zukünftige anforderungen an messsysteme · 1 profil • gegründet april 2008 • split-off des...
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Zukünftige Anforderungen an Messsysteme
252. PTB-Seminar „Kommunikative Zähler“
28./29.10.2009, Berlin
© EnCT GmbH, Freiburg
Dipl.-Ing. Dietmar Adam, MBA
EnCT GmbH, Freiburg
www.enct.deQuelle: EnCT
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1
Profil
• Gegründet April 2008
• Split-off des Fraunhofer-Institut für solare
Energiesysteme ISE, Freiburg
• Sitz im Solar Info Center, Freiburg
• 25 Mitarbeiter
• Interdisziplinäres Team www.enct.de
310932 - Dietmar Adam – Zukünftige Anforderungen an Messsysteme – 28./29. Oktober 2009, 252. PTB-Seminar „Kommunikative Zähler“ , Berlin
© EnCT GmbH, Freiburg
(Ingenieurs-, Wirtschafts-, Sozial- und
Kommunikationswissenschaften)
• Geschäftsführender Gesellschafter: Dr. Harald Schäffler
www.enct.de
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2
Leistungsportfolio
Kunden-segmentierung
REFLECT
Feedback-DesignBefragungen
Smart-Metering-
Produkte
Kunden-
bindung
Marketing-
kommunikation
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Produktdesign
Feldversuch/ Rollout
Wirkungsforschung
Kunden-
Akquisition
RESPONSE
Tarif-Design
Lastganganalysen
Feedback-Nutzung
Kunden-
Kommunikation
Marktstudien Technologie- und
Prozessberatung
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3
Projektauswahl
• EWE-Box (EWE)
• eTelligence (BMWi, eEnergy)
• Smart Watts (BMWI, eEnergy)
• eMotivation (Klima- und Energiefonds, Österreich; Programm „Neue Energien 2020“)
• Gutachten SwissMetering (BfE, Schweiz)
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• Gutachten SwissMetering (BfE, Schweiz)
• Gutachten „Roll-Out“ und „Variable Tarife“ (BNetzA)
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4
Agenda
1. Rechtliche Rahmenbedingungen
2. Tarifmodelle
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3. Tarifdesign
4. Zusammenfassung
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5
Rechtliche Rahmenbedingungen
§ 40 Abs. 3 EnWG:
„(3) Energieversorgungsunternehmen haben, soweit technisch machbar
und wirtschaftlich zumutbar, spätestens bis zum 30. Dezember 2010 für
Letztverbraucher von Elektrizität einen Tarif anzubieten, der einen Anreiz
zu Energieeinsparung oder Steuerung des Energieverbrauchs setzt. Tarife
im Sinne von Satz 1 sind insbesondere lastvariable oder tageszeitabhängige
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im Sinne von Satz 1 sind insbesondere lastvariable oder tageszeitabhängige
Tarife.“
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6
Intelligentes Messsystem - Drittes Energiebinnenmarkt-Paket
der EU-Kommission (Interpretative Notes)
Vorgaben/
MerkmaleInhalt Interpretation
Gerät
• Elektronisches Gerät• Messung der verbrauchten Energie• Hinzufügen von mehr Information als ein
konventioneller Zähler• Datenübertragung mit elektronischer
Kommunikation
• Messsystem ohne manuelle Ablesung
• kein Ferrariszähler, da ohne elektronische Komponenten
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Kommunikation• Unterstützung bidirektionaler Kommunikation
zwischen Verbraucher und Lieferant/Betreiber
• Fernauslesung durch MSB• Die Rück-Kommunikation kann
mittels separatem Kommunikationsmedium erfolgen
Zusätzliches
• Befördern von Diensten, die Energieeffizienz ermöglichen
• Vereinfachung der Lieferantenwechselprozesse• Mindestens monatliche Verbrauchsinformation
• Kundenschnittstelle erforderlich• Feedbacksysteme erforderlich
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7
