Intelligenter Zähler – Wikipedia

Mit intelligenten Zählern ist es dem Energieversorger möglich aus der Ferne durch “Fernabschaltung per Knopfdruck” die Versorgung zu unterbrechen, um so sofort einem säumigen Zahler “den Strom abzudrehen”. Das Forderungsmanagement der EVUs diskutiert diese Möglichkeiten schon seit 2009. Damit ist auch eine Reduzierung des Außendienstes verbunden.

In Italien, Schweden, Kanada, den USA, der Türkei, Australien, Neuseeland und den Niederlanden wurden intelligente Zähler bereits in größerem Umfang installiert bzw. ihre Einführung beschlossen. Das bedeutet allerdings nicht, dass die Zählermärkte in all diesen Ländern für den Wettbewerb geöffnet sind – in Ländern wie Schweden etwa wurden elektronische Stromzähler verpflichtend vom Netzbetreiber eingeführt.

Ein „intelligenter“ Zähler, auch Smart Meter genannt, ist ein Zähler für Energie, z. B. Strom oder Gas, der entsprechend der Definition des § 21d EnWG (Gesetz über die Elektrizitäts- und Gasversorgung) dem jeweiligen Anschlussnutzer den tatsächlichen Energieverbrauch und die tatsächliche Nutzungszeit anzeigt. Darüber hinaus werden nach Auffassung der European Smart Metering Alliance (ESMA)[1] Zähler nur dann als smart (intelligent) bezeichnet, wenn sie mindestens von einem Mikroprozessor gesteuert werden. Solche intelligente Zähler sind schon seit den 1990er Jahren vor allem für Großkunden in Betrieb, werden aber seit ungefähr 2010 auch für Kleinkunden (Privathaushalte) angeboten. Modellabhängig können intelligente Zähler die erhobenen Daten automatisch an das Energieversorgungsunternehmen übertragen. Solche Übertragungsvorgänge und die damit verbundenen Prozesse, Systemlösungen und Dienste werden unter Smart Metering zusammengefasst.

Inhaltsverzeichnis

Anwendungsfelder

Neben dem Einsatz von intelligenten Zählern zur Messung des Stromverbrauchs ist es auch möglich, in einem Haushalt den Wasser-, Gas- und Wärmeverbrauch intelligent zu erfassen. Um hierbei eine Multi-Sparten-Funktionalität (Multi Utility) zu ermöglichen, wird häufig ein Konzentrator eingesetzt. Dieser Konzentrator sammelt die Daten aller Zähler und gibt diese an eine übergeordnete Sammelstelle (“Backend“) weiter. Der Konzentrator wird häufig als Multi Utility Communication Controller oder Multi Utility Gateway bezeichnet. Es gibt Hersteller, die diese Funktion bereits in den intelligenten Stromzähler integrieren. Dieser fungiert dann als Eintrittsschleuse (Gateway) für die anderen Zähler. Die Nahbereichskommunikation von den Zählern zum Konzentrator wird häufig mittels RS485, RS232, M-Bus oder Wireless M-Bus abgewickelt. Das Erfassen von mehreren unterschiedlichen Verbrauchsdaten bezeichnet man als Multi-Utility-System.

Zweck

Der Zweck intelligenter Zähler ist, allen Endkunden in den Bereichen Strom, Erdgas, Fernheizung und Warmwasser eine Anzeigemöglichkeit zu wettbewerbsorientierten Preisen bereitzustellen, die den tatsächlichen Energieverbrauch des Endkunden und die tatsächliche Nutzungszeit in Privathaushalten widerspiegelt. Aufgrund dieser Möglichkeit soll dem Endverbraucher von der Tageszeit abhängige und ggf. billigere Energiekosten angeboten werden, um damit dem Energieversorger im Gegenzug die Möglichkeit zu geben, die vorhandene Kraftwerkinfrastruktur besser ausnutzen zu können sowie Investitionen für Spitzenlastausbau vermeiden oder zurückstellen zu können.

Preisgestaltung

Preise für einzelne Smart Meter unterliegen einer Mischkalkulation, da zur vollen Nutzung eines Gerätes die jeweiligen systembezogenen Dienste des Backends zur Abrechnung und Tarifierung in die Kosten-Nutzen-Rechnung mit einbezogen werden muss. Eine Preisbestimmung für den Endkunden ist deswegen abhängig vom jeweiligen Vertrag mit dem Energieversorger.

