Der Wandel wird von der Öffentlichkeit kaum wahrgenommen, doch Bits und Bytes transformieren das klassische Stromnetz zum intelligenten Stromnetz und die Grundsteine des Smart Grid Systems wurden schon aufgebaut. Die Innovationskraft neuer Technologien und veränderte Kundenbedürfnisse trieben Ingenieure und Techniker weltweit an, neue Techniken zu entwickeln um das Leben auf unserem Planeten ökologischer, ökonomischer und smarter zu machen. Smarte Impulse aus dem Endkonsumentenmarkt lieferten digitale Modelle als Grundlage um den langen Weg zum Smart Grid und Smart Metering zu entwickeln. Unzählige, kaum durchdachte oder für mögliche gehaltene Geschäftsprozesse werden durch die digitale Transformation im Energiemarkt entstehen. Doch welche Potenziale die Unternehmen aus den neuen Märkten schöpfen hängt ganz von ihrer Strategie ab.
Gliederung
1 EINFÜHRUNG
1.1 MOTIVATION
1.2 ZIELSETZUNG DER ARBEIT
2 THEORETISCHES KONZEPT UND METHODENÜBERBLICK
3 DIE DIGITALE TRANSFORMATION DES STROMMARKTES
3.1 DIE EVOLUTION DES STROMMARKTES ZUM INDUSTRIE 4.0 SYSTEM
3.2 VERÄNDERUNGEN DER BRANCHENSTRUKTUR UND DER WERTSCHÖPFUNGSKETTE
3.3 NEUE GESCHÄFTSMODELLE IM INTERNET DER DINGE
4 UMFELDANALYSE DES DIGITALEN STOMMARKTES
4.1 POLITISCHE UND RECHTLICHE ASPEKTE
4.2 ÖKOLOGISCHE UND ÖKONOMISCHE MERKMALE
4.3 SOZIO-KULTURELLE VERÄNDERUNGEN
4.4 ZUKÜNFTIGE SCHLÜSSELTECHNOLOGIEN
4.4.1 Cyber-physische Systeme 4.0
4.4.2 Kommunikationsstandards
4.4.3 Cyper Security
5 SZENARIOANALYSEN IN DER MAKRO- UND MIKROPERSPEKTIVE
5.1 TECHNOLOGIEENTWICKLUNGSSEQUENZ DES SMART GRID IN DEUTSCHLAND
5.2 SIMULATION EINES MIKRO SMART GRID
5.3 FAHRZEUGE MIT ELEKTROANTRIEB IM SMART GRID
6 CHANCEN UND RISIKEN DES INTELLIGENTEN STROMNETZES
7 RESÜMEE UND AUSBLICK
Zielsetzung & Themen
Ziel dieser Arbeit ist es, die Potenziale und Herausforderungen der digitalen Transformation des Strommarktes zu analysieren. Dabei wird untersucht, wie Smart Grid und Smart Metering zur Bewältigung der Energiewende beitragen können, welche Chancen sich durch neue Geschäftsmodelle ergeben und welche technologischen sowie soziokulturellen Rahmenbedingungen für eine erfolgreiche Implementierung erforderlich sind.
- Analyse der digitalen Transformation des Strommarktes und der Veränderung der Wertschöpfungskette.
- Untersuchung von Erfolgsfaktoren für Smart Grid und Smart Metering im deutschen Kontext.
- Szenarioanalyse zur Technologieentwicklung und Simulation der Wirtschaftlichkeit von Mikro Smart Grids.
- Beurteilung der Rolle von Elektrofahrzeugen als Speichersysteme im intelligenten Stromnetz.
- Evaluation von Sicherheitsaspekten (Cyber Security) und psychologischen Faktoren der Nutzerakzeptanz.
Auszug aus dem Buch
3.2 Veränderungen der Branchenstruktur und der Wertschöpfungskette
Aufgrund der Vielzahl an Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) müssen Energieunternehmen auf dem Weg zur digitalen Transformation noch viele Herausforderungen bewältigen. Der Fokus liegt derzeit in der Anbindung und Modernisierung der IT-Systeme. Hierdurch werden die physischen Stromsysteme immer mehr mit den Cyber IT-Systemen verflochten und es resultiert durch die Veränderung in der Wertschöpfungskette eine neue Branchenstuktur.