Hemmnisse
• Bilanzierung erfolgt Stand heute auf Basis von Standardlastprofilen,
anhand des synthetischen oder analytischen Verfahrens
• Mehr-Minder-Mengen-Abrechnung und Netzentgeltabrechnung
erfolgt auf Basis SLP
• Aktuelle Zähler nur mit 2 Tarifregister mit statischen Tarifschaltzeiten;
Ansteuerung erfolgt i.d.R. über Rundsteueranlage des VNB
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Ansteuerung erfolgt i.d.R. über Rundsteueranlage des VNB
• Spezifische Prozesskosten für zentrale Tarifierung von HH, gemäß
SELMA-Ergebnissen
Folgen:
• Keine Beschaffungsvorteile für Lieferanten
• Nur ein Zweitarifprodukt mit geringer Preisspreizung in Vermarktung
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8
Voraussetzungen für den Erfolg dynamischer, variabler Tarife
• Verfügbarkeit von Intelligenten Messsystemen
mit Erfassung des Zählerstandsgangs des
Endkunden oder zumindest mehr als 2 TR
• Bilanzierung und Abrechnung erfolgt auf Basis
gemessener Zählerstandsgänge
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• Beschaffung erfolgt auf Basis prognostizierter
Zählerstandsgänge
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9
Agenda
1. Rechtliche Rahmenbedingungen
2. Tarifmodelle
3. Tarifdesign
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3. Tarifdesign
4. Zusammenfassung
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10
Ausgewählte Tarifmodelle nach EnWG §40
Tarifmodell
Name variable Tarifbestandteile Bemerkungen
Ze
itv
ari
ab
le T
ari
fe
Zeitvariabler Tarif
(Time of Use, ToU)
Arbeitszeit in Preisstufen nach Tageszeit, Wochentag, Saison
zeitvariabler Tarif mit
EventsArbeitspreis in Preisstufen nach Tageszeit, Wochentag, Saison
Eventpreis kann sowohl höher wie niedriger wie
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Ze
itv
ari
ab
le T
ari
fe
Events
(Critical Peak Pricing,
CPP)
Tageszeit, Wochentag, Saison plus Eventtagen
höher wie niedriger wie regulärer Preis sein
Dynamischer Tarif
(Real Time Pricing, RTP)tagesaktuelle Preisstufen
Preisstufen und Gültigkeit werden Tag vorab bekannt gegeben
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11
Zeitvariabler Tarif (Time of Use)
Merkmale
Bisher:
• Feste Zeitzonen
• Fest Preisstufen
Neu:
• Variabel Zeitzonen
Preis[ct/kWh]
70
60
50
40
30
Last[W]
1.400
1.200
1.000
800
600
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• Variabel Zeitzonen
• Variable Preisstufen
nach Tageszeit,
Wochentag, Saison,
Eventtagen
30
20
10
00 6 12 18 24
Zeit[h]
600
400
200
0©© EnCT GmbHEnCT GmbH
Stufe 2
Stufe 1 Stufe 1
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12
Zeitvariabler Tarif mit Events (CPP)
Preis[ct/kWh]
70
60
50
40
30 Ev
en
t 1
Merkmale
• Die Preisstufen gelten für
die definierten Zeiträume,
mit Ausnahme von Event-
zeiträumen.
• Events können sowohl eine
Erhöhung (Event 1) als auch
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Stufe 1 Stufe 1
0 6 12 18 24
Stufe 2
©© EnCT GmbHEnCT GmbH
30
20
10
0
Zeit[h]
eine Reduzierung (Event 2)
des geltenden Tarifs
bedeuten.
• Die Bekanntgabe der
dynamischen Events erfolgt
mit einer bestimmten Frist.
Event2
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13
Dynamischer Tarif (RTP)
Preis[ct/kWh]
70
60
50
40
30
Merkmale
• Die drei bis 24 Preisstufen
gelten für dynamische
Zeiträume.
• Die Dauer und Höhe der
Preisstufe steht in
Abhängigkeit externer
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0 6 12 18 24
©© EnCT GmbHEnCT GmbH
30
20
10
0
Zeit[h]
Größen (bspw. EEX-
Spotmarktpreise).
• Die externen Größen
werden von einem
neutralen
Marktteilnehmern
festgelegt.