Kritik der Verbraucher

Mit intelligenten Zählern ist es dem Energieversorger möglich aus der Ferne durch “Fernabschaltung per Knopfdruck” die Versorgung zu unterbrechen, um so sofort einem säumigen Zahler “den Strom abzudrehen”. Das Forderungsmanagement der EVUs diskutiert diese Möglichkeiten schon seit 2009. Damit ist auch eine Reduzierung des Außendienstes verbunden.

Einführung intelligenter Zähler

International

Intelligenter Stromzähler US-amerikanischer Bauart

In Italien, Schweden, Kanada, den USA, der Türkei, Australien, Neuseeland und den Niederlanden wurden intelligente Zähler bereits in größerem Umfang installiert bzw. ihre Einführung beschlossen. Das bedeutet allerdings nicht, dass die Zählermärkte in all diesen Ländern für den Wettbewerb geöffnet sind – in Ländern wie Schweden etwa wurden elektronische Stromzähler verpflichtend vom Netzbetreiber eingeführt.

Europäische Union

Die Europäische Union hat in der EU-Richtlinie 2006/32/EG zur Endenergieeffizienz und zu Energiedienstleistungen vom 5. April 2006 beschlossen, dass in allen Mitgliedsstaaten, soweit technisch machbar, finanziell vertretbar und im Vergleich zu den potenziellen Energieeinsparungen angemessen, alle Endkunden in den Bereichen Strom, Erdgas, Fernheizung und/oder -kühlung und Warmbrauchwasser individuelle Zähler zu wettbewerbsorientierten Preisen erhalten sollen, die den tatsächlichen Energieverbrauch des Endkunden und die tatsächliche Nutzungszeit widerspiegeln.

Deutschland

In Deutschland sind Smart Meter keine Pflicht – einzig bei Neubauten und bei Totalsanierungen müssen laut § 21b Abs. 3 EnWG seit Januar 2010 intelligente Zähler kostenneutral eingebaut werden (für Strom und Gas). Hierfür ist der Netzbetreiber zuständig, der nun zudem allen Kunden gesetzeskonforme Mindestlösungen anbieten muss (§ 21b Abs. 3b EnWG). Die gesetzliche Mindestlösung beinhaltet nur die Grundfunktionen, um den tatsächlichen Energieverbrauch und die tatsächliche Nutzungszeit widerspiegeln zu können. Eine Fernauslesung ist hier nicht notwendig.

Seit 2005 ist das Zählwesen in Deutschland liberalisiert, die Messung wurde im September 2008 für den Wettbewerb geöffnet.

Pilotprojekte

Derzeit werden deutschlandweit Smart Meter in Pilotprojekten bei Energieversorgern getestet, z. B. bei EnBW[2], Vattenfall[3] und auch RWE.[4] Yello Strom[5], der Ökostromanbieter jeda energie[6] und Discovergy bieten als bisher einzige Anbieter diesen Zähler deutschlandweit an. Darüber hinaus wird regional in manchen Regionen der E.ON EnergieNavi angeboten. EnBW bot zuerst Smart Meter an – allerdings immer noch nur regional. EWE bietet ab dem ersten Quartal 2011 Smart Meter an, aber auch nur regional. Bei E.ON ist eine weitere Sorte von Smart Metern noch in der Testphase, bei RWE und Vattenfall befinden sich Smart Meter noch komplett in der Testphase. Bei Vattenfall können jedoch bereits Vorbestellungen aufgegeben werden. Die Infos über EWE und Vattenfall bezüglich der Smart Meter findet man teilweise noch nicht auf den Internetseiten, man erhält sie telefonisch.

2008 haben die Stadtwerke Haßfurt GmbH in Haßfurt mit der bundesweit ersten Markteinführung von digitalen Zählern der EVB Energy Solutions GmbH begonnen.[7] Die Einführung von 10.000 Smart Meter wurde Ende 2010 fertiggestellt.

