Smart-Meter-Gateways: Die Energiewende möglich machen

Foto obs/Thüga AG/Juergen Scheere

Wärmepumpen sind beliebt, auch wenn die Bildzeitung lange Stimmung dagegen gemacht hat. Oh Wunder, auf einmal gibt es die Volks-Wärmepumpe. Auf der IAA in München gab es vor allem Elektroautos zu sehen. Citroën stellte gerade den ë-C3 mit 320 km Reichweite ab 23.300 Euro vor.

Andreas Linde, der Autor dieses Beitrags, ist Software-Entwickler, -Architekt und Produktmensch. Er hat das EEBUS-Protokoll als Open Source implementiert und unterstützt Unternehmen mit Consulting und Training im Bereich Energiemanagement.

Das ist keine Werbung. Ich freue mich, dass ich Andreas überreden konnte, diesen und weitere Beiträge zum Thema zu schreiben.

Volker Weber

Doch ermöglichen unsere Stromnetze die weitere Verbreitung überhaupt? Der Strom kommt ja nicht einfach aus der Steckdose, sondern muss vom Erzeuger zum Verbrauchern transportiert werden, z.b. der Windstrom aus Norddeutschland in den Süden, werden weitere Hochspannungsleitungen benötigt. Außerdem muss der Strom auch lokal über das Ortsnetz zum Verbraucher gelangen können. 

Aktuell haben Wärmepumpenbesitzer die Möglichkeit, günstigere Wärmestromtarife zu nutzen. Der Netzbetreiber erhält hier jedoch die Möglichkeit, die Wärmepumpe zeitweise komplett abschalten zu können. Möchte man eine Wallbox installieren, sind diese bis zu einer Leistung von 11kW Leistung “nur” anmeldepflichtig, mit größerer Leistung jedoch genehmigungspflichtig. Je nach Netzausbau im Ortsnetz kann es hier aber auch Ausnahmen geben und selbst Wallboxen mit 11 kW Leistung werden nicht zugelassen. Abschaltungen sind jedoch nicht beliebt und eine Wallbox mit der benötigten Leistung nicht installieren zu können, hilft nicht bei der Akzeptanz und Verbreitung.

Der Einsatz von Smart-Meter-Gateways (SMGWs) soll hier Verbesserung für die Netzbetreiber und den Endkunden bringen. In anderen europäischen Ländern, z.b. Italien, sind SMGWs schon recht verbreitet und übermitteln regelmäßig, nicht in Echtzeit, die aktuellen Zählerdaten, Verbrauch und Einspeisung, an den Netzbetreiber. Mit diesen Daten wird der Netzbetreiber in die Lage versetzt, genau zu sehen, wo im Ortsnetz wieviel Strom verbraucht und eingespeist wird und kann somit Problemstellen genauer identifizieren. Zusätzlich entfällt das regelmäßige manuelle Ablesen und Übermittlung der Zählerstände für die Stromrechnung.

In Deutschland will man mit §14a EnWG einen Schritt weiter gehen. So sollen die Zählerdaten minütlich übermittelt werden um eine genauere und schnellere Analyse von Problemen zu ermöglichen. Darüber hinaus wird der Netzbetreiber aber auch die Möglichkeit erhalten, im Ortsnetz gezielte Maßnahmen ergreifen zu können, um die Netzstabilität zu gewährleisten. Dazu erlaubt das SMGW dahinterliegende Verbraucher (Wärmepumpen, Wallboxen, Klimaanlagen und Batteriespeicher) in der maximalen Leistung zu “dimmen”. Jedes dieser Geräte darf nur im notwendigen Umfang (Intensität und Dauer) bis auf eine Leistungsuntergrenze von 4,2 kW eingeschränkt werden.

