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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
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
SCHAUFENSTER INTELLIGENTE ENERGIE
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Einheit von Forschung und Lehre
Gesellschaftlicher Auftrag von Forschung
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
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
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Dezentralisierung + Digitalisierung
= Ökonomisierung?!
In einer stark fragmentierten Echtzeit-Energiewirtschaft
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
< 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.
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
“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
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
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
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
„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?“
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Gemeinsamer Nenner?
Künstliche Intelligenz (AI) vordem Durchbruch?
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
< 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!
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Konvergierende Industrien wie Gebäudeautomation, Stromindustrie, Telekommunikation, Automotive etc.:
Voraussetzungen für eineEchtzeit-Energiewirtschaft
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
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
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
“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
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Echtzeit-Energiewirtschaft:Wie verändert sich das Wirtschaften?
Wenn kleinteilige Lasten, Batterien und Erzeugungsanlagen IP-Adresse erhalten...
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Quelle: John Matherly, Shodan
... dann werden Maschinen zu Kunden: Bsp. Auto
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
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)
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
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
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
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
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Blockchain: Neue Freiheitsgrade für das Marktdesign
AggregationP2P Trading Consumer Prosumer
MarketsGrids
kWh €
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Koordination und Dimensionen
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Source: Harvard Business Manager
Voraussetzung: Nachhalten von Mikro-Transaktionen und Authentifizierung von Geräten
Quelle: https://www.gwadriga.de/home/leistungen/it-architektur
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
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/
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Echtzeit-Energieunternehmen - die StromDAO
Strombezug 4.0: Automatisiertes und transparentes Mikrobilanzkreismanagement
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Blockchain Blockchain
Smart Contract
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Energiemanagement & Wertschöpfung
IoT-Plattformen
Middleware
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!