Datenfernübertragung

Zur Datenfernübertragung stehen unter anderem folgende Möglichkeiten zu Verfügung:

Um Gas- oder Wasserzähler fernauslesbar zu gestalten, können diese z.T. um Impulsmodule erweitert werden, deren Impulse in Zählerstände umgesetzt und übertragen werden. Alternativ werden Zähler mit elektronischem Zählwerk oder direkter Zählerstandsübertragung (z.B. über ein Encoderzählwerk) eingesetzt. Fernwärmezähler arbeiten i.d.R. bereits elektronisch, hier muss bei der Beschaffung auf die Schnittstelle geachtet werden. Die Zählerstände werden im Haushaltsbereich meistens von einem “intelligenten” Stromzähler mit übertragen oder alle Zähler nutzen gemeinsamen einen sogenannten MUC (Multi Utility Controller), ein Modem, oder ein Smart Meter Gateway gemäß § 21d EnWG, präzisiert in der TR-03109 Smart Energy [2] des Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik.

Auch gibt es die Möglichkeit herkömmliche Ferraris-Zähler um ein digitales Auslesegerät nachzurüsten, welches mit einer optischen Texterkennung den Zählerstand ermittelt.[8][9]

Fernauslesbare Zähler machen die jährliche Ablesung vor Ort überflüssig, da die Zählerdaten elektronisch vom Anbieter ausgelesen werden können.

Funktionen intelligenter Zähler

Die Funktionen intelligenter Zähler sind von Anbieter zu Anbieter verschieden. Es gibt fernauslesbare Stromzähler, die die jährliche Ablesung überflüssig machen, aber auch solche, die zusätzlich den Energieverbrauch für den Verbraucher sichtbar machen und ihm so einen bewussten Umgang mit Energie ermöglichen. Diese intelligenten Zähler können den aktuellen Stromverbrauch und den Verlauf des Stromverbrauchs über eine Periode hinweg, beispielsweise durch einen PC, anzeigen. Weiterhin können Verbrauchsdaten des Stromkunden und jene der in das Stromnetz eingespeisten Energie (erzeugt beispielsweise durch eine Photovoltaik-Anlage des Kunden) gespeichert und ausgewertet werden. Der Energieversorger kann den Kunden den aktuellen Tarif, Informationen bei einem Tarifwechsel und zusätzliche Informationen des Energieversorgers übermitteln und anzeigen. Weiterhin kann eine automatische Zählerablesung durch den Energieversorger (über ein Telekommunikationsnetz) durchgeführt werden. Als zusätzliche Schaltfunktion ist die (programmierte) Steuerung und die Fernsteuerung von einzelnen Verbrauchern mit hohem Stromverbrauch im Haushalt (über ein Telekommunikationsnetz) möglich.

Vorteile

Die intelligenten Zähler bieten die Möglichkeit zum besseren Informations- und Kostenüberblick für den Kunden und bedeuten daher eine Sensibilisierung für den Stromverbrauch im Haushalt. Weiterhin kann durch den Stromversorger eine kurzfristigere (zum Beispiel monatliche) Rechnungsstellung gemäß dem tatsächlichen Verbrauch erstellt werden (beispielsweise bei einer Änderung des Tarifs). Gegenüber der bisherigen Zählerablesung durch einen Mitarbeiter oder Beauftragten des Energieversorgers kann bei diesen Zählern die Ablesung elektronisch erfolgen. Bei einer automatischen Zählerablesung kann auch Stromdiebstahl reduziert werden. Darüber hinaus kann der Kunde durch das Verschieben des Zeitraum seines Stromverbrauchs (beispielsweise Waschvorgänge mit der Waschmaschine oder der Wärmepumpe) in Nebenzeiten mit günstigeren Tarifen finanzielle Vorteile erhalten.[10] Der Energieversorger kann eine bessere Lastplanung durch entsprechende Tarifgestaltung und Anreize zur Verschiebung von Stromnutzung weg von Spitzenlastzeiten ermöglichen.

Nachteile

Erhöhter Energieverbrauch

Lastprofil eines Einpersonenhaushalts.

Bedingt durch die zusätzliche Kommunikation kommt es, verglichen mit einem bisher üblichen Ferraris-Zähler[11] zu einem höheren Eigenverbrauch.

