Vom Submetering und Smart Home ist es nur ein kleiner Schritt zum smarten Quartier. Denn dort kommt die gleiche IoT-Technologie zum Einsatz, mit der sich nachhaltige Energiemanagement-, Wohn- und Elektromobilitätskonzepte daheim realisieren lassen (Bild: Zenner)
Die ureigene Aufgabe von Stadtwerken besteht darin, im öffentlichen Auftrag kommunale Infrastrukturen bereitzustellen und darüber Leistungen der Grundversorgung zu erbringen. Klassischerweise zählt dazu die Versorgung mit Strom, Gas, Wärme und Trinkwasser, vielerorts fallen auch Aufgaben wie ÖPNV, Straßenbeleuchtung, Abwasserentsorgung, Bäder- und Parkhausbetrieb darunter. Dieses Tätigkeitsspektrum wird in Zukunft sicherlich grundsätzlich erhalten bleiben. Doch was außerdem zur Grundversorgung zählen könnte und wie sich all diese Aufgaben auch künftig wirtschaftlich und ökologisch sinnvoll erbringen lassen, das steht aktuell auf dem Prüfstand. Denn ungeachtet kommunaler Verankerung und hoheitlicher Aufgabenerfüllung genießen Stadtwerke keineswegs Bestandsschutz. Im Gegenteil, Kräfte wie Wettbewerb, Dekarbonisierung, Dezentralisierung, Regulierung und Digitalisierung verlangen auch ihnen Veränderung und Wandel ab – bis hin zur Disruption.
Wie künftig Geld verdienen?
Unter anderem stellt sich die Frage, mit welchen Geschäftsmodellen Stadtwerke zukünftig Geld verdienen wollen und können, nachdem die Margen im angestammten Versorgungsgeschäft mehr und mehr unter Druck geraten sind und Entspannung nicht zu erwarten ist. Viele Experten sind überzeugt, dass sich die Versorger bei der strategischen Neupositionierung und beim Gestalten neuer Geschäftsfelder am vorhandenen Kundenzugang orientieren sollten. Ferner sollten die potentiellen Dienstleistungen energienah sein und verwandt mit dem angestammten Tätigkeitsspektrum. Und digital sowieso.
Im Messwesen hat der Gesetzgeber den Digitalisierungskurs der Stadtwerke und Energieversorger mit dem Rollout intelligenter Messsysteme sogar de jure manifestiert. Er sieht im Smart Meter Gateway (SMGW), dem hochsicheren Kommunikationsmodul intelligenter Messsysteme, künftig die zentrale Datendrehscheibe im Gebäude. Mittels SMGW soll nicht nur der Stromverbrauch fernausgelesen werden können, sondern potentiell auch die Verbrauchsdaten aller anderen Sparten – den wohnungsweisen Heizwärmeverbrauch inklusive.
Attraktives Geschäftsmodell
Tatsächlich zählt Submetering zu jenen optionalen neuen SMGW-basierten Geschäftsmodellen, die heute beim Gros der Versorger ganz oben auf der Agenda stehen. Submetering erfüllt alle einschlägigen Anforderungen: Kundennah, energienah, verwandt mit angestammten Aktivitäten – und digital. Außerdem gibt es ein nicht unerhebliches Marktpotenzial, gerade auf lokaler Ebene. Für viele Vermieter ist die Erhebung der individuellen Heizenergieverbräuche eine mehr als lästige Pflicht. Ein sich kümmernder Dienstleister ist i.d.R. hochwillkommen, umso mehr, wenn es sich um das lokale Stadtwerk handelt, das bei vielen Kunden einen Vertrauensvorsprung genießt.
Wie funktioniert Submetering?
Früher wurde der Heizwärmeverbrauch einmal jährlich durch das manuelle Auslesen von Heizkostenverteiler mit Verdunsterröhrchen oder Wärmemengenzählern ermittelt. Heute sind elektronische Heizkostenverteiler (EHKV) und Wärmemengenzähler (WMZ) Standard. Beide sind weiterhin in Betrieb. Was wo eingesetzt wird, hängt von den baulichen Gegebenheiten ab. Wo technisch möglich, werden meist wohnungsweise WMZ eingebaut, wo nicht möglich, greift man auf EHKV zurück.
Die Nachteile der jährlichen persönlichen Sichtablesung – z.B. Zeitaufwand, Kostenintensität, Fehleranfälligkeit, Verbrauchsintransparenz – entfallen und werden in Vorteile umgemünzt, wenn die EHKV und WMZ in kurzen Zyklen fernausgelesen werden. Aufgrund hoher Datendichte sagt die jährliche Heizkostenabrechnung nun viel über das Verbrauchsverhalten aus und lässt konkrete Einsparmöglichkeiten erkennen – wenn man die Verbrauchskurven visualisiert und auswertet, was nun recht einfach möglich ist.
Neben der logistischen Vereinfachung bei der Messdatenerhebung besteht ein zentraler Gewinn der Fernauslesung darin, dass Abrechnungsdaten zu jedem beliebigen Stichtag zur Verfügung stehen, etwa auch beim Mieterwechsel. Die Fernablesung ist demnächst sogar gesetzlich vorgeschrieben. Die EU-Energieeffizienzrichtlinie (EED) sieht vor, dass Messgeräte zur Ermittlung der Heizkosten, die ab 25. Oktober 2020 neu installiert werden, fernauslesbar sein müssen. Unter der Voraussetzung allerdings, dass dies technisch machbar, kosteneffizient und im Hinblick auf Energieeinsparungen verhältnismäßig ist.