Ist ein Netzbereich zu wenigstens 20 % mit SMGWs ausgerüstet, jedoch spätestens ab 2029, muss eine netzorientierte Steuerung erfolgen. Diese Reduzierungen müssen dabei geeignet und objektiv erforderlich sein. Wenn es z.b. ausreicht an einem Anschluss die Leistung auf 8kW zu begrenzen, darf auch nur das gemacht werden. Ist der Verbreitungsgrad von SMGW in einem Netzbereich kleiner, ist eine präventive Steuerung möglich. Hierbei darf die Reduzierung jedoch maximal 2 Stunden pro Tag dauern und ist maximal für 24 Monate ab der ersten Reduzierung in einem Netzbereich erlaubt. Jede dieser Reduzierungen muss dem Endkunden sichtbar gemacht und auch für 2 Jahre protokolliert werden.

Der Endkunde kann die Installation eines SMGWs nicht verweigern. Ist wenigstens ein steuerbares Gerät installiert, bekommt der Endkunde eine Vergütung von mindestens 80 € / Jahr für die Bereitstellung der Steuerbarkeit. Zusätzlich darf diesem Endkunden der Betrieb eines solchen Gerätes auch nicht mehr verweigert werden.

Seit dem 27.05.2023 läuft der agile Rollout der SMGWs für Verbraucher ≤ 100 MWh / Jahr und Erzeuger ≤ 25 kW installierter Leistung. Agil bedeutet hier, dass installierte SMGWs noch nicht alle Funktionen verfügbar haben müssen, sofern diese per Update nachrüstbar sind. Und dass es dem Netzbetreiber frei steht, mit dem Rollout zu beginnen. Ab 2025 startet der Pflichtrollout für die Netzbetreiber für Verbraucher von 6-100 MWh / Jahr und Erzeuger von 7-100 kW installierter Leistung. Bis 2029 müssen 50 % und bis 2031 95 % der entsprechenden Anschlüsse mit SMGWs ausgerüstet sein. Kleinere Anlagen können auf Veranlassung des Messstellenbetreibers oder ab 2025 auf Wunsch der Endkunden teilnehmen. Für noch größere Verbraucher und Erzeuger startet der Pflichtrollout 2028.

Für die Gerätehersteller heisst es ihre Geräte fit zu machen. Momentan scheint das EEBUS Protokoll zur Kommunikation zwischen den Geräten den meisten Zuspruch zu finden und damit eine standardisierte Schnittstelle bieten. Wie diese Kommunikation funktioniert, möchte ich in einem späteren Beitrag schildern.

Author: Andreas Linde

Andreas Linde ist Software-Entwickler, -Architekt und Produktmensch. Er hat das EEBUS-Protokoll als Open Source implementiert und unterstützt Unternehmen mit Consulting und Training im Bereich Energiemanagement.

11 thoughts on “Smart-Meter-Gateways: Die Energiewende möglich machen”

  1. Freue mich auf die weiteren Artikel.

    Ich bitte um eine kurze Begriffserklärung – ist EEBUS etwas anderes als oder das gleiche wie der eBus, den zB meine Vaillant-Heizungsanlage für die Kommunikation zwischen den Geräten verwendet?

    1. Danke schön 😀

      Ja, das sind verschiedene Protokolle. Vaillant unterstützt in einigen Geräten auch EEBUS zur Kommunikation mit einem Energiemanagement-System.

  2. Sehr spannend und die Termine sind erfreulich nahe. Freue mich auch auf weitere Artikel.

    1. Die Termine wurden allerdings in der Vergangenheit immer großzügig geschoben. Das erste Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende (GDEW) kam 2016, der erste Anlauf für den SMGW Rollout wurde grandios versemmelt. Die Gründe sind vielfältig, angefangen von überzogenen Anforderungen des BSI über die Schlafmützigkeit vergangener Regierungsbeamter bis hin zur Sturheit der vielen (>800) Netzbetreiber in Deutschland.

