Going Smart and Green: Energie und IKT
21. April 2010 im Collegium Leoninum Bonn

Unter dem Titel „Going Smart and Green: Energie und IKT" hat das WIK am 21. April 2010 im Collegium Leoninum in Bonn die jährlich stattfindende, sektorübergreifende Infrastrukturkonferenz netconomica ausgerichtet. Praktiker und Wissenschaftler sowohl aus dem Bereich der Energiewirtschaft als auch der Informations- und Telekommunikationsbranche (IKT) gingen dabei der Frage nach, welche Rolle der jeweils andere Sektor und dessen Produkte für die eigene Branche spielt bzw. spielen kann.

Herr Dr. Neumann, Geschäftsführer des WIK, wies bereits zu Beginn der Veranstaltung vor den rund 50 Teilnehmern in seiner Begrüßungsansprache darauf hin, dass durch neue technische Entwicklungen neue, innovative Geschäftsmodelle über Branchengrenzen hinweg möglich seien. Dies gelte sowohl für den Bereich der Smart Grids als auch für Green IT.

Die IKT bildet die Grundlage des neuen Energiezeitalters

Im ersten Vortrag des Tages erörterte Herr Dr. Joeris von IBM Global Business Services die Frage, welche Rolle die IKT für die Energiesysteme spielen kann. Dazu legte er zunächst die Herausforderungen der Energiewirtschaft in naher Zukunft dar, und zwar insbesondere den Erhalt der Versorgungsqualität, kombiniert mit neuen Geschäftsprozessen, die Zunahme erneuerbarer Energien und dezentraler Erzeugung sowie der zunehmende Fokus auf Umweltfragen. Als Treiber der Veränderung erwiesen sich dabei der zusammenwachsende europäische Strommarkt, das Unbundling der Energieversorger, sowie insbesondere die dezentrale Erzeugung, die dazu beitrage, dass die historische Organisation der Stromerzeugung sich deutlich wandeln werde. Der Ersatz von traditionellen Kraftwerken aufgrund des zukünftig veränderten Energiemix werde Erzeuger und Netzbetreiber zwingen, ihre Geschäftsmodelle zu verändern. Im Folgenden stellte Herr Joeris zwei Modellprojekte der IBM vor. Zunächst berichtete er über den Aufbau eines Smart Grids auf der Insel Malta. Die Herausforderungen dort bestünden dabei in verschiedenen Aspekten: Es existiere zum einen keine Verbindung zum Europäischen Verbundnetz, zum anderen bestehe ein geringer Automatisierungsgrad und es gebe hohe technische und nicht-technische Netzverluste. Die Umsetzung des Projekts erfolge u.a. durch den Roll-Out von 250.000 intelligenten Stromzählern und solle bis 2013 abgeschlossen sein. Das zweite Projekt, das Herr Joeris vorstellte, widmet sich dem Thema Elektromobilität. Die IBM ist dabei als Partner am Projekt EDISON (Electric vehicles in a distributed and integrated market using sustainable energy and open networks) beteiligt. Dieses führt auf der dänischen Insel Bornholm das Design eines Energiesystems durch, das eine große Anzahl von Elektrofahrzeugen integrieren wird. Als Fazit seines Vortrags zog Herr Joeris den Schluss, dass Verbraucher und Anbieter in einem intelligenten Versorgungssystem durch Echtzeitinformationen kluge und verantwortungsbewusste Entscheidungen darüber treffen könnten, wie sie Versorgungsleistungen erwerben, verkaufen und steuern wollten und damit einen Beitrag zum Klimaschutz liefern könnten.

