Die Energiewende erfordert neue Regelungen

Im Zuge der Energiewende hat sich die Bundesrepublik Deutschland zum Ziel gesetzt, den Anteil an erneuerbaren Energien (EE) bis zum Jahr 2025 auf 40 bis 45 Prozent und bis 2030 auf über 65 Prozent zu steigern. Der Anteil der erneuerbaren Energien am gesamten Bruttostromverbrauch lag 2018 bei rund 38 Prozent. Das führt zwangsläufig zu einer höheren Komplexität in Bezug auf Verwaltung und Steuerung der Netze. Diese entsteht, weil viele kleine Kraftwerke asynchron Energie einspeisen und zudem dezentral verteilt sind. Bedingt durch die Dezentralisierung der Energiesysteme ist es für den Ausbau der EE notwendig, wettbewerbsfähige virtuelle Kraftwerke zu etablieren. Des Weiteren werden hohe Ansprüche an die Interoperabilität der Systemarchitektur zwischen Marktteilnehmern, Zählern für Stoff- und Energiemengen sowie Controllable Local Systems (CLS) gestellt.

Die Regelung zum Smart Meter Ansatz ist in Deutschland vorrangig im EnWG (Energiewirtschaftsgesetz) beschrieben. Darin ist geregelt, wie der Betrieb von Messstellen und Messdienstleistungen sowie besondere Anforderungen an diese Messsysteme zu gestalten sind. Im Oktober 2008 trat die Messzugangsverordnung (MessZV) in Kraft. Sie regelt die Voraussetzungen und Bedingungen des Messstellenbetriebes und der Messung von Energie. Maßgeblich für Smart Meter ist der §21c, welcher den Einbau von Intelligenten Zählern für Neubauten oder grundsanierten Gebäuden vorsieht. Weiterhin muss ein Intelligenter Zähler potentiell in ein Kommunikationsnetz einzubinden sein. Die Anforderung an Datenschutz und Datensicherheit sowie der Interoperabilität sind dazu in der Technischen Richtlinie TR-03109 des BSI definiert.

Die Technische Richtlinie BSI TR-03109 definiert alle wesentlichen Schnittstellen und Kommunikationsbeziehungen der Smart Meter Gateway (SMGW) mit deren Umgebung und nimmt damit eine zentrale und herausragende Stellung in der gesamten Spezifikation ein.

Abbildung 1 Smartmeter Gateway Kommunikation nach BSI-TR-03109

Die Protokolle und Datenformate mit den Kommunikationspartnern im WAN, dem Gateway Administrator (GWA) und den autorisierten Marktteilnehmern mit vorgeschalteten Head-End-Systems (HES), sind dabei oberhalb der Transportschicht (OSI Layer 4) vollständig geregelt. Abgesehen von der geforderten recht hohen Komplexität entsteht durch die Kombination u. a. der zulässigen kryptografischen Parameter eine große Menge an Varianten und Variationen, die mit Blick auf die geforderte Interoperabilität durch eine GWA- bzw. HES-Lösung vollständig abgebildet werden muss. Die Kommunikationsszenarien, wie und unter welchen Umständen ein SMGW eine Verbindung zu seinem GWA bzw. zu seinen autorisierten Marktteilnehmern aufnimmt, sind ebenfalls in der TR-03109 beschrieben, weisen jedoch mit Blick auf die verwendeten Protokolle teilweise ungewöhnliche Merkmale auf. Die Kommunikation CLS ist noch nicht über alle Protokollschichten vollständig spezifiziert, sodass hier zumindest übergangsweise proprietäre Lösungen zu finden sind.

Das Eichrecht muss angepasst werden, da nach der Technischen Richtlinie des BSI eine Tarifierung der Zählwerte nicht mehr im Zähler, sondern im SMGW erfolgt. Die zuständige Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) hat dazu Ende 2014 die PTB-Anforderungen PTB-A 50.8 an das Smart Meter Gateway veröffentlicht.

Abbildung 2 WAN Protokoll Stapel nach BSI-TR-03109

Zur Überwachung des deutschen Strom- und Gasmarktes kontrolliert die Bundesnetzagentur für Elektrizität, Gas, Telekommunikation, Post und Eisenbahnen (BNetzA) alle Prozesse, welche sich innerhalb der Energiewirtschaft der Energieversorgungsunternehmen abspielen. Durch das EnWG wurden dieser Behörde umfangreiche Befugnisse zugeschrieben. Mit dem 2012 veröffentlichten Eckpunktepapier, will die BNetzA alle Veränderungen im Zuge der Energiewende beschleunigen . Der Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) tritt als Interessenvertreter für über 1800 Unternehmen im Bereich Erdgas, Strom und Fernwärme, Wasser und Abwasser ein. Er reguliert damit auch eine wirtschaftliche Einführung von Intelligenten Messsystemen. In diversen Studien werden kontinuierlich der Umbaubedarf sowie die Kosten geprüft. Als Grundlage dient dazu die im Februar 2013 herausgegebene BDEW-Roadmap. Die Marktkommunikation (MaKo) ist ein weiterer Bereich, welcher sich im Rahmen der Energiewende verändern wird. In der Folge der Einführung Intelligenter Messsysteme müssen Nachrichtenformate, Protokolle und Prozesse umfassend angepasst werden. Im Prinzip müssen alle GWA-Prozesse zukünftig in MaKo-Prozesse eingebettet werden, da sonst keine Automatisierung möglich ist. Aufgrund der noch auf absehbare Zeit fehlenden Aktualisierung der MaKo sind Übergangslösungen auf GWA-Seite notwendig. Das Forum Netztechnik/Netzbetrieb im VDE (FNN) und die Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (DKE) sind ebenfalls intensiv in die Standardisierung und Normen von Smart Meter Komponenten und Protokolle eingebunden.

Mit der Veröffentlichung der Eckpunkte für das Verordnungspaket "Intelligente Netze" durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) am 09. Februar 2015, wurde die Einbaufälle von intelligenten Zählern und Messsystemen präzisiert.

Unsere Aufgabe

Exceeding solutions hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Energiewende zu unterstützen und mitzugestalten. Die teils unübersichtlichen genannten Spezifikationen und Anforderungen stellen eine Herausforderung für Zertifizierer und Hersteller dar. Durch die Entwicklung moderner Testsysteme und -prozeduren ist exceeding solutions wegweisend und liefert somit einen wichtigen Beitrag zur Energiewende. Den Herstellern wird die Möglichkeit gegeben, Ihre Geräte zur Einhaltung der strengen Vorschriften von BSI und FNN zu prüfen. Unterstützung finden diese zudem durch die Beratung, welche Entwicklungsbegleitend bei exceeding solutions in Anspruch genommen werden kann.

Ihr Ansprechpartner

Tino Höhndorf

Leiter der Testsystementwicklung

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