25/07/2023

Digitale Plattformen für die Energiegemeinschaften der Zukunft

Technologie Energie Trends Serviceplattformen Energy & Utilities Blogartikel

Autorin: Annika Hamann

Das Gesetz zum Neustart der Digitalisierung der Energiewende vom Frühjahr 2023 hat neuen Schwung in das Thema „Energy Sharing“ gebracht. Bereits vor ein paar Jahren waren Energiegemeinschaften in aller Munde, doch der erwartete Boom ließ auf sich warten. Wie haben sich Energiegemeinschaften in der Zwischenzeit entwickelt? Welche Chancen bieten sie wirklich, und welche digitalen Services werden benötigt, um ihren Nutzer*innen durch Energy Sharing einen echten Mehrwert zu bieten?

Energiegemeinschaften werden als wichtiger Treiber der Energiewende gesehen. Es handelt sich um Zusammenschlüsse von Privatnutzer*innen zum gemeinschaftlichen Verbrauch selbsterzeugter Energien. Sie nutzen diese Energie hocheffizient und können durch lokale Balancierung und das Ausschöpfen von Flexibilität helfen, das Stromnetz überregional zu stabilisieren.

Bereits 2019 hat die EU Richtlinien für verschiedene Typen von „Energy Communities“ definiert. Ihr Potenzial wird als sehr hoch eingeschätzt. Laut einer Analyse des Instituts für Ökologische Wirtschaftsforschung wären 30 % des Erneuerbaren Zubaus in Deutschland bis 2030 durch Energy Sharing möglich, und 90 % aller Haushalte könnten auf diese Art und Weise versorgt werden.

In Deutschland wird bisher lediglich das Mieterstrommodell ansatzweise umgesetzt. Zusätzlich dazu sind eine Handvoll Quartiersprojekte in der Entwicklung – insgesamt ein starker Kontrast zum ursprünglichen Hype. Für Formen von Energiegemeinschaften, die den Teilnehmer*innen mehr Autarkie sowie „echtes Teilen“ ermöglichen würden, ist der entsprechende rechtliche Rahmen immer noch nicht ausreichend definiert. Das Gesetz zum Neustart der Digitalisierung der Energiewende vom April 2023 bringt das Thema zwar einen Schritt nach vorn, aber in anderen EU-Ländern ist man deutlich weiter.

Grid Care – Digitaler Werkzeugkasten für Energieversorgungsunternehmen

Wie kann Deutschland aufholen, und wenn es so weit ist, welche Plattformen und Funktionalitäten werden dann notwendig sein?

Treiber der Dezentralität

Um eine schnellere Erhöhung des Anteils der Erneuerbaren Energien zu erreichen, hat das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) günstige Voraussetzungen geschaffen, wie z.B. Steuervergünstigungen für Prosumer – private, dezentrale Erzeuger. Die Energiekrise mit ihren steigenden Preisen und der Angst vor Versorgungslücken hat den Wunsch nach Eigenversorgung weiter gestärkt. Besonders im Bereich Solar kann man von einem echten Boom sprechen.

Ab Januar 2023 entfiel die Mehrwertsteuer auf PV-Anlagen. Für die Installation neuer Anlagen müssen Kunden oft bis zu sechs Monate warten. Mobile Plug-and-Play, PV-Lösungen sowie Balkonkraftwerke finden immer mehr Verbreitung. Die installierte Leistung aus Photovoltaikanlagen stieg in einem Jahr um 10% (Stand 2022). Netzeinspeisung stieg in drei Jahren um 64% (Stand 2021). Umsatz mit PV-Anlagen erfuhr in vier Jahren einen Zuwachs von 39% (Stand 2020). Ein ungehindertes Wachstum also?