Ein Markt mit Chancen und Risiken

Die sich anschließende Paneldiskussion fragte sodann, ob IKT-Investitionen in der Energiewirtschaft eher als Chance oder als Risiko zu sehen sind. Moderator Dr. Christian Growitsch, Abteilungsleiter Energiemärkte und Energieregulierung am WIK, umriss in einer kurzen Einführung die Thematik. Volker Glätzer, Geschäftsführer der 24/7 Netze GmbH, wies darauf hin, dass aus Sicht eines Verteilnetzbetreibers die Kosten der Liberalisierung in Zukunft weiter anstiegen, da diesem eine neue Rolle als Infrastrukturdienstleister mit zusätzlichen Aufgaben zukomme. Gleichzeitig würden die Erlösobergrenzen im Rahmen der Anreizregulierung abgesenkt, was einen Widerspruch darstelle. Prof. Dr. em. Edmund Handschin von der Universität Dortmund erläuterte, dass aus seiner Sicht Investitionen in IKT gute Chancen hätten. Notwendig sei aber die Erkenntnis, dass immer öfter die Erzeugung die Nachfrage bestimme und somit eine aktive Beteiligung der Kunden unerlässlich sei. Das Smart Grid müsse über alle Wertschöpfungsstufen gedacht werden, die zur Realisierung notwendige Normierung und Standardisierung bedürfe allerdings einer europäischen Lösung. Heiko Harms, Mitglied des Vorstandes der EWE AG, verwies darauf, dass die Herausforderungen der Zukunft, z.B. die Einspeisung erneuerbarer Energien und die automatisierte Steuerung der Akteure, nur durch den Einsatz von IKT gelöst werden könnten. Christoph Müller, Vorstand der EnBW Transportnetze AG, sagte, die Lösungen, die das Smart Grid bereithalte, kämen schon jetzt zu spät, da die Probleme bereits heute existent seien, etwa das Auftreten negativer Strompreise. Um den Weg in Richtung eines Smart Grids zu gehen, sei es wichtig, die heutigen Problemstellungen nicht aus den Augen zu verlieren und zu lösen. Martin Vesper, Geschäftsführer der Yello Strom GmbH, stellte heraus, dass eine wesentliche Herausforderung auf dem Weg zum Smart Grid in der Definition einheitlicher Standards liege, so dass die Prozesse massentauglich würden. Im weiteren Verlauf der Diskussion wurde darauf hingewiesen, dass die Grenzen zwischen Markt und Netz, also dem regulierten Bereich, oft nicht klar erkennbar seien. Einigkeit herrschte darüber, dass die Energiewirtschaft von der IKT-Branche lernen könne, insbesondere was die Standardisierung und das Datenhandling angehe. Die Rolle des Verbrauchers wurde differenziert gesehen. Herr Vesper hob hervor, dass der Kunde bereit sei für entsprechende Angebote, jedoch kein Zwang auf ihn ausgeübt werden dürfe. Herr Glätzer vertrat die Ansicht, dass die Akzeptanz durch den Kunden mit den eingesetzten Systemen und damit dem Einsparpotenzial stehe und falle. Herr Prof. Handschin wies darauf hin, dass beim Kunden zunächst ein entsprechendes Bewusstsein geschaffen werden müsse und dass ein Smart Grid nicht in jedem Falle billiger aber möglicherweise qualitativ hochwertiger sei.

Das Thema Smart Grids beschäftigt auch den Regulierer

Nach der Mittagspause erläuterte Achim Zerres, Abteilungsleiter Energie bei der Bundesnetzagentur, seine Sichtweise zum Thema „Smart Grids zwischen Wettbewerb und staatlicher Planung". Zunächst stellte Herr Zerres die traditionelle Struktur der Energieversorgung dar, um anschließend die Charakteristika des zukünftigen Energiesystems zu benennen: dezentrale Erzeugung (PV, KWK, Windkraft, Biomasse, Geothermie); eine Vielzahl von Erzeugern mit unterschiedlichen Erzeugungskapazitäten ohne genauen „Erzeugungsfahrplan"; lastferne Erzeugung; Lastumkehr durch massive Einspeisung von Windstrom oder Photovoltaik; horizontaler und vertikaler Energiefluss; verstärkte und vermehrte Einbindung und Steuerung von Stromspeichern; Kommunikation zwischen Verbraucher und Erzeuger; negative Großhandelspreise und schließlich zeit- und lastvariable Tarife, die bei Energieverbrauchern Anreize setzen, das Verbrauchsverhalten zu ändern. Für die Verteilnetzbetreiber bedeute dies einen Umbruch, der Innovation, Engagement und wesentlich mehr Kommunikation erfordere. Netzausbau, Erzeugungsplanung und der Aufbau eines Smart Grids müssten dabei Hand in Hand gehen. Herr Zerres stellte sodann Lösungsansätze vor, die im internationalen Rahmen bereits diskutiert würden, z.B., dass vor Einführung eines Smart Grids eine Kosten-Nutzen Analyse erforderlich und die Art der Refinanzierung zu klären sei. Die Regulierung solle Hindernisse erkennen und faire Lösungen für alle Marktteilnehmer organisieren. Dabei solle sie technologieneutral bleiben. Netzbetreiber könnten aber nicht die Hauptakteure („prime mover") sein, da sonst kein Spielraum mehr für den Wettbewerb bleibe. Darüber hinaus bestehe Bedarf an zusätzlicher Intelligenz vor allem im Verteilnetz, so dass europäischer Handlungsbedarf nur bedingt bestehe. Im nationalen Rahmen fehle eine Diskussion darüber, wie weit ein Smart Grid reichen solle (wirklich über alle Netz- und Spannungsebenen) und eine schlüssige Aufgabenaufteilung für das Gesamtkonzept Smart Grid. Die BNetzA schlage vor, ein Marktmodell zu entwickeln, das von staatlichen Rahmenbedingungen flankiert werde. Notwendig sei die Entwicklung eines „Smart Market Design", bei dem die Netzbetreiber und die übrigen Akteuren getrennt voneinander behandelt würden. Den Netzbetreibern könnten durch eine weiterentwickelte Regulierung Anreize zu Investitionen in Smart Grids gesetzt werden. Die übrigen Akteure erhielten diese weitestgehend über den Markt.

