Intelligenter Zähler

Intelligenter Stromzähler

Ein „intelligenter“ Zähler (auch Smart Meter genannt) ist ein Zähler für Energie, der entsprechend der Definition des § 21b Abs. 3a und 3b EnWG dem jeweiligen Anschlussnutzer den tatsächlichen Energieverbrauch und die tatsächliche Nutzungszeit anzeigt. Ein intelligenter Zähler kann die Daten automatisch an das Energieversorgungsunternehmen übertragen.

Anwendungsfelder

Neben dem Einsatz von intelligenten Zählern zur Messung des Stromverbrauchs ist es auch möglich, in einem Haushalt den Wasser-, Gas- und Wärmeverbrauch intelligent zu erfassen. Um hierbei eine Multi-Sparten-Funktionalität zu ermöglichen wird häufig ein Konzentrator eingesetzt. Dieser Konzentrator sammelt die Daten aller Zähler und gibt diese an eine übergeordnete Sammelstelle ("Backend") weiter. Der Konzentrator wird häufig als Multi Utility Communication Controller oder Multi Utility Gateway bezeichnet. Es gibt Hersteller, die diese Funktion bereits in den intelligenten Stromzähler integrieren. Dieser fungiert dann als Eintrittsschleuse (Gateway) für die anderen Zähler. Die Nahbereichskommunikation von den Zählern zum Konzentrator wird häufig mittels RS485, RS232, M-Bus oder Wireless M-Bus abgewickelt. Das Erfassen von mehreren unterschiedlichen Verbrauchsdaten bezeichnet man als Multi-Utility-System.

Zweck

Der Zweck intelligenter Zähler ist vornehmlich, variable Leistungsentgelte in Abhängigkeit von der Gesamtnachfrage und Netzauslastung erheben zu können. Die Energieversorger verbinden damit die Erwartung, das Netz und die vorhandene Kraftwerkinfrastruktur besser ausnutzen sowie Investitionen für Spitzenlastausbau vermeiden oder zumindest zurückstellen zu können. Ferner könnte das System dazu verwendet werden, Energieentgelte marktabhängig nach monetär-spekulativen Gesichtspunkten zu erheben. Anbieter ohne eigenes Netz können solche variablen Tarife allerdings noch nicht anbieten, da die Rahmenbedingungen dafür noch nicht gegeben sind. Strom muss heute nach wie vor nach einem Standardlastprofil eingespeist werden, also noch nicht abhängig von der jeweils spezifischen Nachfrage. Auch der politische Rahmen lässt es noch nicht zu, mögliche Preisvorteile an die Kunden weiterzugeben, beispielsweise bei geringer Netzauslastung.

Preisgestaltung

Bei nicht echtzeitfähigen Systemen können prinzipbedingt erwünschte, kurzfristige Tarifanpassungen an aktuelle Gegebenheiten erst nachträglich erfolgen. Die oft zitierte Transparenz der Entgelte für den Verbraucher könnte damit nicht immer gegeben sein.

Kritik der Verbraucher

Verbraucher und Verbraucherorganisationen kritisieren, dass mit der Einführung von Intelligenten Zählern die Strompreise massiv steigen würden. Der Strompreis am Tag ist dann z.B. viermal so hoch wie in der Nacht. Insbesondere ärmere, ältere Personen und Familien sind benachteiligt, da sie den Tagesverlauf komplett umstellen müssten, um den Strombezug in den Zeiten niedriger Strompreise - z.B. der Wasch- und Geschirrspülmaschine - zu verlegen. ^[1] Die Umstellung des Tagesablaufes und damit des Strombezuges ist bei Jüngeren und Kinderlosen wesentlich leichter; somit wäre das System eine neue Form der sozialen Ungerechtigkeit gegenüber Familien und Älteren. Hinzu kommt, dass die intelligenten Zähler aus der Ferne durch "Fernabschaltung per Knopfdruck" die Versorgung unterbrechen können. Das Forderungsmanagement der EVU's diskutiert diese Möglichkeiten schon seit 2009. Damit ist auch eine Reduzierung des Außendienstes verbunden.