Von der Einspeisung über Eigenverbrauch zum Energy Sharing

Eine Zahl ist gesunken. Die durchschnittlichen Einnahmen der Haushalte durch Einspeisung gingen von 2014 auf 2022 um 39% zurück. Das Erneuerbare-Energien-Gesetz hatte vorgesehen, dass sich die Einspeisevergütung jährlich verringern sollte. Der Preis, den private Betreiber von PV-Anlagen für die Einspeisung ihres Stroms ins öffentliche Netz erhalten, lag im Jahr 2000 noch bei 50 Cent pro Kilowattstunde. Derzeit sind es 7 Cent.

Daher ist angesichts der gestiegenen Strompreise anzunehmen, dass immer mehr Prosumer dazu übergehen werden, ihren Strom selbst zu verbrauchen und überschüssige Energie mithilfe einer PV-Batterie zu speichern. Der Verkauf lohnt sich nicht mehr.

Noch effizienter wäre es, die Energie lokal innerhalb einer physisch vernetzten Gemeinschaft zu verbrauchen. So könnten selbst Privatabnehmer*innen ohne Solaranlage den teuren Zukauf von Strom aus dem öffentlichen Netz vermeiden und den überschüssigen Strom ihrer Nachbar*innen für Haushalt und E-Fahrzeuge nutzen. Die Energiegemeinschaft könnte durch Solarparks oder Windkraftanlagen in der nahen Umgebung erweitert werden, um einen hohen Autarkiegrad zu erreichen.

EU-Richtlinien für Energiegemeinschaften

Vorausschauend hat die EU bereits 2018 in der Erneuerbaren-Energien-Richtlinie (RED II) verschiedene Kategorien von Energiegemeinschaften definiert, die den gemeinsamen Verbrauch dezentral erzeugter Energien ermöglichen sollen. Die EU-Länder waren angehalten, mit nationalen Regelwerken nachzuziehen.

Der erneuerbare Eigenverbraucher (Renewable Self-Consumer): Einzelne Privatnutzer*innen selbsterzeugter erneuerbarer Energie – die Vorstufe zur Energiegemeinschaft
Der Kollektive Eigenverbrauch (CSC):
Mehrere der oben genannten Einheiten interagieren auf freiwilliger Basis energiebezogen miteinander.
Erneuerbare Energiegemeinschaften (REC):
Unabhängige Gemeinschaften von Verbraucher*innen und Anlagen, die in direkter Nähe zueinander vernetzt sind, mit dem Zweck, Kosten zu sparen und ökologisch und regional zu handeln. Die Beteiligung ist freiwillig.
Bürgerenergiegemeinschaften (CEC):
Wie Nr. 3, jedoch nicht auf räumlicher Nähe und physischer Vernetzung basierend, sondern ein rein virtueller Zusammenschluss, der über unterschiedliche Regionen hinweg möglich ist

Wer profitiert von Energiegemeinschaften?

Grundsätzlich kann man hier von einem Gewinn für alle Beteiligten sprechen.

Grüne Mobilität: Wie Fortum mit der IBM Garage die Energiewende vorantreibt

Teilnehmende profitieren

Für die Teilnehmenden einer Energiegemeinschaft kann ein Zusammenschluss dieser Art ein Gefühl von größerer Versorgungssicherheit und Kontrolle durch erhöhte Autarkie erzeugen. Die Eigenerzeugung durch erneuerbare Energien kommt dem Wunsch entgegen, klimafreundlich zu leben und zur Energiewende beizutragen. Zusätzlich sparen Selbsterzeuger*innen Energiekosten, denn für Strom aus Eigenerzeugung werden keine Netzentgelte oder Stromsteuern fällig. Gemeinschaften dieser Art stärken zudem die kommunale und ländliche Entwicklung.

Energy Communities stabilisieren das Gesamtnetz

Auch für die Stabilität des Gesamtnetzes gibt es Vorteile. Das Netz wird bereits lokal ausbalanciert und dadurch insgesamt stabilisiert, wenn Strom dort verbraucht wird, wo er produziert wird. Dezentrale Anlagen können außerdem durch das Netz für Flexibilitäten und Speicherung genutzt werden. Energieverluste durch den Transport über Stromleitungen fallen weg. Durch die hohe Datenqualität in dezentralen Anlagen wird das Netz smarter und kann leichter gesteuert werden. Und die Akzeptanz gegenüber Erneuerbaren Energien wird gefördert.

