Smart Meter – die neuen Energiezähler

Viele Unternehmen, aber auch Privathaushalte, möchten die von ihnen benötigte Energie möglichst effizient nutzen und so die Umwelt und das Klima sowie das eigene Budget schonen. Dazu benötigen sie genaue Informationen über den eigenen Verbrauch von Strom und Gas. Durch den Einbau von intelligenten Messgeräten – sogenannter Smart Meter – ist diese Aufzeichnung und Übertragung technologisch auch großflächig möglich geworden. Die digitalen Smart Meter ersetzen die gegenwärtigen Stromzähler, deren Zählung vor allem mechanisch geschieht und haben so viele Möglichkeiten zur genauen Aufschlüsselung des Stromverbrauchs. Im Jahr 2009 haben alle EU-Staaten gemeinsam beschlossen, Smart Meter bis 2020 möglichst flächendeckend in Europa einzuführen. Auch die Schweiz führt Smart Meter als Bausteine intelligenter Netze im Zuge der Umsetzung der Energiestrategie 2050 ein.

Der EU-Maßgabe entsprechend, der zufolge intelligente Zähler nur nach positiver Kosten-Nutzen-Analyse eingebaut werden müssen, gab das deutsche Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) eine solche Analyse im Jahre 2013 in Auftrag. Es ergab sich, dass eine flächendeckende Einführung von Smart Metern nicht ökonomisch sei, sondern dass insbesondere wegen der besonderen Herausforderungen der Energiewende eine speziell auf Deutschland zugeschnittene Lösung gefunden werden müsse. So wurde das Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende im Juli 2016 beschlossen, um die Forderungen der EU umzusetzen.

Rollout und Gesetz zu Digitalisierung der Energiewende

Das Rollout begann im Januar 2017. Ab 2017 sollen zuerst Verbraucher mit über 10 000 kWh Jahresverbrauch, sowie Erzeuger von 7-100kW ein Smart Meter innerhalb von 8 Jahren erhalten. Ab 2020 soll dies dann ausgeweitet werden auf Verbraucher von über 6000 kWh und Erzeuger von über 100kW ebenfalls innerhalb von 8 Jahren. Verbraucher mit einem Jahresverbrauch > 100 MWh sollen ab 2017 innerhalb von 16 Jahren umgerüstet werden. Zudem können Messstellenbetreiber die Installation von Smart Meters auch auf Haushalte mit geringerem Verbrauch ausdehnen, solange sie sich an die gesetzlich vorgeschriebene Preisdeckelung halten. Somit wäre die Mehrzahl der deutschen Haushalte nicht betroffen, da der Durchschnittsverbrauch bei 3.500 bis 4.000 kWh im Jahr liegt. Auch Besitzer von privaten Solaranlagen brauchen wohl vorerst kein Smart Meter: eine Photovoltaikanlage auf einem Einfamilienhaus hat in den meisten Fällen eine Leistung kleiner 6 kWp.

Die Kosten von intelligenten Zählern sind höher als bei herkömmlichen Zählern. So geht das BMWi von fixen Jahreskosten von etwa 20€ bei Verbrauchern und 30€ bei Erzeugern aus. Hinzu kommen gesetzlich gedeckelte Kosten, durch welche zum (nun besser möglichen) Stromsparen anregegt werden soll. Die Kosten sind von Haushalt bzw. Erzeuger selbst zu tragen.

Zählersensor D0

Mit einem D0-Lesekopf lassen sich die Daten sofort lesen und umsetzen

Datennutzung

Bisher geben nur wenige Energieunternehmen ihren Kunden die Möglichkeit, flexibel auf die von intelligenten Zählern ausgelesenen Daten zuzugreifen, wie etwa über eine Passwortgeschützte Plattform. Die Absicht des Gesetzgebers zur Einführung der Smart Meter ist eher zentraler Natur, die Energieversorger sollen Informationen über den Verbrauch für die Tarifgestaltung erhalten und das Netz über Lastverschiebung (Verbrauchersteuerung) entlasten. Jedoch kann man auch hier wie bei der Erzeugung das Ziel der Dezentralisierung  verfolgen, nämlich dass der Verbraucher selbst über die detaillierten Informationen zum Verbrauch verfügt und Effizienzmaßnahmen, Eigenverbrauchsoptimierung und Lastverschiebung mit variablen Tarifen als Anreiz durchführen kann.  Und so können, auch wenn es der Stromanbieter nicht anbietet, die Daten privat nutzbar gemacht werden:

Smart Meter verfügen im allgemeinen über zwei Schnittstellen, eine rückseitige für den Messstellenbetreiber und eine Front-Infrarot-Schnittstelle. Über diese Front-Infrarot-Schnittstelle können mit externen Geräten wie dem Energiemonitor die Bezugs- oder Einspeisedaten zeitlich hochaufgelöst ausgelesen und in eine Datenbank überführt werden. Diese Daten können im Anschluss analysiert werden und für tages-, wochen- oder monatsweise Bilanzierung und Visualisierung genutzt werden.