Einführung intelligenter Zähler

International

Intelligenter Stromzähler US-amerikanischer Bauart

In Italien, Schweden, Kanada, den USA, der Türkei, Australien, Neuseeland und den Niederlanden wurden intelligente Zähler bereits in größerem Umfang installiert bzw. ihre Einführung beschlossen. Das bedeutet allerdings nicht, dass die Zählermärkte in all diesen Ländern für den Wettbewerb geöffnet sind – in Ländern wie Schweden etwa wurden elektronische Stromzähler verpflichtend vom Netzbetreiber eingeführt.

Europäische Union

Die Europäische Union hat in der EU-Richtlinie 2006/32/EG zur Endenergieeffizienz und zu Energiedienstleistungen vom 5. April 2006 beschlossen, dass in allen Mitgliedsstaaten, soweit technisch machbar, finanziell vertretbar und im Vergleich zu den potenziellen Energieeinsparungen angemessen, alle Endkunden in den Bereichen Strom, Erdgas, Fernheizung und/oder ‐kühlung und Warmbrauchwasser individuelle Zähler zu wettbewerbsorientierten Preisen erhalten sollen, die den tatsächlichen Energieverbrauch des Endkunden und die tatsächliche Nutzungszeit widerspiegeln.

Deutschland

In Deutschland sind Smart Meter keine Pflicht – einzig bei Neubauten und bei Totalsanierungen müssen laut § 21b Abs. 3 EnWG seit Januar 2010 intelligente Zähler kostenneutral eingebaut werden (für Strom und Gas). Hierfür ist der Netzbetreiber zuständig, der nun zudem allen Kunden gesetzeskonforme Mindestlösungen anbieten muss (§ 21b Abs. 3b EnWG). Die gesetzliche Mindestlösung beinhaltet nur die Grundfunktionen, um den tatsächlichen Energieverbrauch und die tatsächliche Nutzungszeit widerspiegeln zu können. Eine Fernauslesung ist hier nicht notwendig.

Seit 2005 ist das Zählwesen in Deutschland liberalisiert, die Messung wurde im September 2008 für den Wettbewerb geöffnet.

Pilotprojekte

Derzeit werden deutschlandweit Smart Meter in Pilotprojekten bei Energieversorgern getestet, z. B. bei EnBW^[2], Vattenfall^[3] und auch RWE^[4]. Yello Strom^[5] und Discovergy bieten als bisher einzige Anbieter diesen Zähler deutschlandweit an. Darüber hinaus wird regional in manchen Regionen der E.ON EnergieNavi angeboten. EnBW bot zuerst Smart Meter an - allerdings immer noch nur regional. EWE bietet ab dem ersten Quartal 2011 Smart Meter an, aber auch nur regional. Bei E.ON ist eine weitere Sorte von Smart Metern noch in der Testphase, bei RWE und Vattenfall sind Smart Meter komplett noch in der Testphase. Bei Vattenfall kann man aber schon welche für später vorbestellen. Die Infos über EWE und Vattenfall bezüglich der Smart Meter findet man teilweise noch nicht auf den Internetseiten, man erhält sie telefonisch.

2008 haben die Stadtwerk Haßfurt GmbH in Haßfurt mit der bundesweit ersten Markteinführung von digitalen Zählern der EVB Energy Solutions GmbH begonnen.^[6] Die Einführung von 10.000 Smart Meter wurde Ende 2010 fertiggestellt.

Datenfernübertragung

Zur Datenfernübertragung stehen unter anderem folgende Möglichkeiten zu Verfügung:

• PSTN
• GSM
• GPRS
• LAN
• PLC

Um Fernwärme-, Gas- oder Wasserzähler fernauslesbar zu gestalten, werden deren Zählerimpulse von einem elektronischen Zähler registriert. Dieser kann als externes Gerät ausgelegt sein.

