Echtzeit-Energiewirtschaft als Chance für Unternehmen · Echtzeit-Energiewirtschaft Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement Verfügbarkeit offener

Echtzeit-Energiewirtschaft als Chance für Unternehmen5/30/2017

Prof. Dr. Jens StrükerSüwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement, Hochschule FreseniusGeschäftsführer des Instituts für Energiewirtschaft (INEWI), Frankfurt

Institute for Energy Economics

Die Hochschule Fresenius

Köln, Im MediaPark

Frankfurt am Main, HOLM Düsseldorf, Campus der Ideen

Berlin, Gendarmenmarkt

Idstein, Im Taunus

München, Infanteriestraße

Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement

Forschung: Verbundprojekt eneraSINTEG – Schaufenster INTelligente EnerGie; Digitale Agenda für die Energiewende des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie


SCHAUFENSTER INTELLIGENTE ENERGIE


Einheit von Forschung und Lehre

Gesellschaftlicher Auftrag von Forschung


Verteilte Erzeugung Dezentrale Speicher

Elektrifizierung des Wärme-und Transportsektors

Digitalisierung

...

Gegeben den heutigen Regelrahmen ist ein dezentrales Energiesystem mit hohemEE-Anteil extrem ineffizient.

< Hoher Bedarf an Backup-Kraftwerken, Regelenergie

< Enorme Redundanzen auf der Erzeugungsseite

< Netzausbau und Netz-bewirtschaftung entkoppelt von dezentralen Ressourcen


Dezentralisierung + Digitalisierung

= Ökonomisierung?!

In einer stark fragmentierten Echtzeit-Energiewirtschaft


< interagieren Millionen und Milliarden von Geräten aller Größe spontan und führen Mikrotransaktionen in Echtzeit durch,

< optimieren Verbrauchs- und Erzeugungsentscheidungen gegen Knappheitssignale aus Netz und Markt,

< erhöhen somit die Auslastung von existierenden Ressourcen

< und geben wichtige Investitionssignale für Netz und Erzeugung.


“In the same way that cloud computing and smartphones have revolutionized how consumers get and store information, smaller-scale generation and

storage devices throughout the grid will make the system more efficient and resilient.“

Source: How New York City Gets Its Electricity, NY Times Feb. 2017, https://goo.gl/FOfCGb

Richard KauffmanChairman of Energy & Finance for New York

Voraussetzungen:

Ø Abschied von der Kupferplatte

Ø Konstruktive Integration statt Entsolidarisierung

Thesen zu einem Ordnungsrahmenfür Dezentralität


Echtzeit-Energiewirtschaft:Nur Zukunftsvision?

“Data is really the next form of energy. Insteadof distributing power, we should think about

distributing data. It’s far easier and more efficient to store data than [it is to store] power.”

Christian BeladyGeneral Manager for

Data Center Research, Microsoft


„Software is Eating the World“ Marc Andreessen

Optimization

Predictive modeling

Forecasting

Statistical analysis

Alerts

Query

Ad hoc reports

Standard reports

PredictiveAnalytics „So what?“

DescriptiveAnalytics „What?“



Gemeinsamer Nenner?

Künstliche Intelligenz (AI) vordem Durchbruch?


< These: Machine Learning erreicht nächste Entwicklungsstufe (sog. Deep Learning)

< Prognostiziert wird tiefgreifende Veränderung

§ des Alltagslebens

§ der Wertschöpfung im Wirtschaftsleben

Sam Altman & Elon Musk: Offener Zugang!


Konvergierende Industrien wie Gebäudeautomation, Stromindustrie, Telekommunikation, Automotive etc.:

Voraussetzungen für eineEchtzeit-Energiewirtschaft


Verfügbarkeit offener Standards

• Smart Energy Profile/SEP2.0

• OpenADR 2.0b

• CTA-2045

• Open FMB

Last-Management und VPP erfordern heute Vernetzung mit Leitwarte

• IEC 60870-5-104, IEC 61850• VHP-readyund mit der Anlage vor Ort

• Modbus, Profibus• Industrial-Ethernet-Netzwerke

Konvergenz von Operation und Information Technology (OT/IT)