  3. Das bedeutet im schlimmsten Fall, das mein E-Auto dann nur mit 4,2kw geladen wird und früh nicht “aufgetankt” zur Verfügung steht?

    1. Wohl kaum. Die Drosselung wird typischerweise nur zu den Peakzeiten zwischen 17 und 21 Uhr stattfinden, selten die ganze Zeit. Und selbst mit 4,2kW hast Du nach 8 Stunden Standzeit genug Saft im Akku für die Fahrt zur Arbeit.

    2. Rechnen wir doch mal kurz nach: Nehmen wir an du hast ein Volkswagen Topmodell mit 77 kWh nutzbarer Kapazität. Du kommst 22 Uhr Abends mit 5 % (4 kWh) zu Hause an und musst am nächsten Morgen um 6 Uhr wieder weg und brauchst unbedingt einen zu 100 % vollen Akku. Weiterhin nehmen wir an in genau dieser Zeit ist eine präventive Steuerung angesetzt und für die maximale Dauer von 2 h wird die Wallbox auf 4,2 kW gedimmt.

      D.h. anstatt in der Zeit 8 h * 11 kW = 88 kWh theoretisch nachladen zu können, sind es 6h * 11 kW + 2 h * 4,2kW = 74,4 kWh. Nehmen wir ungünstige 10% Ladeverluste (Eigenverbrauch der Elektronik im Auto für den Ladebetrieb) an, dann werden aus 74,4 kWh 67 kWh. Dann wären in diesem Fall 71 kWh anstatt 77 kWh im Akku, also “nur” 92%. Da du so viel Reichweite benötigst, bist du eh auf der Autobahn unterwegs und wirst unterwegs auch Laden.

      Anders gesagt: es muss schon sehr sehr ungünstig für dich laufen überhaupt auch nur ein kleines bisschen davon betroffen zu sein.

      1. Der Autofahrer, der sein Elektroauto jeden Abend auf 1% runtergefahren hat und an jedem Morgen wieder vollen Akku braucht, existiert nicht. Man kommt nie mit vollkommen leerem Akku zu Hause an, sondern muss immer nur ein paar Prozent nachladen. Und wenn das Auto morgens einmal 80% statt 100% hat – ja und?

        Bericht aus der Praxis:

        Bevor wir die eigene 11kW-Wallbox hatten, wurde unser Ioniq5 per Schuko-Ladeziegel mit auf 12A reduzierter Leistung geladen, das sind 12A * 230V = ca. 2,8kW.

        Das Auto war trotzdem jeden morgen wieder voll.

        Heute ist die 11kW-Wallbox an einem Extrazähler für abschaltbare Verbrauchseinrichtungen angeschlossen. Der Stromnetzbetreiber schaltet meine Wallbox 3 x täglich für 2h komplett aus. Als Gegenleistung kriege ich für’s Auto einen deutlich günstigeren Stromtarif.

        Das Auto ist trotzdem jeden morgen wieder voll – selbst nach einer Langstrecke.

        Ich habe davon null Nachteile und nur Vorteile. Und sogar das Stromnetz hat etwas davon, dass mein Auto in den Nebenzeiten lädt.

      2. Ja, vielen Dank für die Erläuterung und das Rechenbeispiel. Ich bin nur ein bisschen skeptisch, weil man ja (theoretisch) die Wallbox auch länger ausschalten könnte. Ohne das Gesetz zu kennen, steht das vielleicht sogar drin?

        1. Ja, es ist genau definiert was unter welchen Voraussetzungen erlaubt ist. Und es muss wie erwähnt auch sichtbar für den Kunden dokumentiert werden. Ein Netzbetreiber kann auch nicht einfach etwas anderes an die SMGWs schicken, da dahinter auch ein formaler Prozess hinterlegt ist welcher das verhindern wird.

  4. Danke fürs überreden Volker! Freue mich auch auf weitere Artikel, unsere hiesigen Stadtwerke informieren eher gar nicht.

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