Im Gegensatz zu den Ferraris-Zählern machen digitale Stromzähler die jährliche Ablesung überflüssig, da die Zählerdaten elektronisch vom Anbieter ausgelesen werden können. Außerdem kann die Höhe des Strombedarfs, zum Beispiel Lastspitzen erkannt, gespeichert und zu Rechnungszwecken ausgewertet werden.

Funktionen intelligenter Zähler

Die Funktionen intelligenter Zähler sind von Anbieter zu Anbieter verschieden. Es gibt fernauslesbare Stromzähler, die die jährliche Ablesung überflüssig machen, aber auch solche, die zusätzlich den Energieverbrauch für den Verbraucher sichtbar machen und ihm so einen bewussten Umgang mit Energie ermöglichen. Diese intelligenten Zähler können den aktuellen Stromverbrauch und den Verlauf des Stromverbrauchs über eine Periode hinweg, beispielsweise durch einen PC, anzeigen. Weiterhin können Verbrauchsdaten des Stromkunden und jene der in das Stromnetz eingespeisten Energie (erzeugt beispielsweise durch eine Photovoltaik-Anlage des Kunden) gespeichert und ausgewertet werden. Der Energieversorger kann den Kunden den aktuellen Tarif, Informationen bei einem Tarifwechsel und zusätzliche Informationen des Energieversorgers übermitteln und anzeigen. Weiterhin kann eine automatische Zählerablesung durch den Energieversorger (über ein Telekommunikationsnetz) durchgeführt werden. Als zusätzliche Schaltfunktion ist die (programmierte) Steuerung und die Fernsteuerung von einzelnen Verbrauchern mit hohem Stromverbrauch im Haushalt (über ein Telekommunikationsnetz) möglich.

Vorteile

Die intelligenten Zähler bieten die Möglichkeit zum besseren Informations- und Kostenüberblick für den Kunden und bedeuten daher eine Sensibilisierung für den Stromverbrauch im Haushalt. Weiterhin kann durch den Stromversorger eine kurzfristigere (zum Beispiel monatliche) Rechnungsstellung gemäß dem tatsächlichen Verbrauch erstellt werden (beispielsweise bei einer Änderung des Tarifs). Gegenüber der bisherigen Zählerablesung durch einen Mitarbeiter oder Beauftragten des Energieversorgers kann bei diesen Zählern die Ablesung elektronisch erfolgen. Bei einer automatischen Zählerablesung kann auch Stromdiebstahl reduziert werden. Darüber hinaus kann der Kunde durch das Verschieben des Zeitraum seines Stromverbrauchs (beispielsweise Waschvorgänge mit der Waschmaschine oder der Wärmepumpe) in Nebenzeiten mit günstigeren Tarifen finanzielle Vorteile erhalten^[7]. Der Energieversorger kann eine bessere Lastplanung durch entsprechende Tarifgestaltung und Anreize zur Verschiebung von Stromnutzung weg von Spitzenlastzeiten ermöglichen.

Nachteile

Lastprofil eines Einpersonenhaushalts.

Bedingt durch die zusätzliche Kommunikation kommt es, verglichen mit einem bisher üblichen Ferraris-Zähler,^[8][9] zu einem höheren Eigenverbrauch.