Wer hat außer dem Vorteile?

Stromanbieter verdienen zwar weniger am Energieverkauf, aber genau wie Anbietende energienaher Dienstleistungen – wie z.B. Vertrieb und Installation von PV-Anlagen oder Energiespeichern – können durch das Anbieten von digitalen Plattformen und Services eine stärkere Kundenbindung erreichen. Diese können unter anderem die Erzeugung und Verbrauch, Einspeisung und Stromzukauf der Teilnehmer*innen im System transparent abbilden, und viele unterstützende Funktionen anbieten, wie später erläutert wird.

Deutschland im EU-Vergleich

Die EU-Länder sind unterschiedlich weit in der Umsetzung des gesetzlichen Rahmens für die Energiegemeinschaften im Sinne der EU-Richtlinien. Noch kein Land hat eine finale Version, aber viele sind Deutschland voraus. In Spanien existiert bereits ein eigenes politisches Regelwerk.

Paradebeispiel Italien

Italien wird gerne als Beispielland für eine gelungene Implementierung herangezogen. Hier ist aufgrund der hohen Verbreitung von Smart Metern und geringerer bürokratischer Hürden die Entstehung von Energiegemeinschaften früher möglich gewesen. Zudem können hier Teile der öffentlichen Netze ohne hohe Netzentgelte mit in die Energiegemeinschaft einbezogen werden. Solange die Einheiten der Community mit demselben Umspannwerk verbunden sind, gibt es keine Obergrenze für Teilnehmerzahl, Art der Teilnehmer oder Fläche.

Deutschlands rigides Mieterstrommodell

Das Mieterstrommodell, das in Deutschland möglich ist, hat sich bisher nicht durchgesetzt. Warum ist das so?

Bei diesem Modell gibt es zumeist auf der einen Seite die Besitzer*innen einer Immobilie, auf deren Dach eine PV-Anlage installiert ist, und auf der anderen die Mieter*innen des Hauses, die den Strom abnehmen. Anlage und Verbrauch liegt also nicht in derselben Hand. Das Ortsnetz kann zudem nicht einbezogen werden. Aufgrund dieser örtlichen Begrenzung kommen oft nicht genug Abnehmer*innen zusammen. Die Teilnahme ist freiwillig und nicht an den Mietvertrag gebunden. Teilnehmer*innen können abspringen. Sind es zu wenige, rechnet sich entstehende Verwaltungsarbeit nicht. Wird nicht genug Strom produziert, muss zusätzlicher aus dem Ortsnetz teuer hinzugekauft, jedoch zu einem günstigeren Preis weitergegeben werden. So entsteht ein hohes Risiko für Anlagen-Betreiber*innen.

Exzellente Experiences für die Energiewelt von morgen

Das Quartierskonzept in Deutschland

Beim Quartierskonzept – siehe z. B. das Forschungsprogramm SINTEG – geht es jeweils um einen oder mehrere Gebäudeblocks, die nah beieinanderliegen, im Besitz derselben Person sind und als energieeffiziente Stadtteile mit Wohn- und Gewerbeeinrichtungen angelegt werden, die eine eigene Energieversorgungskette betreiben.

Beide Varianten sind also alle keine Energiegemeinschaften im ursprünglichen Sinne, bei denen Verbraucher*innen und Erzeuger*innen auf Augenhöhe innerhalb kleinerer Netze miteinander agieren.