Aspekte

  • Nutzen für Verbraucher: Man erhält nun detaillierte Monatsrechnungen anstelle von geschätzten monatlichen Beträgen und einer Nach-/Rückzahlung am Jahresende. Zudem fällt der jährliche Ablesetermin weg. Tatsächliche Möglichkeiten und Anreize zum Stromsparen bieten intelligente Zähler jedoch kaum von sich aus: es bedarf hierfür eines Feedbacksystems (intelligentes Gateway). Daneben kann sich der Umstieg auf einen zeitvariablen Stromtarif lohnen, wie er seit 2010 von Stromversorgern angeboten werden muss (Energiewirtschaftsgesetz §40). Jedoch sind diese Tarife bisher wenig variabel, und bieten nur begrenzte Einsparmöglichkeiten.
  • Nutzen für Erzeuger: Für private Erzeuger größerer Mengen Strom ist der Vorteil erst einmal gering. Jedoch erhalten sie genau aufgeschlüsselte Daten zur lokalen Belastung des Netzes.
  • Gesamtgesellschaftlicher Nutzen: Da infolge der Energiewende immer mehr Strom wetterabhängig produziert wird, muss ein flexibles Stromnetz geschaffen werden, um darauf zu reagieren. Smart Meter sind der erste Schritt zur Steuerung und zum Monitoring der Netzwerke.

Gefahren – der gläserne Kunde

Lastgang, durchschnittlicher Stromverbrauch

Ein Durchschnittlicher Lastgang bei dem sich die Energie-Peaks, beispielsweise zu den Essenszeiten klar erkennen lassen

Anhand der von Smart Metern aufgezeichneten Lastkurven ist es prinzipiell möglich, diverse Rückschlüsse auf den betroffenen Haushalt zu ziehen. So können die Anzahl der im Haushalt lebenden Personen, das Einschalten einzelner Haushaltsgeräte, die Zeit des Aufstehens und zu Bett Gehens und Urlaubsperioden abgelesen werden. Um diese Daten zu schützen, sind im Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende genaue Regelungen zum Datenschutz festgelegt. So dürfen nur energiewirtschaftlich notwendige Daten an den Messstellenbetreiber weitergeleitet werden, bei Haushalten mit einem Verbrauch unter 10000kWh geschieht dies auch weiterhin nur einmal im Jahr. Jede weitere Erhebung bedarf der Zustimmung des Verbrauchers. Außerdem sollen in deutschen Messsystemen detaillierte Verbrauchsdaten im Smart Meter verbleiben und nicht an den Energieversorger übermittelt werden. Die zur Erstellung der Rechnung benötigten Daten werden stattdessen von einem Smart Meter Gateway erfaßt, der dann nur den über den Abrechnungszeitraum akkumulierten Verbrauch an den Netzbetreiber weiterleitet.

Nichtsdestotrotz ist dieser Punkt auch weiterhin ein großes Anliegen von Datenschützern.

Das deutsche Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik hat mithilfe einer Technische Richtlinie (TR-03109) die sicherheitsrelevanten Anforderungen für das Smart-Meter-Gateway festgelegt.

Die Sicherheitsanforderungen für Smart Meter in Österreich sind in einem detaillierten Katalog, den Österreichs Energie, die Interessensvertretung der österreichischen Energiewirtschaft, 2014 herausgegeben hat, genau festgehalten.

In der Schweiz wurde vom Bundesamt für Energie zur Frage der Datensicherheit von Smart Grids eine Studie in Auftrag gegeben, die die Datensicherheit und den Datenschutz beurteilt und den Standardisierungsbedarf konkretisiert. Die Studie ist 2014 erschienen.

Ein möglicher Nutzen dieser Fernüberwachung eines Haushaltes kann bei betreutem Wohnen gezogen werden. So können mithilfe von im Lastgang detektierbaren elektronischen Geräten (Kaffeemaschine, Fernseher, Fön oder Toaster) oder durch den minutengenau gemessenen Wasserbedarf Lebenszeichen von betreuten Personen auch aus der Ferne überprüft werden (M. Baranski, 2006).

Ein Artikel von: Klara Wesselkamp, 2.5.2017

Quellen/Links


Hier finden Sie eine Auswahl an Links, die weiterführende Informationen zum Thema Smart Meter und Energie liefern.
Deutschland

Österreich

Schweiz
Bundesamt für Energie BFE:

Quellen:

Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik – BSI: Das Smart-Meter-Gateway, Sicherheit für intelligente Netze. Broschüre, 2015.
Ernst & Young 2013: Kosten-Nutzen Analyse für einen flächendeckenden Einsatz intelligenter Zähler.
BMWi: Endbericht zur Studie im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie

Baranski 2006: Energie-Monitoring im privaten Haushalt. Cuvillier-Verlag, Göttingen.

Oesterreichs Energie, Projektgruppe End2End Security Smart Metering, 2014: Anforderungskatalog Ende-zu-Ende Sicherheit Smart Metering.
Solarenergie Förderverein e.V.: Zur „Digitalisierung der Energiewende“: Smart Meter. 2016.
VISCHER AG, Forschungsstelle für Informationsrecht (FIR-HSG), Universität St.Gallen, AWK Group AG, 2014: Datensicherheit und Datenschutz für Smart Grids: Offene Fragen und mögliche Lösungsansätze.