Green IT lohnt sich

Der folgende Vortrag von Manfred Teumer, Leiter Infrastructure Availibility Services bei T-Systems, widmete sich der Frage „Green IT als neue Herausforderung". Herr Teumer hob hervor, dass Investitionen in Green IT neben dem Umweltschutzaspekt auch deswegen immer mehr Beachtung fänden, da sie finanziell rentabel seien und zu einer positiven Geschäftsbilanz führten. In vielen Unternehmen bildeten die Ausgaben für Energie neben jenen für Personal den größten Kostenblock. Große Rechenzentren könnten dabei leicht den Energieverbrauch einer Kleinstadt erreichen. Kämen in allen Rechenzentren Deutschlands energieeffiziente Lösungen zum Einsatz, sänke der Stromverbrauch innerhalb von fünf Jahren um rund 40 Prozent, und das bei kontinuierlich steigender Rechen- und Speicherleistung. Die Stromkosten fielen, bei stabilem Strompreis, im selben Zeitraum insgesamt etwa um 3,6 Milliarden Euro geringer aus. Herr Teumer stellte sodann verschiedene Ansätze vor, mit denen T-Systems die Herausforderung Green IT im Rechenzentrum angehe. Im größten Rechenzentrum von T-Systems im Münchner Euroindustriepark befinde sich eine mit Biogas betriebene Brennstoffzelle, die vollständig unabhängig von der öffentlichen Stromversorgung Strom und Kälte für einen Serverbereich im Rechenzentrum liefere. Im rund 70 Quadratmeter großen DataCenter 2020 hätten T-Systems und Intel eine Allianz gebildet, um den PUE-Wert – die „Power Usage Effectiveness" – beim Bau und Betrieb von Rechenzentren mit reiner Umluftkühlung schrittweise zu verbessern. In einer zweiten Phase teste T-Systems unter anderem moderne Intel-Mehrkernprozessoren, die im Null- oder Weniglastbetrieb Funktionen automatisiert abschalteten und somit kaum Energie verbrauchten. Sie arbeiteten damit auch bei geringer Auslastung energieeffizient. Ein weiterer Ansatz gehe in Richtung des Cloud Computings: Mit den sog. Dynamic Services bezögen Unternehmen Rechenleistung, Datenspeicher, Software und Bandbreite rein nach Bedarf aus dem Netz. Die Nutzer bekämen immer nur die Ressourcen, die sie gerade für ihre Geschäftsprozesse benötigten. Sie bezahlten auch nur für die tatsächlich verbrauchten Einheiten. Damit reduziere sich ihr Investitionsrisiko und ihre IT-Infrastruktur müsse nicht mehr auf seltene Lastspitzen wie den Jahresabschluss oder das Weihnachtsgeschäft ausgerichtet sein.

