Dekarbonisierung der Stromnetze Digitalisierung treibt die Energiewende

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Die Energiewende stellt Netzbetreiber vor Herausforderungen: Statt weniger zentraler Kraftwerke müssen sie viele dezentrale Energiequellen wie Solaranlagen und Windräder in die bestehenden Netze integrieren. Das erfordert neue Ansätze beim Netzmanagement.

Besonders wichtig ist der intelligente Austausch von Daten zwischen allen Beteiligten. Nur mit der richtigen „Datengrundlage“ ist es möglich, die steigende Komplexität bei der Energieerzeugung und -verteilung zu beherrschen.

Die Dekarbonisierung der Energieversorgung ist ein wichtiges Projekt im Kampf gegen den Klimawandel. Der Umstieg von fossilen auf erneuerbare Energien bedeutet jedoch auch einen Paradigmenwechsel bei der Netzsteuerung: Während sich große Kraftwerke zentral steuern lassen, sind die Anlagen zum Gewinnen von erneuerbaren Energien weit verteilt und gehören verschiedenen Eigentümern. Dieser Faktor sowie die Wetterabhängigkeit von Solar- und Windkraftanlagen erschweren die Planung der Energiemenge sowie die Prognose der Netzauslastung, aber auch die Regelung des Netzbetriebs.

Datenmanagement in der Cloud

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Eine zusätzliche Herausforderung ist die Netzstabilität. Die Netzbetreiber müssen die Schwankungen in der Produktion erneuerbarer Energien jederzeit mit dem Verbrauch ausbalancieren. Gleichzeitig steigt durch neue energieintensive aber zugleich geographisch verteilte Verbrauchsquellen wie Elektroautos und Wärmepumpen die Komplexität weiter. Das nun hochleistungsfähige Rechenzentren als Großabnehmer die vormals großen Industrie betriebe ersetzen ist dabei ebenfalls ein Faktor. Um all das zu bewältigen, braucht es eine ebenso vernetzte Dateninfrastruktur, um ein genaues und zeitaktuelles Bild der Bedarfssituation zu bekommen.

Datenaustausch als Enabler der Energiewende

Der gezielte Austausch von Daten zwischen allen Beteiligten legt dafür den Grundstein. Dazu gehören beispielsweise Erzeugungsprognosen, Verbrauchsdaten oder Netzauslastung. Nur wenn Netzbetreiber, Energieerzeuger und -verbraucher ihre Daten teilen und gemeinsam nutzen, lassen sich die Stromnetze effizient steuern.

Die größte Hürde ist dabei, organisatorische und rechtliche Rahmenbedingungen zu schaffen, die den sicheren und vertrauenswürdigen Datenaustausch ermöglichen. Denn alle Akteure dürfen sensible Daten nur unter klar definierten Bedingungen geteilt werden – und gleichzeitig muss die Datenqualität stimmen. Konkret kann das bedeuten, dass zum Beispiel Verbrauchsdaten erst mit einer definierten Zeitverzögerung frei verfügbar sind, um der Spekulation im Energiemarkt vorzubeugen.

Ein zentrales Thema ist die Interoperabilität der Systeme: Daten existieren in zahlreichen Formaten und haben für verschiedene Organisationen unterschiedliche Bedeutungen. Unternehmen investieren oft erhebliche Ressourcen in die Bereinigung und Standardisierung gemeinsam genutzter Daten. Um den steigenden Anforderungen gerecht zu werden, muss der Sektor sich auf Protokolle, Verträge und Schemata für den Datenaustausch einigen, sofern diese nicht bereits vorhanden sind. Dabei gilt: Oftmals ist eine simple Spezifikation, die erweitert werden kann, eine pragmatische Alternative zu einer rigiden, aber hochkomplexen Allzweckspezifikation.

Deadline: 12. September

Cloud Switching ohne Hindernisse

Neue Architekturen für die digitale Transformation

Für den komplexen Datenaustausch im Energiesektor sind moderne IT-Architekturen erforderlich. Es gilt, starre monolithische Systeme durch flexible Microservices-Architekturen zu ersetzen, um kontinuierlich mit wechselnden Anforderungen mitzuwachsen. Dieser Ansatz der „Evolutionären Architektur“ kann auch auf die den IT Applikationen assoziierten Daten angewandt werden. Mit diesem Ansatz kann ermöglicht werden, Daten standardisiert bereitzustellen und gleichzeitig die Kontrolle über sensible Informationen zu behalten.

Ein grundlegendes Konzept in diesem Kontext ist dabei der Ansatz der Data Products. Dabei behandelt man Daten wie eigenständige Produkte – mit definierten Qualitätsstandards, klaren Nutzungsbedingungen und kontinuierlicher Weiterentwicklung. Das schafft Vertrauen bei allen Beteiligten und ermöglicht eine effiziente gemeinsame Nutzung der Daten.

Ein weiteres Schlüsselelement ist die Entwicklung moderner, cloudbasierter Systeme, die den Anforderungen an Datensouveränität gerecht werden. Bei vielen Anbietern von Public Clouds befindet sich die „Control Plane“ – also der Teil, der die Bereitstellung und den Betrieb hinter den lokalen Rechenzentren steuert – auf einem anderen Kontinent als die Rechenzentren, die den Cloud-Service bereitstellen. Unternehmen im Energiesektor müssen daher sicherstellen, dass ihre digitalen Infrastrukturen sowohl flexibel als auch stabil sind und gleichzeitig die Kontrolle über die unterstützenden Daten und Systeme behalten.

Carbon Leakage

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Vertrauensräume und Plattformen

Für den sicheren Datenaustausch im Energiesektor gibt es verschiedene Modelle: Die direkte Vernetzung aller Teilnehmer untereinander (Point-to-Multipoint), neutrale Datentreuhänder als Vermittler oder regulierte Datenplattformen. Zunehmend setzen auch Anbieter von Datenplattform Software auf die einfache Bereitstellung von Daten zwischen Entitäten.

Mit dem Common European Energy Data Space und der britischen Digital Spine Initiative entstehen bereits erste übergreifende Plattformen für den Datenaustausch. Diese setzen Standards für Interoperabilität und Datensicherheit.

Daten als Treiber der Energiewende

Die Dekarbonisierung der Energieversorgung ist nur mit intelligentem Datenaustausch zu schaffen. Wenn alle Akteure ihre Daten teilen und gemeinsam nutzen, lassen sich die Herausforderungen der Energiewende meistern. Dafür braucht es neben der technischen Infrastruktur vor allem Vertrauen und klare Regeln für die Zusammenarbeit.

Unternehmen, die jetzt die Weichen für den Datenaustausch stellen, schaffen die Grundlage für die erfolgreiche Transformation des Energiesystems. Denn eines ist klar: Die Zukunft der Energieversorgung wird digital sein – oder düster aussehen.

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