Datenschutz: gläserner Kunde

Der Schutz der Privatsphäre ist fraglich – es besteht das Risiko, dass der Kunde zum „gläsernen Kunden“ wird, sofern Verbrauchsprofile an den Stromlieferanten übertragen werden. Erfassung und missbräuchliche Auswertung der Verbrauchsdaten gestatten weitreichende Rückschlüsse über die Lebensgewohnheiten der Kunden. Aus den Lastkurven (rechtes Bild) lässt sich ablesen: Bewohner steht gegen 6:00 Uhr auf, duscht und frühstückt. Er geht aus dem Haus und kehrt gegen 18:00 Uhr zurück und kocht. Er wäscht und besitzt einen Wäschetrockner. Kurz vor Mitternacht löscht er das Licht. Die Anzahl der Personen im Haushalt folgt aus der Dusch- und Waschfrequenz. Genauere Aussagen ergeben sich aus der Korrelation mit dem Wasserverbrauch. Im Extremfall kann aus den Daten über den Stromverbrauch sogar das konsumierte Fernsehprogramm identifiziert werden. Der Stromverbrauch moderner Fernseher variiert mit der Bildhelligkeit. Ist die zeitliche Sequenz von Hell-Dunkel-Phasen eines Films bekannt, lässt sich diese Signatur mit der Verbrauchskurve korrelieren.[12]

Vertreter aus Politik, Wirtschaft und Verbraucherschutz hatten sich dafür eingesetzt, dass intelligente Zähler in Deutschland freiwillig bleiben. Inzwischen sieht das Energiewirtschaftsgesetz einen Einbau bei Neu- und Umbauten grundsätzlich vor. Bestehende Anlagen sollen umgestellt werden. Hierbei räumt das Gesetz dem Anschlussnutzer ein Widerspruchsrecht ein (§ 21b Abs. 3b EnWG). 2010 bestand zudem eine geringe Sicherheit vor Hacker-Angriffen[13][14] Ein Auslesen der gesammelten Daten durch den Verbraucher ist nicht immer vorgesehen.

Der Europäische Datenschutzbeauftragte wies im Juni 2012 auf diese Probleme hin. Die EU-Kommission solle prüfen, wie ein angemessenes Datenschutzniveau bei der Einführung intelligenter Messsysteme zu gewährleisten ist. Zuständig ist der EU-Kommissar für Justiz, Grundrechte und Bürgerschaft (seit 10. Februar 2010 Viviane Reding).

Höhere Kosten für Stromkunden

Weiterhin entstehen dem Stromkunden höhere fixe und/oder variable Kosten (Anschaffungskosten für die Zähler und Bereitstellungskosten für die erforderliche Infrastruktur). Laut Deutsche Energie-Agentur wurden 2010 je nach Anbieter einmalig 35 bis 100 Euro und jährlich zwischen 60 Euro und 240 Euro in Rechnung gestellt. Dem stehen im Mittel optimistisch gerechnete Einsparungen von 9 bis 42 Euro gegenüber. Ist des Weiteren ein paralleles Telekommunikationsnetz notwendig und noch keine DSL-Verbindung vorhanden, verbraucht die permanente DSL-Verbindung (Stand 2009/10) pro Jahr rund 131 kWh, ein Kühlschrank kommt im Vergleich auf weniger als 100 kWh im Jahr.[15] Die höhere Systemkomplexität impliziert eine höhere Ausfallwahrscheinlichkeit des Systems.

Theoretisch können viele Kunden Teile ihres Stromverbrauchs (zum Beispiel Waschvorgänge mit der Waschmaschine, Wäschetrockner, Sauna, Speicherheizung) in Nebenzeiten verschieben. Finanzielle Vorteile für Kunden durch Verschieben von Stromverbrauch (zum Beispiel Waschvorgänge mit der Waschmaschine, Wäschetrockner, Sauna, Speicherheizung) in Nebenzeiten mit günstigeren Tarifen sind fraglich, da Nebenzeiten gesamtlastabhängig sind, also möglicherweise nur temporär, nicht vorhersehbar und kürzer als ein Geräte-Programmzyklus. Ein durch den Verbraucher bestimmtes, preisgesteuertes Zu- und Abschalten von Verbraucheranschlüssen mit hohem Energiebedarf ist aus Verbrauchersicht wünschenswert – jedoch bestehen derzeit keine praktischen Modelle umgesetzter Interoperabilität zwischen verbraucherseitigen Geräten und intelligenten Zählern. Weiterhin sind kurzfristige Preisexplosionen durch spekulative oder tatsächlich hohe Gesamtnachfrage beim Anbieter nicht ausgeschlossen.[16]