LoRaWAN als technologischer Treiber
Für die Fernauslesung von Wärmeverbrauchszählern bietet die LoRAWAN-Funktechnik ideale Eigenschaften. Dafür werden die Endgeräte mit entsprechenden Funk-Chips ausgerüstet, die Messdaten an ein LoRa-Gateway senden. Diese Geräte sind energiesparsam und wartungsarm. Außerdem stellen Wände und Decken in Gebäuden für den Datentransfer per LoRaWAN kein wirkliches Hindernis dar. Wie leistungsfähig die Funktechnologie ist, verdeutlicht ein Submetering-Projekt, dass Zenner, Spezialist für Verbrauchsmessung und »Internet of Things (IoT)«-Technologien wie LoRaWAN, zusammen mit der Stromnetz Hamburg GmbH realisierte. Drei IoT-Gateways reichen aus, um ein Wohnobjekt mit 154 Wohn- und fünf Gewerbeeinheiten komplett fernauszulesen. Knapp 800 Kaltwasser-, Warmwasser- und Wärmemengenzähler sowie 600 Rauchwarnmelder sind größtenteils redundant in das dort installierte LoRa-Netz eingebunden.
Vom LoRa-Gateway aus werden die Daten zur Weiterverarbeitung an ein Backend-System gesendet. Dieser Datentransfer kann auch wiederum LoRaWAN-basiert geschehen – oder unter Zuhilfenahme eines Smart Meter Gateways. Dafür müssen die IoT-Gateways mit einer speziellen Software bestückt werden, die es ermöglicht, via »Controllable Local Systems (CLS)«-Schnittstelle mit dem SMGW verbunden zu werden. Der Datentransport zwischen SMGW und Meter-Data-Management-System findet dabei über eine Kommunikationsstecke statt, die strengen Zertifizierungsanforderungen des Bundsamts für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) unterliegt.
Mehrwerte durch Digitalisierung
Für Stadtwerke bzw. Messstellenbetreiber und Messdienstleister ergibt sich ein mehrfacher Nutzen. Ihnen öffnet sich der Weg, selbst Submetering-Dienstleister zu werden oder als Daten-Provider aktiv zu werden und die Daten Dritten zur Verfügung zu stellen – oder sogar selbst die Heizkostenabrechnung für Endkunden zu erstellen.
Auch das Stammgeschäft profitiert, indem die Kundenbindung gestärkt wird. Dieser Aspekt kommt vor allem dann zum Tragen, wenn die Verbrauchsdaten grafisch aufbereitet werden und Endkunden konkrete Energiespartipps erhalten.
Andererseits verbessert sich beim Messstellenbetreiber die Wirtschaftlichkeit des primär für den Stromverbrauchsdatentransfer vorgesehenen SMGW-Kanals. Da diese die Installation und den Betrieb intelligenter Messsysteme innerhalb festgelegter Preisobergrenzen zu bewerkstelligen haben, stellen Erlöse aus weiteren Anwendungen eine willkommene finanzielle Entlastung dar. Weil erhöhte BSI-Anforderungen zu erfüllen sind, ist die Einhaltung der Preisobergrenze für Messstellenbetreiber ohne solche Kompensationen zu einer schwer lösbaren Rechenaufgabe geworden.
Vom Smart Home zum smarten Quartier
Mit Submetering sind IoT-Gateways und Smart Meter Gateways in Gebäuden keineswegs ausgelastet. Auf prinzipiell gleiche Weise lassen sich damit beispielsweise Mehrspartenauslesung, Elektromobilitätslösungen, Gebäude- und Energiemanagement-Aufgaben oder »Ambient Assisted Living«-Funktionen realisieren – unter Einsatz entsprechender Geräte, Sensoren und Software. Zenner bietet für all diese Anwendungen vielfach erprobte Lösungen über die gesamte Prozesskette hinweg, von Sensor über IoT-Gateways, Netzbereitstellung bis hin zur IoT-Plattform und Software für Geräteverwaltung und Datenaufbereitung. Mit der Technologie des zertifizierten Tochterunternehmens Zenner Hessware sind die IoT-Experten aus Saarbrücken zudem in der Lage, alle regulierten Anwendungen, die Externe Marktteilnehmer (EMT) via Smart Meter Gateway erbringen möchten, BSI-konform abzuwickeln.
Vom smarten Heim ist es dann nur noch ein kleiner Schritt hin zum smarten Quartier. Denn dort kommt die gleiche IoT-Technologie zum Einsatz, mit der sich nachhaltige Energiemanagement-, Wohn- und Elektromobilitätskonzepte realisieren lassen. Das Tandem IoT-Technologie und Smart Meter Gateway bildet somit eine wichtige technologische und funktionale Basis für die Grundversorgung und Daseinsvorsorge der Zukunft. Stadtwerke sind und bleiben für deren Erbringung der prädestinierte Dienstleister.