Der Schutz der Privatsphäre ist fraglich – es besteht das Risiko, dass der Kunde zum „gläsernen Kunden“ wird, sofern Verbrauchsprofile an den Stromlieferanten übertragen werden. Erfassung und missbräuchliche Auswertung der Verbrauchsdaten gestatten weitreichende Rückschlüsse über die Lebensgewohnheiten der Kunden. Aus den Lastkurven (rechtes Bild) lässt sich ablesen: Bewohner steht gegen 6:00 Uhr auf, duscht und frühstückt. Er geht aus dem Haus und kehrt gegen 18:00 Uhr zurück und kocht. Er wäscht und besitzt einen Wäschetrockner. Kurz vor Mitternacht löscht er das Licht. Die Anzahl der Personen im Haushalt folgt aus der Dusch- und Waschfrequenz. Genauere Aussagen ergeben sich aus der Korrelation mit dem Wasserverbrauch. Allerdings ist zu berücksichtigen, dass der Energiezähler nur die Summen pro Phase messen und berücksichtigen kann. Für den Haushalt aus dem Beispiel mit nur einer Phase ist dies die dunkelgrüne Kurve. Heutige Haushalte haben ein 3-Phasen-Stromnetz (Dreiphasenwechselstrom). Somit können Rückschlüsse maximal aus diesen 3 Phasen gewonnen werden. Im Extremfall kann aus den Daten über den Stromverbrauch sogar das konsumierte Fernsehprogramm identifiziert werden. Der Stromverbrauch moderner Fernseher variiert mit der Bildhelligkeit. Ist die zeitliche Sequenz von Hell-Dunkelphasen eines Films bekannt, läßt sich die Signatur mit der Verbrauchskurve korrelieren.^[10]

Vertreter aus Politik, Wirtschaft und Verbraucherschutz hatten sich dafür eingesetzt, dass intelligente Zähler in Deutschland freiwillig bleiben. Inzwischen sieht das Energiewirtschaftsgesetz einen Einbau bei Neu- und Umbauten grundsätzlich vor. Bestehende Anlagen sollen umgestellt werden. Hierbei räumt das Gesetz dem Anschlussnutzer ein Widerspruchsrecht ein (§ 21b Abs. 3b EnWG). Nach aktueller Kenntnislage besteht darüber hinaus eine geringe Sicherheit vor Hacker-Angriffen^[11][12] Ein Auslesen der gesammelten Daten durch den Verbraucher ist nicht immer vorgesehen.

Weiterhin entstehen dem Stromkunden höhere Anschaffungskosten für die Zähler und Bereitstellungskosten für die erforderliche Infrastruktur. Laut Deutscher Energie-Agentur werden je nach Anbieter einmalig 35 bis 100 Euro und jährlich zwischen 60 Euro und 240 Euro in Rechnung gestellt. Dem stehen im Mittel optimistisch gerechnete Einsparungen von 9 bis 42 Euro gegenüber. Ist des Weiteren ein paralleles Telekommunikationsnetz notwendig und noch keine DSL-Verbindung vorhanden, verschlingt die permanente DSL-Verbindung pro Jahr rund 131 kWh, ein Kühlschrank kommt im Vergleich auf weniger als 100 kWh im Jahr.^[13] Durch die höhere Systemkomplexität ergibt sich eine höhere Ausfallswahrscheinlichkeit des Gesamtsystems.

Finanzielle Vorteile für Kunden durch Verschieben von Stromverbrauch (zum Beispiel Waschvorgänge mit der Waschmaschine, Wäschetrockner, Speicherheizung) in Nebenzeiten mit günstigeren Tarifen sind fraglich, da Nebenzeiten gesamtlastabhängig sind, also möglicherweise nur temporär, nicht vorhersehbar und kürzer als ein Geräte-Programmzyklus. Ein durch den Verbraucher bestimmtes, preisgesteuertes Zu- und Abschalten von Verbraucheranschlüssen mit hohem Energiebedarf ist aus Verbrauchersicht wünschenswert - jedoch bestehen derzeit keine praktischen Modelle umgesetzter Interoperabilität zwischen verbraucherseitigen Geräten und intelligenten Zählern. Weiterhin sind kurzfristige Preisexplosionen durch spekulative oder tatsächlich hohe Gesamtnachfrage beim Anbieter nicht ausgeschlossen. ^[14]

Während viele Kunden nicht in der Lage sind, ihren Verbrauch umzustellen, erlauben intelligente Zähler den Stromanbietern zielgruppenorientierte Tarife. Zur Zeit kann ein Stromanbieter mit jährlicher Verbrauchserfassung nicht unterscheiden, ob ein Kleinverbraucher das ganze Jahr hindurch gleichmäßig wenig Strom verbraucht (etwa: Kühlschrank im Wochenendhaus) oder ob er nur wenige Lastspitzen erzeugt (etwa: Solaranlagenbesitzer mit Selbsteinspeisung und Elektroheizung). Mit Intelligenten Zählern werden die Stromanbieter einen enormen Informationsvorsprung haben, den sie zu ihrem Vorteil einsetzen können.

