die vorgenannten Marktrollen in Eigenverantwortung übernimmt. Sämtliche Leistungen, die für die Umsetzung im Bereich Messstellenbetrieb
und Messdienstleistung notwendig sind, zum Beispiel die
Montage der Zähler und Kommunika
tionsinfrastruktur,
wurden in Zusammenarbeit zwischen der Gemeinde und
VOLTARIS koordiniert und größtenteils erbracht.
Im Bereich der Wasserwirtschaft findet man aufgrund
der nicht vorhandenen Liberalisierung keine definierten
Marktrollen vor. Sämtliche Aufgaben werden in der Regel
vom örtlichen Wasserversorger übernommen. In der Gemeinde Überherrn handelt es sich dabei um die Kommunale Dienste Überherrn GmbH (KDÜ), die zu 100 % in öffentlicher Hand liegt. Die Montage der Wasserzähler erfolgte in Eigenverantwortung durch die KDÜ. Die
Integration der Wasserzähler in die vorhandene Kommunikationsinfrastruktur realisierte wiederum VOLTARIS. Somit ergibt sich die Konstellation, dass sämtliche Zähler
der Gemeinde Überherrn spartenübergreifend aus einer
Hand ausgelesen werden.
9. Einbindung der Strom-, Gas- und Wasser
zähler aller öffentlichen Liegenschaften
VOLTARIS liest in 34 installierten Messstellen die Energieund Wasserverbräuche von unterschiedlichen Gebäuden
wie Schulen, dem Rathaus, dem Freibad, dem Kulturhaus,
Sporthallen und weiteren Betriebsgebäuden aus. Dabei
handelt es sich um 17 Strom-Zählpunkte (15 SLP- und 2 RLMZählpunkte), von denen sieben Zählpunkte EEG-Einspeisungen besitzen, neun Gas-Zählpunkte (Messbereich:
G4 bis G40) und acht Wasser-Zählpunkte (Messbereich
Q3=4 bis Q3=16).
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Die Datenfernübertragung erfolgt IP-basiert über
das GPRS-Netz. Möglich wären aber auch andere Anbindungen wie Glasfaser, Breitband oder die Kommunika
tion über Powerline. Mit dem Portal kann die Gemeinde
zum Beispiel den Wasserverbrauch der örtlichen Feuerwehr, den Stromverbrauch des beheizten Schwimmbads oder die Heizkosten der Turnhalle bequem verfolgen. Damit lassen sich Energie- und Wasserverluste, die
unnötige Kosten erzeugen, leichter identifizieren und
eliminieren.
Das TÜV-zertifizierte Portal von VOLTARIS zeigt neben
einer Managementzusammenfassung, die die wichtigsten
Daten mit einem Mausklick exportiert, auch genaue Einzelstandort- oder Vergleichsanalysen für mehrere Messstellen.
Individuell definierbare Vergleichsfaktoren erlauben Rückschlüsse auf eine optimale Energienutzung. Auch Untermessungen und verschiedene Verbrauchskategorien können leicht integriert und ausgewertet werden. Durch eine
Alarmfunktion kann im Falle eines auftretenden Stromausfalles oder bei Erreichen eines selbst bestimmten Schwellenwertes zügig reagiert werden.
VOLTARIS bereitet für die Gemeinde Überherrn die
Daten auf und erfüllt als Messstellenbetreiber und Messdienstleister alle marktkonformen Verpflichtungen, wie
die Datenweitergabe an den zuständigen Netzbetreiber
und den Lieferanten. Über die gesetzlichen Verpflichtungen hinaus entsteht für den örtlichen Wasserversorger
ein Mehrwert durch den Wegfall seiner manuellen
Zählerablesung.
Weiterhin werden die Energie- und Wasserverbräuche der kommunalen Liegenschaften über ein Widget
auf der Homepage der jeweiligen Kommune implementiert und damit der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt.
Dies dient Kommunen zur Steigerung der Transparenz
sowie zur Stärkung der „Marke“ einer energieeffizienten
Kommune. „Unser Ziel ist es, das bereits 2007 begonnene Energiekonzept „Schritt für Schritt“ umzusetzen und
so verlässliche Zahlen über die Energieverbräuche der
einzelnen Liegenschaften zu gewinnen“, so Bernd Gillo,
Bürgermeister der Gemeinde Überherrn. „Die Möglichkeit, alle Sparten in nur einem Portal zu visualisieren,
trägt wesentlich zur Einsparung von Energie und Kosten
bei. Künftig soll das Portal auf der Homepage der Gemeinde auch für Bürger zugänglich sein, was Transparenz und Bürgernähe schafft. Weiter hilft es auch, unseren jährlichen Energiebericht viel detaillierter zu erstellen, die Anlagen optimaler zu überwachen und
Fehlverbräuche umgehend zu beseitigen.“
10. Für die smarte Zukunft gerüstet
Mit der eingesetzten technischen Lösung ist nach Ablauf des gesetzlich verankerten Bestandschutzes eine
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einfache und kostengünstige Nachrüstung auf ein intelligentes Messsystem, das den heutigen Anforderungen
nach § 21e EnWG genügt, möglich. Ist ein Austausch der
technischen Komponenten für die Sparte Strom notwendig, können sowohl die Gas- als auch die Wasserzähler mit geringem Aufwand in das dann vorhandene
BSI-konforme iMSys eingebunden werden. Für die vorhandenen Gaszähler wird im Zuge des Einbaus eines
intelligenten Messsystems lediglich das Funkmodul gegen einen BSI-konformen Adapter für Bestandszähler
(BAB) nach FNN/DVGW-Lastenheft (Kommunikationsadapter zur Anbindung von Messeinrichtungen an die
LMN-Schnittstelle) getauscht.
Literatur
[1]
Baustein für die Energiewende: 7 Eckpunkte für das "Verordnungspaket Intelligente Netze", BMWi, 09.02.2015
[2]
Gesetz zur Teilumsetzung der Energieeffizienzrichtlinie und
zur Verschiebung des Außerkrafttretens des § 47g Absatz 2
des Gesetzes gegen Wettbewerbsbeschränkungen; Bundesgesetzblatt vom 21.04.2015.
[3]
Richtlinie 2012/27/EU des Europäischen Parlaments und des
Rates vom 25. Oktober 2012, abrufbar auf www.eur-lex.europa.eu
[4]
Bundesministerium für Bildung und Forschung: Was ist ein
KMU?, abrufbar auf www.bmbf.de
Autoren
Christian Falke
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