Erste Erfahrungen mit Green IT verheißen großes Potenzial

An den Vortrag von Herrn Teumer schloss sich eine Paneldiskussion zum Thema „Energieeffiziente IKT- Pflicht oder Kalkül?" an. Moderator Dr. Thomas Plückebaum, Abteilungsleiter Kostenmodelle und Internetökonomie am WIK, führte zunächst kurz in die Thematik ein. Dr. Matthias Mehrtens, CIO bei den Stadtwerken Düsseldorf, verwies zunächst darauf, dass auf allen Stufen der Wertschöpfungskette eines Energieversorgers Potenziale für Green IT vorhanden seien. Wichtig sei eine IT-Strategie für die gesamte Energiewirtschaft. Dr. Christoph Mayer, Bereichsleiter Energie beim Oldenburger Forschungs- und Entwicklungsinstitut für Informatik (OFFIS), berichtete aus einer aktuellen Studie seines Instituts, nach der durch Rechenlastverschiebung zwischen den Rechnern mehrere hundert Millionen Euro gespart werden könnten. Matthias Sauder, Abteilungsleiter Access Engineering, Design & Optimisation bei der Vodafone D2 GmbH, stellte dar, dass es sein Unternehmen geschafft habe, die ansteigende Entwicklung beim Datenvolumen von der Entwicklung des Energieverbrauchs zu entkoppeln. Somit könnten, u.a. durch den Einsatz von Remote Radio Head Technology jährliche Einsparungen in der Größenordnung des Stromverbrauchs einer Kleinstadt mit ca. 18.000 Haushalten erreicht werden. Prof. Dr. Ingo Wolff, Vorsitzender der Informationstechnischen Gesellschaft (ITG) im VDE und Geschäftsführer der IMST GmbH, verwies auf eine aktuelle Studie des VDE, nach der enorme Zuwächse bei den Datenraten mit einem stetig steigenden Energieverbrauch einhergingen. Hier gebe es Wachstumsraten von 16 bis 18%. Zur Reduktion des sich abzeichnenden Energiebedarfs sei der Aufbau eines passiv-optischen Netzes notwendig. Thomas Spinnen, Bereichsleiter „Neue Technologien" bei der Trianel GmbH, wies darauf hin, dass sein Unternehmen in 5 Jahren Energie mit solchen Faktoren generiere, die es heute noch nicht kenne. Kleine und mittlere Unternehmen hätten aber nach seiner Auffassung nur durch potenzielle Kosteneinsparungen Anreize zu energieeffizientem Verhalten. Im Verlauf der Diskussion wurden als die größten Hebel, an denen es anzusetzen gelte, die Themen Cloud Computing und Thin Clients diskutiert. Im Bereich der Funknetze könne durch eine zwischenzeitliche, für den Kunden unmerkliche Abschaltung des Netzes Energie gespart werden. Mittelfristig könnten auch durch den Glasfaserausbau Energieeinsparpotenziale gehoben werden.

Ein Blick in die Zukunft

Im letzten Vortrag des Tages widmete sich Claus Kern, Leiter Innovation Management bei Siemens Energy, dem Thema „IKT und Energiewirtschaft im Jahr 2020". Herr Kern widersprach zunächst dem Eindruck, dass die notwendigen Technologien zum Umbau des Energiesystems zwar vorhanden seien, es aber nicht wirklich voran gehe. Im Gegenteil, durch Innovationen und Visionen, vor allem auch auf europäischer Ebene, würde die Entwicklung vorangetrieben. Dazu gehörten Großprojekte wie z.B. Desertec, politische Rahmenbedingungen (20-20-20-Ziele der EU), technologische Innovationen wie etwa Elektromobilität aber auch neue Geschäftsmodelle, z.B. der Prosumer oder das Smart Grid. Dabei müsse stets im Blick gehalten werden, dass das Energiesystem eine kritische Infrastruktur sei. Am Ende der Entwicklung zu einem nachhaltigen Energiesystem stünde Elektrizität als der Energieträger für die meisten Anwendungen des täglichen Lebens. In einem solchen System folge die Last der Erzeugung und intelligente Netze ermöglichten einen hohen Anteil erneuerbarer Energien und einen bidirektionalen Energiefluss. Die IKT sei der Enabler für eine solche Entwicklung und ermögliche einen effizienten Umgang mit knappen Ressourcen.

Zum Ende der Konferenz fasste Dr. Growitsch die Erkenntnisse des Tages zusammen und bedankte sich bei den Referenten und Teilnehmern.

Fazit

Die netconomica 2010 hat deutlich gemacht, dass sich Energie- und IKT-Wirtschaft immer stärker verzahnen und somit immer mehr voneinander abhängig werden. Ein zukünftiges Energiesystem ohne IKT ist nicht denkbar, auf der anderen Seite gilt es intelligente Lösungen innerhalb und mit der IKT-Wirtschaft zu entwickeln, um Energie ressourcen- und kostensparend einzusetzen. Die netconomica 2010 hat entsprechende Lösungswege aufgezeigt, aber auch noch bestehende Hindernisse erkennen lassen. Die weitere Entwicklung in diesen Bereichen wird durch die Initiative der beteiligten Unternehmen weiter vorangetrieben werden, gleichzeitig bedarf es aber auch einer flankierenden Begleitung durch Gesetzgebung und Regulierung, sowohl auf nationaler als auch auf internationaler Basis.

Die Präsentationen der Konferenz stehen zum Download zur Verfügung.

Matthias Wissner
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