Hauptfaktoren, die die Verbreitung von Energiegemeinschaften erschweren

Der Mangel an digitalen Stromzählern, die eine kontinuierliche, kontaktlose Ablesung ermöglichen
Ein begrenztes Angebot an dynamische Stromtarifen
Rechtliche, regulatorische und bürokratische Hürden für Anlagenbetreibenden
Zu schwache finanzielle Anreize zum Ausgleich des Aufwandes
Fehlender rechtlicher und regulatorischer Rahmen für Energiegemeinschaften wie von der EU vorgesehen

Einen Schritt nach vorn mit dem Neustart der Digitalisierung der Energiewende

Ein Teil der nötigen Grundlagen für Energiegemeinschaften wird in absehbarer Zeit geschaffen. Das Gesetz zum Neustart der Digitalisierung der Energiewende vom April 2023 verspricht Besserung. Zwei der wichtigsten Punkte sind:

Der Smart Meter Hochlauf wird beschleunigt, gesetzlich klar verankert und kann in Form eines „agilen Rollouts“ sofort starten. Bis 2030 werden die meisten Endkund*innen ausgestattet sein.
Alle Stromversorger sind ab 2025 verpflichtet, dynamische Tarife anzubieten. So können Verbraucher*innen den Stromzukauf so steuern, dass er in Zeiten mit hohem EE-Erzeugung und günstigen Preisen geschieht.

Plattformen für die Energiegemeinschaften der Zukunft

„Für die Entwicklung dieser Geschäftsmodelle ist die Nutzung digitaler Technologien unerlässlich, die u. a. Aggregation, Peer-to-Peer-Handel und Flexibilitätsdienste ermöglichen.“

Claire Gauthier, Deutsche Energie-Agentur GmbH

Sind die technischen und rechtlichen Herausforderungen erst einmal überwunden, werden neue Arten von Gemeinschaften und Geschäftsmodellen möglich sein. Auf diesen Moment möchten wir uns vorbereiten. Wie müssen die digitalen Plattformen beschaffen sein, um nicht nur heutige Bedürfnisse, sondern auch die Energiegemeinschaften der Zukunft zu unterstützen?

Ein unterschätzter Wachstumstreiber im Energiemarkt: Die Customer Experience

Grundprinzipien der digitalen Services

Nutzerzentriertheit

Bei Energiegemeinschaften sollte sich alles um das Empowerment, die Befähigung der Bevölkerung drehen. Das bedeutet, jeder sollte teilnehmen können, unabhängig von Hintergrund, Alter oder Technologie-Kompetenz. Ansprache, Oberfläche und Interaktionen sollten dies unterstützen.

Transparenz und Sicherheit

Die Plattformen ermöglichen einen nachhaltigen Lebensstil und die direkte Teilhabe an der Energiewende. Bürger*innen agieren hier in einem Gebiet, das vorher gänzlich in den Händen der Energieversorger lag. Das Vertrauen in diese ist seit der Energiekrise vermindert. Die neuen Plattformen müssen für alle Teilnehmer*innen transparent und sicher sein, um Vertrauen zu sichern. Dies gilt für Transaktionen innerhalb der Gemeinschaft als auch für Interaktionen mit öffentlichen Netzen und Märkten, wie Handel von Energie oder Flexibilitäten. Zusätzlich sollte der bestmögliche Schutz vor Cyberkriminalität bezüglich der Grundversorgung von Menschen genauso selbstverständlich sein wie die Sicherheit persönlicher Daten.

Gewinn für alle Beteiligten

Der Nutzen für alle Beteiligten muss offensichtlich sein, gegenüber dem traditionellen System. Die Teilnahme an Energiegemeinschaften ist per Definition offen und freiwillig. Das bedeutet, wer keinen Nutzen für sich sieht, wird nicht teilnehmen. Wie beim bereits implementierten Mieterstrommodell muss sich der Preis der Energie innerhalb der Gemeinschaft auch in den Modellen der Zukunft spürbar unterhalb des Preises des lokalen Verteilnetzes bewegen.

Sektorenkopplung

Unter den Assets der Gemeinschaft können Einspeiser wie Wind-, Biogas, oder Solaranlagen sein. Auf der anderen Seite stehen die Lasten, wie z. B. Haushalte mit Stromversorgung und Geräten wie Wärmepumpen und E-Ladestationen. Wallboxen speichern den generierten Strom. Um eine Balance innerhalb der Gemeinschaft herzustellen, ist es essenziell, dieses sektorengekoppelte System mit einer intelligenten Steuerung zu versehen. Eine knifflige Aufgabe. Jedoch nur so wird die Energie lokal am effizientesten genutzt. So können z. B. die Wärmepumpe dann betrieben werden oder E-Fahrzeuge dann geladen werden, wenn bei Sonneneinstrahlung Energie über PV-Anlagen in den Haushalt kommt oder die Windkraftanlage am Rand der Siedlung Strom generiert.