3 - 24 Stufen
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14
Ausgewählte Tarifmodelle nach EnWG §40
Tarifmodell
Name variable Tarifbestandteile Bemerkungen
va
ria
be
l
Lastbegrenzter Tarif
Arbeitspreis in Abhängigkeit derMaximallast
bei Überschreitung kurzfr. Versorgungsabbruch
Lastvariabler TarifArbeitspreis mit 2 alternativen Preisstufen
Arbeitspreis 1 gilt bis zu definierten Last (1/4-Std.), sonst Arbeitspreis 2
Verbrauchsvariabler Arbeitspreis mit 2 bis 3 Arbeitspreis 1 gilt bis zu definierten
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Last
-/ v
erb
rau
chs-
va
ria
be
l
Verbrauchsvariabler
Monatstarif
Arbeitspreis mit 2 bis 3 additiven Preisstufen pro Monat
Arbeitspreis 1 gilt bis zu definierten Monatsverbrauch, für den weiteren Verbrauch gilt Arbeitspreis 2
Verbrauchsvariabler
Jahrestarif
Arbeitspreis mit 2 bis 3 alternativen Preisstufen
Arbeitspreis gilt für definierten Jahresverbrauch
Direkte Laststeuerung
(Direct Load Control,
DLC)
Arbeitspreis als Funktion des Lastmanagement
Ein Dritter (Netz, Lieferant, DL) greift eventbasiert unmittelbar in die Betriebsführung einzelner Lasten ein; Ausprägungen: Abschalten, Einschalten, Fernparametrieren
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15
Lastvariabler Tarif
Merkmale
• Der Arbeitspreis ist
eine Funktion der
Arbeit pro Zeitintervall
(Durchschnittliche
Leistung z.B. ¼ h)
• Der Preis der
Preis[ct/kWh]
70
60
50
40
30
Last[W]
1.400
1.200
1.000
800
600
Lastschwelle (800 W)
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Preisstufe gilt jeweils
für den gesamten
Verbrauch in diesem
Zeitraum
• 2 Preisstufen
30
20
10
00 6 12 18 24
Zeit[h]
600
400
200
0©© EnCT GmbHEnCT GmbH
Stufe 2Stufe 1
Stufe 2
Stufe 1Stufe 1
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16
Verbrauchsvariabler Monatstarif
Preis[ct/kWh]
Verbrauch[kWh]
70
60
50
40
30
350
300
250
200
150
Verbrauchsschwelle (200 kWh)
Merkmale
• Variation des Arbeitspreises
in diskreten Preisstufen.
• Gültigkeit des
Arbeitspreises für einen
bestimmten Zeitraum bis zu
einem bestimmten
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Stufe 1
0 15 30
Stufe 2
30
20
10
0
150
100
50
0
Zeit[Tage]
Stufe 3
Verbrauchsschwelle (120 kWh)
©© EnCT GmbHEnCT GmbH
Verbrauchsschwellwert.
• Oberhalb des Schwellwerts
gilt die nächste Preisstufe.
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17
Zielkategorien von variablen Tarifen
Ziel Funktion der Preisvariation
Energie-
einsparung
indirekt
Anreiz für Energieeinsparung
Lastgang-
modifikation
indirekt
Anreiz für Lastgangänderung=> Tarifmodell in Konkurrenz zu anderen Strategien
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=> Tarifmodell in Konkurrenz zu anderen Strategien
Markt-
beteiligung
direkt
Weitergabe von Beschaffungsrisiken
Individua-
lisierung
indirekt
Individuell empfundener Kundenvorteil => Tarifmodell in Konkurrenz zu anderen Strategien
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18
Nutzen zeitvariabler Tarifmodelle
Tarifmodell Effekte
NameEnergie-
einsparungLaststeuerung
Markt-
beteiligungNutzen
Zeit
vari
able
Tar
ife
Zeitvariabler Tarif (Time of Use, ToU)
0 • Lastverlagerung +
• Ökonomische Optimierung des Kraftwerkparks und der Netzinfrastruktur
• Optimierung der Beschaffung
zeitvariabler Tarif
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Zeit
vari
able
Tar
ife
zeitvariabler Tarif mit Events
(Critical Peak Pricing, CPP)
+• Lastverlagerung
• Lastabsenkung++
• Reaktion auf außergewöhnliche Markt- und Netzereignisse
Dynamischer Tarif
(Real Time Pricing, RTP)
0
• Lastverlagerung
• Spezifische Lastführung
• Lastanhebung
• Lastabsenkung
+++
• Integration fluktuierender Erzeugung,
• Netzschutz
• kurzfristige Marktbeteiligung
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19
Nutzen last- / verbrauchsvariabler Tarifmodelle
Tarifmodell Effekte
NameEnergie-
einsparungLaststeuerung