Schneider Electric: How the Convergence of IT and OT Enables Smart Grid Development


“Kleinteilige“ Nachfragesteuerung in Kalifornien

<Demand Response Auction Mechanism (DRAM),“pay-as-bid“ Auktion durchgeführt für > 40 MW aggregierte und lokale DERs (Ziel: 20 MW), erfolgreiches Pilotprojekt, realisierte Preise unbekannt, Platzierung am Day-Ahead Strommarkt (CAISO)

<Distributed Energy Resource Provider (DERP), Betreiber oder Besitzer von DERs als neue Marktteilnehmer (am CAISO „day-ahead“, „real-time“ und „ancillary services markets“), 0,5 MW als minimumKapazitätsanforderung

https://www.caiso.com/Documents/DistributedEnergyResourceProviderParticipationGuideandChecklist.pdf


Echtzeit-Energiewirtschaft:Wie verändert sich das Wirtschaften?

Wenn kleinteilige Lasten, Batterien und Erzeugungsanlagen IP-Adresse erhalten...


Quelle: John Matherly, Shodan

... dann werden Maschinen zu Kunden: Bsp. Auto


Source: Dr. C. Stöcker, innogy SE

... und die Wertschöpfungskette kehrt sich um!

RatepayerGeneration Transmission Distribution

Generation Transmission Distribution Customer

Früher: Ort der Wertschöpfung

Zukunft: Ort der Wertschöpfung

Prof. Dr. Jens Strüker, Managing Director of the Institute of Energy Economics (INEWI)


Auf dem Weg in die (kleinteilige) Echtzeit-Energiewirtschaft

Mieterstrom„echte“ Grünstromzertifizierung

Solar-Dachziegel

SolarCity/Tesla

„virtuelle“ Communities

Lichtblick

Sonnen

Quartierskraftwerke

Süwag

• Blockchain als fehlendes Glied einer Echtzeit-Energiewirtschaft

AByzantine-Fault-Tolerantdecentralizedsingletonfixed-functionstate-transitionsystem

Dr.GavinWood

Definition of Blockchain



Die Blockchain macht etwas Einfaches sehr kompliziert

< Speicherung von Transaktionen aufallen Rechnern eines Netzwerkes

< Sicherstellung der Unveränderlichkeit von Einträgen

Blockchain-Technologie: Das Versprechen

< Senkung von Transaktionskosten

< Gleichzeitigkeit von Leistungs- und Zahlungsflüssen

< Bessere Ressourcen-Auslastung sowie preisgesteuerte Ein- und Ausspeisungen

< Handel von Energiemengen und ihre Verteilung „rücken näher zusammen“

< Spontaner Wechsel zwischen Energiemärkten und Eigenverbrauch durch Authentifizierung von Geräten


Blockchain: Neue Freiheitsgrade für das Marktdesign

AggregationP2P Trading Consumer Prosumer

MarketsGrids

kWh €


Koordination und Dimensionen


Source: Harvard Business Manager

Voraussetzung: Nachhalten von Mikro-Transaktionen und Authentifizierung von Geräten

Quelle: https://www.gwadriga.de/home/leistungen/it-architektur


Echtzeit-Energiemanagement

Nur „Zukunftsmusik“?

• Deutschlandweiter Stromanbieter im Endkundengeschäft (virtuelles Unternehmen)

• Stromkonto erlaubt Abrechnung und Bilanzierung in „Echtzeit“

• Unternehmensorganisation über Ethereum Blockchain:– Beteiligung von Stromkunden über Stimmrechte an allen Produkt- und

Unternehmensentscheidungen (auch Versorger)– Lizensierung z.B. des Stromkontos möglich– Ziel: Entwicklung neuer Stromtarife und Produkte

• Aufschlüsselung des Gesamtverbrauchs des Kunden in einen Grünstrom- und einen Graustromanteil mittels GrünStromJetons

Quelle: https://stromdao.de/


Echtzeit-Energieunternehmen - die StromDAO

Strombezug 4.0: Automatisiertes und transparentes Mikrobilanzkreismanagement


Blockchain Blockchain

Smart Contract


Energiemanagement & Wertschöpfung

IoT-Plattformen

Middleware


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!