Intelligente Zähler ermöglichen den Stromanbietern zielgruppenorientierte Tarife. Zurzeit kann ein Stromanbieter mit jährlicher Verbrauchserfassung nicht unterscheiden, ob ein Kleinverbraucher das ganze Jahr hindurch gleichmäßig wenig Strom verbraucht (etwa: Kühlschrank im Wochenendhaus) oder ob er sein Stromverbrauch überwiegend aus Lastspitzen besteht (z.B. Durchlauferhitzer, Sauna). Intelligente Zähler verschaffen dem Stromanbieter einen großen Informationsvorsprung, den sie zu ihrem Vorteil einsetzen können.

Ängste hinsichtlich tatsächlicher oder vermeintlicher Nachteile “intelligenter Zähler” – insbesondere vermuteter gesundheitlicher Risiken durch Elektro-Smog[17] – haben in Kalifornien im September 2010 eine Petitionskampagne ausgelöst, die über ein Moratorium zum totalen Verzicht auf diese Technologie gelangen will.[18] Auch in anderen US-Bundesstaaten wächst inzwischen (2011) der Widerstand gegen geplante Installierungen von Zählern.[19]

Siehe auch

Weblinks

Einzelnachweise

  1. European Smart Metering Alliance: [1] Definition of Smart Metering and Applications, Summary
  2. EnBW: Produktinformation Intelligenter Stromzähler abgerufen am 16. Februar 2009
  3. Vattenfall: Projekt Märkisches Viertel abgerufen am 4. November 2010
  4. RWE: Projekt Mülheim aufgerufen 4. November 2010
  5. Yello Strom: Produktinformation Intelligenter Stromzähler abgerufen am 16. Februar 2009
  6. jeda energie:Produktinformation intelligenter Ökostromzähler abgerufen am 6. Dezember 2011
  7. Stadtwerke Haßfurt in einer Pressemitteilung zur Einführung von Smart Meter
  8. Nachrüstbare Zählerausleser, Abrufdatum 27. Juli 2012
  9. COMET – Optical Sensing AMR Module (PDF, 292 kB) Beschreibung eines Nachrüstgerätes mit Darstellung der Montage
  10. Wärmepumpen-Sondervertrag der Stadtwerke Karlsruhe, 2,0 ct/kWh (normal: 3,87 ct/kWh), Stand: Oktober 2008, 2S.,59KB abgerufen am 18. März 2010
  11. Datenblatt eines Wechselstromzählers, Abrufdatum August 2008
  12. DaPriM (Data Privacy Management)-Projekt der FH Münster: Smart Meter und Datenschutz, zitiert in Smart Meter verraten Fernsehprogramm Heise-Nachricht vom 20. September 2011 zur Aussagekraft von Smart Meter Daten
  13. „Intelligente“ Stromzähler als Einfallstor für Hacker Spiegel-Online vom 30. März 2010
  14. Angriff der Killerbiene – Eine US-Studie offenbart eine gravierende Sicherheitslücke bei intelligenten Stromzählern: Die Kryptographie-Schlüssel des Datenprotokolls ZigBee lassen sich ohne Probleme abfangen – Angreifer könnten damit einen lokalen Blackout herbeiführen. Technology Review (deutsche Lizenzausgabe) vom 13. April 2010
  15. Schlaue Stromzähler kommen teuer, Spiegel-Online, vom 14. August 2010
  16. Dumb Meters, Smart meter shock, Abgerufen am 20. Sept. 2011
  17. So etwa auf der Website “Stop Smart Meters!”
  18. Moratorium on Wireless Smartmeters in the State of California
  19. Vgl. den Bericht aus Vermont: “VT Smart Grid Workshop Draws Protesters”, abc22.com, 1. Nov. 2011

via Intelligenter Zähler – Wikipedia.

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