Markt-
beteiligungNutzen
vari
able
Tar
ife
Lastbegrenzter Tarif +• Spitzenlast-
kappung+
• Energieeinsparung (EU-Ziel)
• Ökonomische Optimierung des Kraftwerkparks und der Netzinfrastruktur
Lastvariabler Tarif +• Lastver-
lagerung+
• Energieeinsparung (EU-Ziel)
• Ökonomische Optimierung des Kraftwerkparks und der
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Last
-/ v
erb
rau
chs-
vari
able
Tar
ife
Lastvariabler Tarif +lagerung
+des Kraftwerkparks und der Netzinfrastruktur
VerbrauchsvariablerMonatstarif
++• Lastab-
senkung+ • Energieeinsparung (EU-Ziel)
Verbrauchsvariabler Jahrestarif
-• Lastab-
senkung+ • Energieeinsparung (EU-Ziel)
Direkte Laststeuerung
+• Spitzen-
lastkappung++
• Integration fluktuierender Erzeugung, Netzschutz, kurzfristige Marktbeteiligung
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20
Möglichkeiten der Lastgangmodifikation
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21
Energieeffizienz – die Wirkung von Tarifen
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Quelle VaasaETT
TOU - Time-of-Use - Zeitvariable Tarife
CPP - Critical-Peak-Pricing - Kritische Spitzenlastpreise
Mittelwert, Min-, Max-
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22
Kosten und Erlöse von Intelligenten Messsystemen in der EU
bei hohe und niedriger Annahmequote
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Quelle The Brattle Group
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23
Agenda
1. Rechtliche Rahmenbedingungen
2. Tarifmodelle
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3. Tarifdesign
4. Zusammenfassung
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24
Herausforderungen beim Tarifdesign
1. Wirkung: Ziele erreichen (Lastverlagerung,
Spitzenlastkappung, Energieeinsparung) mit der
passenden Kundengruppe
2. Effizienz: Teilung der monetären Effekte, mit
Einsparung für Endkunden und positivem
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Deckungsbeitrag für Lieferanten
3. Attraktivität: Bereitschaft der Endkunden zu
wechseln (i.d.R vom Allgemeinen Tarif);
„Kostenneutralität“
4. Integration: Einbettung in die bestehenden Mess-,
Kommunikations- und Abrechnungssysteme
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Der EnCT Tarif-Designer
1. Vollständig Web-basiert
2. Definition einzelner Nutzer und Projekte möglich
3. Offene Plattform zur Definition individueller
Lastfunktionen, Tarif-Funktionen, Kosten-
Funktionen und Response-Funktionen
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4. Grafisches Nutzer-Interface, Daten-Export-
Funktion und Datenvisualisierung
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Tarifdesign - Vorgehen
1 Lastgang2 Tarif-
funktion3 Kosten-
funktion
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4 Reaktions-funktion
5 Simulation
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Example
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Agenda
1. Rechtliche Rahmenbedingungen
2. Tarifmodelle
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3. Tarifdesign
4. Zusammenfassung
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Fazit – Zukünftige Marktanforderungen
• Umsetzung 40 Abs. 3 EnWG bis Ende 2010; Rahmenbedingungen werden sich weiterentwickeln
• Kunden sind unterschiedlich - Smart Metering bietet neue Differenzierungsmöglichkeiten in einem offenen Wettbewerbsmarkt
• Identifikation interessanter Kundensegmente
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• Evaluation von Feldtests
• Produkte auf die Interessen und Bedürfnisse der spez.
Kundensegmente zuschneiden
• Zentrale Tariffierung bei Integration Erneuerbarer Energien erforderlich (Ziele 2020); Aktive Kundenbeteiligung
Quelle: Interactive Institute
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Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
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