Neu ist das Thema Smart Meter nicht, darauf weist auch die Studie des Kopernikus-Projekts Ariadne hin. Denn schon seit 2009 existieren zwei Richtlinien auf europäischer Ebene die übergeordneten Rahmenbedingungen zur digitalisierten Erfassung von Strom- und Gasverbräuchen. Im Sinne der damaligen Zielplanung der Richtlinie für den Stromsektor – 2009/72/EG – wären in Deutschland im Jahr 2020 bereits 80 Prozent der Messlokationen auf der Verbrauchseite mit einem intelligenten Messsystem ausgestattet.
In der Praxis angekommen sind mit dem Stichtag 31. Dezember 2020 jedoch erst rund 0,057 Prozent. Das ergeben Daten der Bundesnetzagentur (BNetzA). Die neue Ariadne-Studie "Digitalisierung der Energieversorgung: Herausforderungen beim Ausbau intelligenter Messsysteme" will einen Überblick über den aktuellen Stand beim Ausbau intelligenter Messsysteme geben und die größten Herausforderungen für eine Beschleunigung des Smart Meter Ausbaus erörtern.
Was ist das Ariadne-Projekt?
Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über drei Jahre mit insgesamt 30 Millionen Euro gefördert und ist Teil der Kopernikus-Forschungsinitiative. Als vierte Kopernikus-Säule ergänzt Ariadne die Projekte Ensure, P2X und SynErgie. Zusammen bilden die Kopernikus-Projekte eine der größten deutschen Forschungsinitiativen zum Thema Energiewende.
Hürden des flächendeckenden Ausbaus mit Smart Metern
Herausfordernd für den Rollout intelligenter Messsysteme ist demnach, dass es auf Seiten der Endkunden oft große Akzeptanz- und Wissenslücken zu Kosten und Nutzen, sowie Datenschutzfragen. Hemmnisse für einen flächendeckenden Einsatz intelligenter Messsysteme werden auch auf der Seite der Planungs- und Rechtssicherheit identifiziert. Viele Vorteile der Smart Meter lassen sich zudem erst dann wirklich nutzbar machen, wenn eine hohe Marktdurchdringung gegeben ist, heißt es weiter.
Mitunter fehle es in diesem Zuge an flächendeckenden Anbindungsmöglichkeiten vom intelligenten Messsystem, also möglichst kostengünstigen und gleichzeitig leistungsfähigen Telekommunikationsinfrastrukturen. Neben dem Fachkräftemangel im Informations- und Kommunikationsbereich sowie im Elektrohandwerk für die Arbeiten vor Ort gehört kurzfristig auch die Erhöhung der Cybersicherheit zu den diskutierten kritischen Herausforderungen der Digitalisierung der Energieversorgung. Hier hat sich die Lage zuletzt durch den russischen Angriff auf die Ukraine zusätzlich verschlechtert.
Gründe für die schleppende Umsetzung im Detail
Die Hintergründe dieser signifikanten Ausbaulücke sind am Ende sehr vielfältig, heißt es. Folgende Aspekte sind demnach jedoch vor allem im Vergleich zum europäischen Ausland zentral: Deutschland habe frühzeitig das intelligente Messsystem nicht nur für die digitalgestützte Erfassung von Energie- und Leistungsgrößen mithilfe von Messeinrichtungen vorgesehen, sondern ebenfalls für die steuernde Richtung, um Energieanlagen per Fernzugriff zu beeinflussen.
1. Mangelnde Akzeptanz
Trotz des offiziellen Rolloutbeginns seit Februar 2019 ist 33 Prozent der Bevölkerung das intelligenten Messsystems zum Anfang von 2022 weiterhin nicht bekannt. Die Studienautoren bewerten dies kritisch, da Studien zeigen, dass die Endkunden unter Umständen mit einem überraschenden Pflichtrollout eine kritische Haltung gegenüber dem intelligenten Messsystem entwickeln können. Neben der Wissenslücke sei rund ein Drittel der Menschen gegenüber der iMSys-Nutzung (eher) nicht aufgeschlossen (Stand: Anfang 2022). Um hier die Akzeptanz zu erhöhen seien vor allem ein vorteilhaftes Kosten-Nutzen-Verhältnis sowie eine Gewährleistung des Datenschutzes von zentraler Bedeutung.