Ängste hinsichtlich einiger tatsächlicher oder mutmaßlicher Nachteile bei "intelligenten Zählern" – insbesondere vermuteter gesundheitlicher Risiken durch Elektro-Smog^[15] – haben in Kalifornien Ende September 2010 eine Petitionskampagne ausgelöst, die über ein Moratorium zum totalen Verzicht auf diese Technologie gelangen will^[16]. Auch in anderen US-Bundesstaaten wächst inzwischen (2011) der Widerstand gegen geplante Installierungen von Zählern.^[17]

Siehe auch

• Synchronous Modular Meter
• Intelligentes Stromnetz
• BEMI
• Open Metering System
• Smart Metering

Weblinks

• Deutschlandfunk, UMWELT UND VERBRAUCHER: Verbrauchskontrolle per Internet. Energieunternehmen testet intelligente Stromzähler.
• Kritische Laudatio des BigBrotherAwards 2008 über die digitalen Stromzähler von YelloStrom.
• Expertenartikel über Smart Metering
• ULD (Unabhängigiges Landeszentrum für Datenschutz Schleswig-Holstein) Datenschutzrechtliche Bewertung des Einsatzes von „intelligenten Messeinrichtungen“ Smart Meter

Einzelnachweise

1. ↑ Dumb Meters, Smart meter shock, Abgerufen am 21. Mai 2011
2. ↑ EnBW: Produktinformation Intelligenter Stromzähler abgerufen am 16. Februar 2009
3. ↑ Vattenfall: Projekt Märkisches Viertel abgerufen am 4. November 2010
4. ↑ RWE: Projekt Mülheim aufgerufen 4. November 2010
5. ↑ Yello Strom: Produktinformation Intelligenter Stromzähler abgerufen am 16. Februar 2009
6. ↑ Stadtwerke Haßfurt in einer Pressemitteilung zur Einführung von Smart Meter
7. ↑ Wärmepumpen-Sondervertrag der Stadtwerke Karlsruhe, 2,0 ct/kWh (normal: 3,87 ct/kWh), Stand: Oktober 2008, 2S.,59KB abgerufen am 18. März 2010
8. ↑ Datenblatt eines Drehstromzählers Abrufdatum August 2008
9. ↑ Datenblatt eines Wechselstromzählers Abrufdatum August 2008
10. ↑ Data Privacy Management, zitiert in heise-Nachricht zur Aussagekraft von Smart Meter Daten Smart Meter verraten Fernsehprogramm Heise vom 20. September 2011
11. ↑ „Intelligente“ Stromzähler als Einfallstor für Hacker Spiegel-Online vom 30. März 2010
12. ↑ Angriff der Killerbiene – Eine US-Studie offenbart eine gravierende Sicherheitslücke bei intelligenten Stromzählern: Die Kryptographie-Schlüssel des Datenprotokolls ZigBee lassen sich ohne Probleme abfangen – Angreifer könnten damit einen lokalen Blackout herbeiführen. Technology Review (deutsche Lizenzausgabe) vom 13. April 2010
13. ↑ Schlaue Stromzähler kommen teuer, Spiegel-Online, vom 14. August 2010
14. ↑ Dumb Meters, Smart meter shock, Abgerufen am 20. Sept. 2011
15. ↑ So etwa auf der Website "Stop Smart Meters!"
16. ↑ Moratorium on Wireless Smartmeters in the State of California
17. ↑ Vgl. den Bericht aus Vermont: "VT Smart Grid Workshop Draws Protesters", abc22.com, 1. Nov. 2011