Post on 14-Aug-2020
Die Datenbasierte Energiewirtschaft –Geschäftsmodelle und Marktdesign im internationalen Vergleich22/11/2017
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
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Einheit von Forschung und Lehre
Forschung: Verbundprojekt eneraSINTEG – Schaufenster INTelligente EnerGie; Digitale Agenda für die Energiewende des BMWi
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Projekt EnStadt:Pfaff
PODIEUM - Plattform furOpen & Private Data im
Energie-und Mobilitätssektor
Land Hessen
Enervator – Digitalisierung der Energiewende,
QuartierKraftwerkeLand Hessen
Forschung: Gesellschaftlicher Auftrag
Wie verändert sich das Wirtschaften?
„Digitalisierung“
“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
Preisverfall, hohe Verfügbarkeit und ex-post Bezahlung von Computing Power & digitalem Speicher & Datenkommunikation
Möglichkeit zur einfachen und kostengünstigen Kombination von Bausteinen
(snippets of code,, eLance, oDesk, GitHub, UserTesting.com, Amazon’s cloud computing Angebot)
Auswertbarkeit großer Datenmengen und Echtzeitsteuerung
Digitalisierung ist keine Zukunftsvision
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Konvergierende Industrien wie Gebäudeautomation, Stromindustrie, Telekommunikation, Automotive etc.:
Aktuell nächster Schritt ...
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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 61850VHP• -ready
und mit der Anlage vor Ort
Modbus• , ProfibusIndustrial• -Ethernet-Netzwerke
Digitalisierung + Dezentralisierung
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Wir verbinden immer mehr Erzeugungsanlagen mit dem Internet
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)
“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, 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
Der Kampf um die Geräteschnittstelle
IoT platforms
Middleware
Prof. Dr. Jens Strüker, Managing Director of the Institute of Energy Economics (INEWI)
Dezentralisierung + Digitalisierung
= Energie-Echtzeitwirtschaft
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:
Abschied von der Kupferplatte
Konstruktive Integration statt Entsolidarisierung
Thesen zu einem Ordnungsrahmenfür Dezentralität
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Was ist ein gutes Marktdesign für eine Echtzeit-Energiewirtschaft?
AggregationP2P Trading Consumer Prosumer
MarketsGrids
kWh €
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Micro Power Suppy from a Neighbor
Transfer Fee
Herausforderungen
Spontanes “Matching” von Geräten
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Der Data Access Point Manager als unterstützende Infrastruktur für Smart Grid und SmartMarket, working paper, researchgate, DOI: 10.13140/RG.2.1.5161.4488, März 2016
Der Wert von Flexibilität in Verteilnetzen
Prof. Dr. Jens Strüker, Managing Director of the Institute of Energy Economics (INEWI)
Ist das Bilanzkreismanagement anzupassen? Ist die Grenzziehung vor und hinter dem Zähler noch angemessen?
Ist der Preisfindungsmechanismus der Regelleistungsmärkte noch adäquat?
Langfristige Sicherstellung von Kapazität
...
Weitere drängende Fragestellungen
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
• Der Beitrag der Blockchain-Technologiefür eine Echtzeit-Energiewirtschaft
A Byzantine-Fault-Tolerant decentralized singleton fixed-function state-transition system
Dr. Gavin Wood
Definition of Blockchain
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Blockchain-Studie für den BDEW
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Blockchain-Technologie: Das Versprechen
Internet: Datenaustausch zu geringsten Transaktionskosten
Blockchain:
• Datenverwendung im Internet wird kontrollierbar (Datensouveranität)
• Direkte Abwicklung von Transaktionen inklusive Bezahlvorgang zwischen unbekannten Akteuren ohne Vermittler (Disintermediation)
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Blockchain für die Energiewirtschaft
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 erlaubt Dinge effizienter und effektiver zu machen
Auswirkungen von Blockchain auf OTC, PPA‘sund Shared-Investments“
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Blockchain Blockchain
Smart Contract
Ohne Geräte-Authentifizierung keineEnergie-Echtzeitwirtschaft
Quelle: https://www.gwadriga.de/home/leistungen/it-architektur
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Der Kampf um die Geräteschnittstelle
IoT platforms
Middleware
Prof. Dr. Jens Strüker, Managing Director of the Institute of Energy Economics (INEWI)
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Energie-Echtzeitwirtschaft kommt
Koordination erfordert Anpassung Marktdesign
Blockchain verspricht Markt und Netz näher zusammen zu bringen