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Dekarbonisierung und Energieeffizienz mit Digitalisierung – nur wie?

Digitalisierung ist seit einiger Zeit ein bestimmender Trend, auch im Energiesektor. Doch was genau ist darunter zu verstehen? Wie kann die Digitalisierung dazu beitragen, die grossen Herausforderungen im Energiesektor, also den Ausbau und die Integration der erneuerbaren Energien, und damit die Dekarbonisierung sowie die Erhöhung der Energieeffizienz anzugehen?

CYBER SECURITY & RESILIENZ

Das Digital Innovation Office BFE hat zur Beantwortung der ersten Frage ein konzeptionelles Modell für die Energiewirtschaft entwickelt, das Digitalisierung in verschiedene Bereiche strukturiert und auch auf einzelne Unternehmen angewendet werden kann.

Modellhaft betrachtet setzt sich Digitalisierung zunächst zusammen aus einer physischen Messinfrastruktur, also Sensoren, die Energieverbrauch, -produktion und -flüsse messen sowie digitale Daten – den Rohstoff der Digitalisierung – liefern. Ein Beispiel sind die intelligenten Messsysteme (Smart Meters) der Netzbetreiber. Doch die reine Aufnahme der Daten führt noch zu keinem Mehrwert. Diese Daten müssen nutzbar gemacht und über eine Dateninfrastruktur ausgelesen, analysiert und schliesslich zugänglich gemacht werden. Erst dann entwickeln sie einen Mehrwert, zum Beispiel indem sie Transparenz und Innovation ermöglichen. Basierend darauf können neue Applikationen und Lösungen entwickelt werden.

Über diese «Wertschöpfungskette» der Digitalisierung ist Cyber Security zu gewährleisten, das heisst, man muss sich Gedanken machen, wie kritisch gewisse Prozesse sind, wie die Systeme geschützt werden, welche Gegenmassnahmen bei einem Angriff zu tragen kommen sollen und wie eine Recovery aussehen könnte. Das Bundesamt für Wirtschaftliche Landesversorgung (BWL) hat hierzu einen hilfreichen und freiwilligen IKT-Minimalstandard definiert, der auch in der Stromversorgung zur Anwendung kommt. Cyber Security dient auch dem Datenschutz. Die durch Smart Meter oder durch andere Sensoren erhobenen Daten gehören nämlich grundsätzlich der Anlagebesitzerin oder dem Anlagebetreiber. Ausschliesslich sie können darüber entscheiden, wer die Daten nutzen darf. Gewisse Daten müssen aber Dritten, wie zum Beispiel Stromlieferanten oder Netzbetreibern zugänglich gemacht werden, denn nur so kann beispielsweise der Strom abgerechnet werden.

TRANSPARENZ MIT DATEN
Daten richtig zu verwerten ist der Schlüssel zur Dekarbonisierung und Nutzung der erneuerbaren Energien sowie zur Erhöhung der Energieeffizienz. Dienstleisterkönnen heute auf Basis von Messdaten zum Verbrauch, unter anderem aus Smart Meters, automatisiert mit Machine Learning ungewöhnliche Verbrauchsmuster erkennen und kundenspezifische Vorschläge machen, wie Energie eingespart werden kann, zum Beispiel durch anderes Nutzungsverhalten oder Ersatz von Geräten. So wird mit Daten Transparenz geschaffen zu Prozessen und dieser Erkenntnisgewinn für spezifische Massnahmen genutzt.

Ein gutes Beispiel aus der Praxis ist das Monitoring-Modul für Minergiebauten. Hier wird anhand von Messdaten ausgewertet, ob sich das Gebäude energieverbrauchstechnisch auch so verhält, wie es ursprünglich geplant wurde – also ein typisches Beispiel für SmartHome-Systeme oder eben dafür, wie die Digitalisierung zu Optimierungen in der Industrie beitragen kann.

Solch ein Potenzial können Unternehmen für sich erheben – vorausgesetzt, sie haben die relevanten Daten. Dazu muss aber unter anderem die Konnektivität im Gebäude erhöht werden, also die digitale Vernetzung von Betriebsmitteln wie Wärmepumpen, Elektromobile, Lüftung, Kühlung, dezentrale Batterien und erneuerbare Energien.

Die Konnektivität im Gebäude zu erhöhen ist nicht trivial. Wichtige technische Fragen sind, wie Interoperabilität der vielen verschiedenen Systeme im Haus – also die Vernetzung – erreicht werden kann oder wie man dann Cyber Security sicherstellt. Nicht zuletzt stellen sich bei den Betreibern der digitalen Gebäude auch Fragen zum Umgang mit den erhobenen Daten – also dem Datenschutz. Solche technischen Herausforderungen sind eine Barriere der Digitalisierung. Aber auch die Anreizlage, sich diesen Herausforderungen zu stellen und die nötigen Investitionen zu prüfen, ist nicht optimal. Das Digital Innovation Office BFE unterstützt über das Programm EnergieSchweiz ein Projekt, das sich mit diesen Fragen vertieft auseinandersetzt und Hilfestellungen leisten soll. Solche digitalen Innovationen im Gebäude- und Prozessbereich können wesentlich zur Energieeffizienz beitragen – das hat auch die Europäische Kommission erkannt und einen Indikator für intelligente Gebäude, welche eine hohe Konnektivität aufweisen, regulativ in den Mitgliedstaaten der EU eingeführt.

INNOVATIONSPROJEKTE
Inwiefern Daten Transparenz schaffen und Massnahmen auslösen können, zeigen aktuelle Innovationsprojekte des Digital Innovation Office BFE. Zusammen mit externen Dienstleistern wurden öffentlich zugängliche Daten verwendet, um Transparenz hinsichtlich der Energietransformation in den über 2000 Gemeinden der Schweiz zu veranschaulichen. Schauen Sie selbst nach, wie es um die Nutzung des PV-Potenzials, der Elektromobilität und bei erneuerbaren Heizungen steht: www.energiereporter.ch. Oder interessieren Sie sich für den CO2-Ausstoss des Schweizer Stromverbrauchs in Echtzeit? Dann schauen Sie doch auf www.electricitymap.org nach


Über den Autor

Dr. Matthias Galus ist Leiter des Digital Innovation Office vom Bundesamt für Energie (BFE). Das Digital Innovation Office analysiert Entwicklungen und Auswirkungen der Digitalisierung, erarbeitet Massnahmen zur Digitalisierung der Energiewirtschaft und gestaltet den digitalen Wandel im Energiesektor aktiv mit.

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