Flexibilitäten ausschöpfen

Die Flexibilitäten zu vermarkten, bedeutet finanzielle Gewinne für die Energiegemeinschaften, und es ist ein ebenso wichtiger Beitrag für die Gesamtnetzstabilisierung. Bei Einspeisung zum richtigen Zeitpunkt können regelmäßige sowie kurzfristige Schwankungen im öffentlichen Netz ausgeglichen werden. Um die Einspeisung zum richtigen Zeitpunkt zu sichern, muss die Energie der Gemeinschaft gepoolt oder aggregiert werden. Dies kann durch das Steuern eines Schwarms von Batterien innerhalb der Gemeinschaft geschehen oder über einen separaten Aggregator, der die überschüssige Energie einer Gemeinschaft poolt und zum strategisch günstigen Zeitpunkt ins öffentliche Netz einspeist.

Peer-to-Peer-Handel

Das echte Teilen von Energie mit Menschen, die man kennt – lokal und sozial zu handeln – kann für viele eine Motivation werden, Teil einer Energiegemeinschaft zu werden. Der direkte Handel mit bestimmten Personen oder das ‚Verschenken‘ von Strom z.B. an Bekannte oder finanziell schwache Teilnehmer*innen sollte unterstützt und in der Abrechnung berücksichtigt werden. So kann ein Gemeinschaftsgefühl innerhalb der Community entstehen, der Zusammenhalt gestärkt und damit durch Solidarität eine langfristige Bindung an die Energiegemeinschaft gesichert werden.

Bürokratischen Aufwand reduzieren

Ein nicht unwichtiger Aspekt ist die größtmögliche Automatisierung bürokratischer Tätigkeiten und Prozesse wie Abrechnung, Forderungsmanagement, Wechselprozesse, Bilanzierung, Heben von Flexibilitäten innerhalb und außerhalb der Gemeinschaft. All das ist wichtig für Energiegemeinschaften, um bürokratischen Aufwand für Betreiber*innen von Anlagen möglichst gering zu halten und Akzeptanz zu sichern.

Die Plattformen der Energiegemeinschaften der Zukunft bieten also finanzielle Ersparnis, das Gefühl von Autonomie, Versorgungssicherheit, Transparenz und sozialem Handeln in einem lokalen Kontext. Auch ländliche Gemeinden können so gestärkt werden, denn größere Städte werden ihren Energiebedarf nicht lokal sichern können. Verschiedene Geschäftsmodelle wie Peer-to-Peer-Trading oder Aggregation und Flexibilitätsvermarktung können unterstützt werden und bieten den Gemeinschaften die Möglichkeit, an den Energiemärkten teilzunehmen. Zudem tragen die Gemeinschaften zur Stabilisierung des Gesamtnetzes durch lokale Energiebalance bei.

Wenn die Plattformen sorgfältig umgesetzt werden, profitieren Mensch, Gesellschaft, Energienetz und Umwelt von dieser neuen Form des Teilens Erneuerbarer Energien.

Exzellente Experiences für die Energiewelt von morgen – mit IBM iX

Die digitale Transformation verändert die Energiewelt nachhaltig. Wir vom Energy Team bei IBM iX begleiten die Energiebranche dabei – von der Strategie, über das Design bis zur Technologie. Wir kennen Ihre Herausforderungen und besonders Ihr Potenzial. Sprechen Sie uns gerne an!

Unsere Services Unser Energy Team kontaktieren

Link kopiert Link kopiert?

Das könnte Sie auch interessieren

Grafik mit einem Mensch vor einem Energie-Grid zum Thema Customer Experience im Energiesektor