2.) Defizit bei Planungs- und Rechtssicherheit
Seit den ersten Entwicklungen ist das intelligente Messsystem von einer Vielzahl an Verzögerungen und Neuausrichtungen der politischen Rahmenbedingungen geprägt. Das letzte große Ereignis war das Oberverwaltungsgerichtsurteil Anfang 2021, welches zu hoher Unsicherheit bei den Marktakteuren geführt hat. Aufgrund einer schnellen Reaktion von regulatorischer Seite konnte zeitnah mit einer MsbG-Novelle im Sommer 2022, als auch mit dem Rückzug der seit Februar 2019 gültigen Markterklärung, die kritischen Punkte aus dem Urteil adressiert werden.
Nichtsdestotrotz sei der Rollout-Prozess weiterhin von Verzögerungen geprägt. Wichtigstes Beispiel ist die ausstehende Veröffentlichung der BSI TR-01309-5 sowie die zugehörige Testrichtlinie zur schnellen Zertifizierung der unterschiedlichen Systemeinheiten. Zusätzlich ist eine umfangreiche Rechtslage um das intelligente Messsystem mit dem zentralen Messstellenbetriebsgesetz (MsbG) zu beachten, welches einen mehrstufigen Weiterentwicklungsprozess unter Federführung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) und BSI vorsieht.
Darüber hinaus besteht mit der weiterhin ausstehenden §14a EnWG Ausprägung bis Ende 2022 als zentrales Instrument zur kostengünstigen, sicheren und schnellen Integration insbesondere von Wärmepumpen und Elektroautos in der Niederspannung, sodass die nächste Stufe der Digitalisierung im Verteilnetzbetrieb ausgebremst wird.
Gleichzeitig bestehe mit der weiterhin ausstehenden Erneuerung der zurückgezogenen Markterklärung ein weiteres Hemmnis für die flächendeckende Umsetzung neuer Anwendungsfälle des intelligenten Messystems, da hiermit ein Anreiz – die 10 Prozent Mindestausbauquote – fehlt alle grundzuständigen Messstellenbetreiber in einen flächendeckenden Rollout-Prozess schnellstmöglich einzubeziehen.
Die Unsicherheiten in den regulatorischen Rahmenbedingungen habe das Bundeswirtschaftsministerium allerdings erkannt und eine signifikante Novellierung vom MsbG für Ende 2022 angekündigt. Erklärter Schwerpunkt der Novellierung ist die Reduktion der Komplexität im derzeitigen Prozess.
3.) Limitierter Nutzen der aktiven iMSys-Infrastruktur
Gleichzeitig ist in diesem Umfeld der Nutzen der bereits aktiven iMSys-Infrastruktur hinsichtlich der politisch angestrebten, spartenübergreifenden Nutzung des Smart-Meter-Gatewas als auch des grundsätzlichen Anwendungsfalls der Steuerbarkeit von Energieanlagen beschränkt, heißt es weiter. Dies liege vor allem an der ausstehenden BSI TR 03109-5 für sogenannte Systemeinheiten, welche die informationstechnische Sicherheit zum Beispiel von Steuerboxen für die Fernanbindung von dezentralen Energieanlagen wie Wärmepumpen, Elektrofahrzeugen oder Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) sicherstellen soll.
Erst wenn hier zertifizierte Lösungen zur Verfügung stehen, können attraktivere Anwendungsfälle wie die anstehende §14a Energiewirtschaftsgesetz Umsetzung zur netzverträglichen Einbindung von Letztverbrauchenden bzw. einzelner Verbrauchseinrichtungen für Verteilnetzbetreiber ermöglicht werden, so die Studienautoren. Darüber hinaus sind dann weitere ökonomisch interessante Anwendungsfälle wie die Direktvermarktung von PV-Anlagen oder die sektorenübergreifende Flexibilisierung von Wärmepumpen oder Elektrofahrzeugen per intelligentem Messsystem möglich, die bisher durch alternative technische Lösungen im Markt bedient werden.
