Kiwigrids 5 Level zur autonomen Optimierung des Energiemanagements
Ist eine Zukunft vorstellbar, in der alle Energiegeräte innerhalb eines Gebäudes miteinander vernetzt sind? Eine Zukunft, in der Stromerzeuger und Stromverbraucher direkt an den Strommarkt angebunden sind? In der E-Autos automatisch in Zeiten geladen werden, in denen viel erneuerbare Energie zur Verfügung steht, sei es vom eigenen Dach oder aus dem Stromnetz? In der wir unsere überschüssige Energie direkt an unsere Nachbarn weitergeben können?
Wir sind uns sicher: Es wird nicht mehr lange dauern. Als Experte für Energiemanagement und Energieoptimierung verwirklichen wir bei Kiwigrid genau diese Vision. Einige Szenarien haben wir bereits realisiert, andere sind in der Entwicklung. Zum besseren Verständnis für die Vernetzung von Energiegeräten in einer komplexen Energiewelt haben wir ein fünfstufiges Modell zur Energieoptimierung entwickelt.
Von der manuellen zur autonomen Optimierung
Die 5 Level zur autonomen Optimierung des Energiemanagements orientieren sich an den fünf Stufen des autonomen Fahrens. Jedes weitere Level setzt bestimmte technologische Entwicklungen voraus - alle Stufen bauen also aufeinander auf. Jedes Level schafft neue Mehrwerte für verschiedene Akteure des Energiemarkts, darunter für Endkund*innen, Stromanbieter und Netzbetreiber. Mit jeder Stufe steigt der Grad der Integration, bis wir beim fünften Level die autonome Optimierung erreichen.
Die 5 Level der autonomen Optimierung
Level 0: Manuelle Nutzerkontrolle
Auf dem Basislevel 0 können Endkund*innen die Day-Ahead-Preise von der europäischen Strombörse EPEX SPOT einsehen und manuell ihren Verbrauch anpassen. Nutzer*innen betreiben ihre Geräte dann selbsttätig zu Zeiten, in denen der Börsenpreis niedrig ist.
Die EPEX-Day-Ahead-Preise werden in der App angezeigt und motivieren die Endnutzer*innen dazu, ihr Verhalten im Alltag entsprechend dem Börsenpreis anzupassen. Sie schalten ihre Waschmaschine beispielsweise dann ein, wenn der Börsenpreis besonders niedrig ist.
Dieses Level ist noch nicht automatisiert und erfordert Eigeninitiative der Nutzer*innen. Dennoch können Endkund*innen durch die Kombination aus Eigenverbrauchsoptimierung und manueller Strompreisoptimierung bereits viel Geld einsparen.**
Level 1: EPEX-automatisierte Optimierung
Auf Level 1 sind die EPEX-Day-Ahead-Preise direkt ins Energiemanagement integriert. Dies macht eine automatisierte Steuerung der Endkundenanlagen auf EPEX-Basis möglich. Kiwigrids Energiemanagementsystem (EMS) erkennt die schwankenden Preise und sendet automatische Steuersignale an die unterschiedlichen steuerbaren Verbraucher.
Endkund*innen können im EMS die Tarif-Optimierung einschalten und konfigurieren. Dadurch lädt beispielsweise das E-Auto automatisch, wenn der Börsenpreis besonders günstig ist. Die EPEX-automatisierte Optimierung kann zudem mit Solar-optimiertem Laden kombiniert werden.
Endkund*innen sparen mit der EPEX-automatisierten Optimierung nicht nur Zeit, sondern auch Geld. Der finanzielle Nutzen beim Tarif-optimierten Laden des Elektroautos liegt bei etwa 185 Euro und beim Tarif-optimierten Betrieb der Wärmepumpe bei weiteren 145 Euro pro Jahr.**
Level 2: Unidirektional Tarif-automatisierte Optimierung
Während auf Level 1 die EPEX-Day-Ahead-Preise als Datengrundlage für die automatisierte Optimierung dienen, basiert die Automatisierung des Level 2 auf Live-Tarifdaten eines Stromlieferanten. Auch diese können wiederum an den Börsenpreis gekoppelt sein.
Das EMS ermöglicht es, dass Anlagen von Endkund*innen automatisiert nach einem kundenspezifischen dynamischen Stromtarif gesteuert werden. Endkund*innen können sich direkt in der EMS-App für einen dynamischen Tarif entscheiden und unmittelbar einen Vertrag abschließen.