Kernaufgabe sei dabei die teuerste Komponente, das Smart Meter Gateway (SMGW), für möglichst viele parallele Anwendungen zu nutzen, wie zum Beispiel die marktliche Flexibilisierung mehrerer Energieanlagen innerhalb einer Liegenschaft an einem Netzanschlusspunkt, als auch die potenziell sektorübergreifende Abrechnung mehrerer Verbrauchenden über ein SMGW (bspw. in der bereits angewandten 1:n-Strategie für mehrere Stromzähler).
4.) Anforderungen an die Telekommunikationsinfrastruktur
Umso kritischer und ökonomisch attraktiver die Anwendungen tendenziell werden, umso höher steigen tendenziell die Anforderungen an die Telekommunikationsinfrastruktur. Diese sollte im Idealfall möglichst kostengünstig sein um beispielsweise kleinere dezentrale Energieanlagen anzubinden. Gleichzeitig muss sie so leistungsfähig sein, dass höhere Qualitätsanforderungen zum Beispiel in der Regelreserveerbringung oder in der Intraday-Vermarktung abgedeckt werden können als auch die Nutzung in kritischen Netzsituationen oder Netzwiederaufbausituationen im Fall eines Blackouts.
Für Letzteres sei vor allem entscheidend, dass der bereits eingeleitete schwarzfallfeste 450 MHz Mobilnetzausbau möglichst schnell vonstattengeht. Darüber hinaus sind aber auch weitere Telekommunikationsmöglichkeiten für den Normalbetrieb gefragt, damit an möglichst vielen Standorten eine leistungsfähige und gleichzeitig kostenverträgliche Anbindung möglich sei, da die bisher in der iMSys-Anbindung dominierenden Mobilfunknetze vermutlich nicht überall zur Verfügung stehen werden.
Mittel- bis langfristig sei hier unter Umständen bereits das 450 MHz Funknetz der 450connect GmbH ein erfolgsversprechender Ansatz. Für den kurzfristigen Einsatz von intelligenten Messystemen sowie einen großflächigen Ausbau sind weitere Telekommunikationsansätze vonnöten, so dass diese nicht neben dem zentralen, schwarzfallfesten 450 MHz Netzausbau aus dem Blick geraten dürfen.
5.) Fachkräftemangel als Bremse
Schlussendlich sei eine weitere Kernherausforderung bder Fachkräftemangel. An dieser Stelle ist vor allem der Mangel an Expertinnen und Experten im Informations- und Kommunikationsbereich, als auch das Elektrohandwerk für die Arbeiten vor Ort ein limitierender Faktor, der sich laut aktueller Prognosen langfristig verstärken wird, heißt es.
6.) Kritische Cybersicherheitslage
Als letzte Herausforderung zeigt die Studie, wie wichtig insbesondere kurzfristige Lösungen zur Erhöhung der Cybersicherheit sind. Mit dem russischen Angriff auf die Ukraine hat sich die Lage signifikant verschlechtert. Erste Auswirkungen wie der Telekommunikationsausfall zur Anbindung von 11 GW installierter Windleistung sind möglicherweise ein Vorbote für eine neue verschärfte Bedrohungslage der deutschen Energieversorgung, heißt es dort. Damit sei ein energiepolitisches Kernziel, die Aufrechterhaltung der Versorgungssicherheit, mit einer zusätzlichen Unsicherheit zu der bereits bestehenden Energierohstoffknappheit belegt.
Fazit
Falls diese Herausforderungen konsequent adressiert werden, könne das intelligente Messsystem mit den weiterhin relevanten Ansätzen von security- und privacy-by-design ein erfolgreicher Baustein bei der Digitalisierung der Energiewende sein, so das Fazit der Studienautoren. Nichtsdestotrotz wird es nicht die Lösung sein, sondern es muss unter anderem ein sinnvoller Übergang mit bestehenden Informations- und Kommunikationsansätzen gefunden werden, damit die bestehenden Möglichkeiten der Digitalisierung bereits kurzfristig die Energiewende nach vorne bringen können.
In welchen Varianten mögliche Lösungsansätze vor allem für die sechs identifizierten Herausforderungen aussehen könnten, soll im direkten Ariadne-Nachfolgeprodukt Bericht zu Maßnahmen in der Digitalisierung der Energieversorgung zur Erreichbarkeit der Energiewende-Szenarien untersucht. Nach aktueller Planung ist eine Veröffentlichung Anfang 2023 vorgesehen. (sg)