In Kombination mit variablen Netzentgelten können Endkund*innen mit dynamischen Tarifen nahezu 1.000 Euro jährlich einsparen: bis zu 485 Euro beim Tarif-optimierten Laden ihres Elektroautos und bis zu 470 Euro beim Tarif-optimierten Betrieb der Wärmepumpe. Für Stromanbieter ergibt sich ein großes Kundengewinnungspotenzial, wenn Endkund*innen direkt im EMS dynamische Stromtarife buchen.**
Level 3: Bidirektional Tarif-automatisierte Optimierung
Level 3 vertieft die Integration dynamischer Tarife ins EMS durch wechselseitige Kommunikation mit dem Energieversorger. Das EMS gibt nun Live-Daten von Erzeugung und Verbrauch sowie Prognosen an den Energieversorger zurück. Dadurch lernt der Energieversorger, welche Mengen ein Kunde aktuell benötigt und wie viel er in der vorhersehbaren Zukunft brauchen wird.
Im Vergleich zu Level 2 ergeben sich in erster Linie neue Vorteile für Energieversorger und das Stromnetz. Energieversorger können anhand der zusätzlichen Daten den Stromhandel optimieren und ihre Strombeschaffung anpassen. Dadurch können die Energieversorger im Idealfall Kosten reduzieren.
Der Energieversorger hat zudem die Möglichkeit, Preissignale an Endkund*innen zu senden. Damit kann er die Endkund*innen dazu anregen, den Verbrauch in Zeiten zu legen, in denen viel Strom zur Verfügung steht. Dies entlastet aktiv das Stromnetz und beugt einer Überlastung vor. Das übliche Einsparpotenzial für Endkund*innen bewegt sich im gleichen Bereich wie bei Level 2.**
Level 4: Aggregatoren-automatisierte Optimierung
Auf Level 4 wird die Aussteuerung der Verbraucher durch den Energieversorger möglich. Dadurch lässt sich der Stromverbrauch direkt an den Live-Stromhandel anpassen. Nach expliziter Erlaubnis der Endkund*innen, übernimmt der Energieversorger die aktive Steuerung der Energiegeräte. Beispielsweise das Elektroauto lädt nun zu einer möglichst günstigen Beschaffungszeit.
Es entsteht ein Mehrwert für alle Parteien. Die Endkund*innen erhalten für die Erlaubnis der externen Steuerung einen Flexibilitätsbonus, der über dem Einsparpotenzial von Level 3 liegt. Gleichzeitig können die Stromanbieter ihre Beschaffungskosten minimieren, da sie aktiv mit den verfügbaren Flexibilitäten handeln können. Daraus ergibt sich außerdem eine Entlastung des Stromnetzes. Endkund*innen können zusätzlich zu den bis hierhin erzielten Einsparungen durch den Flexibilitätsbonus von einem noch größeren finanziellen Nutzen profitieren.**
Level 5: Lokal-automatisierte Optimierung
Auf dem finalen Level 5 integrieren wir neben dem Gebäude und dem Energiemarkt zusätzlich die lokale Umgebung. Endkund*innen können nun beispielsweise auch den Stromüberschuss der benachbarten Photovoltaik-Anlage (PV-Anlage) nutzen. Das EMS wägt nun permanent die Dimensionen Gebäude, Energiemarkt und Umgebung gegeneinander ab. Endkund*innen beziehen ihren Strom dann immer so günstig und so lokal wie möglich.
Die lokal-automatisierte Optimierung basiert auf Gemeinschaft und Solidarität. Im Sinne der Sharing Economy profitieren nicht nur Eigenheime mit PV-Anlage, sondern auch Gebäude, die beispielsweise nur über einen Stromspeicher verfügen.
Auch für Energieversorger und Netzbetreiber ergeben sich ökonomische Vorteile. Energieversorger können nun grünen und lokal erzeugten Strom anbieten. Netzbetreiber müssen bei lokal verbrauchter Energie keine weiten Transportwege einkalkulieren und profitieren von der Netzentlastung. Endkund*innen können durch die lokal-automatisierte Optimierung in aller Regel noch günstigeren Strom beziehen als über Tarif- und Aggregatoren-automatisierte Optimierung.**
Eine vollständig vernetzte Energiewelt
Diese fünf Level sind keine Science Fiction. Mit Hochdruck arbeiten wir bei Kiwigrid jeden Tag daran, schnellstmöglich auf die Zielebene zu gelangen. Klar ist: Das Energiemanagementsystem ist das Herzstück einer vollständig vernetzten, autonomen Energiewelt von morgen. Schon heute entfaltet ein EMS unter anderem Mehrwerte für Endkund*innen, Stromanbieter und Netzbetreiber und ist gleichzeitig Treiber der Energiewende. Gemeinsam mit den verschiedenen Akteur*innen stellen wir so sicher, dass Nutzer*innen künftig immer den lokalsten, günstigsten und grünsten Strom beziehen.
** Die Einsparungen wurde auf der Grundlage von realen Preis- und Verbrauchsdaten sowie angenommener Flexibilitätspotenziale berechnet. Dabei wird die Stromnutzung in Zeiten günstiger Strompreise verschoben.
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