Die traditionelle Wertschöpfung, hier grau dargestellt, ist linear von Energieproduktion über verschiedene Wertschöpfungsbereiche bis hin zum Verbraucher aufgebaut. Ausgelöst von der digitalen Evolution und der Erhöhung regenerativer dezentraler Produktionsanlagen werden neue, parallele und vernetzte Wertschöpfungsketten mit weiteren Marktakteuren entstehen, die hier türkisblau abgebildet sind. Der Verbraucher wird durch die Schnittstelle des Smart Meterings den Energiebedarf über zahlreiche neue Services managen können und sich zum ProSumer wandeln. Je nach Service Angebot hat er die Möglichkeit Einfluss auf die Wertschöpfung zu nehmen und seinen Verbrauch im eigenen Mikro Smart Grid zu optimieren.
Das Angebot und der Preise für Strom variieren an der Strombörse tagesabhängig und saisonal bedingt stark. Für eine Echtzeitabrechnung mit dem Endkunden durch variable, dynamische und veränderliche Tarife müssen noch viele Paradigmen überwunden werden. Doch variable Stromtarife und weitere Geschäftsmodelle nehmen Einzug in die Energiebranche.
Zusammenfassung der Kapitel
1 EINFÜHRUNG: Die Einleitung beleuchtet den Wandel des Stromnetzes durch Digitalisierung und definiert die Zielsetzung der Arbeit bezüglich einer Szenarioanalyse der Chancen und Risiken.
2 THEORETISCHES KONZEPT UND METHODENÜBERBLICK: Dieses Kapitel legt das wissenschaftliche Grundgerüst für die Analyse fest und stellt die methodischen Ansätze wie die Szenarioanalyse vor.
3 DIE DIGITALE TRANSFORMATION DES STROMMARKTES: Hier wird der Zusammenhang zwischen Smart Grid und Smart Metering erläutert sowie die Evolution hin zu Industrie 4.0 und neue Geschäftsmodelle im Internet der Dinge betrachtet.
4 UMFELDANALYSE DES DIGITALEN STOMMARKTES: Das Kapitel bietet eine umfassende Analyse der politischen, rechtlichen, ökologischen und soziokulturellen Rahmenbedingungen sowie der benötigten Schlüsseltechnologien für das intelligente Stromnetz.
5 SZENARIOANALYSEN IN DER MAKRO- UND MIKROPERSPEKTIVE: Hier werden mittels einer Technologieentwicklungssequenz und Simulationen von Mikro Smart Grids sowie der Integration von Elektrofahrzeugen konkrete Anwendungsszenarien analysiert.
6 CHANCEN UND RISIKEN DES INTELLIGENTEN STROMNETZES: Zusammenführung der Ergebnisse zu einer SWOT-basierten Beurteilung der Marktchancen und der bestehenden Risiken im Betrieb intelligenter Netze.
7 RESÜMEE UND AUSBLICK: Das Resümee ordnet Smart Grid und Smart Metering als evolutionäre Innovation ein, weist jedoch auf das Potenzial für disruptive Veränderungen durch neue Marktteilnehmer hin.
Schlüsselwörter
Smart Grid, Smart Metering, Digitale Transformation, Energiewende, Mikro Smart Grid, Industrie 4.0, Wertschöpfungskette, ProSumer, Cyber Security, Szenarioanalyse, Internet der Dinge, Speichertechnologien, Lastmanagement, Strommarktgesetz, Technologiemanagement.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser wissenschaftlichen Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit analysiert die Transformation vom klassischen Stromnetz zum intelligenten Stromnetz (Smart Grid) und beleuchtet die damit verbundenen Chancen und Risiken.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Die zentralen Themen sind die digitale Transformation der Energiewirtschaft, neue Geschäftsmodelle durch das Internet der Dinge, die technologische Infrastruktur sowie die Analyse des Endkundenverhaltens.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage der Arbeit?
Das Ziel ist es, den Beitrag von Smart Grid und Smart Metering für Megatrends zu bewerten und durch Szenarioanalysen zu klären, ob es sich um eine evolutionäre oder revolutionäre Technologie handelt.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Die Autorin verwendet eine Kombination aus Literaturanalyse, Einflussanalysen, Deskriptorenbestimmung, Trendextrapolationen und Simulationen (z.B. für Mikro Smart Grids), angelehnt an das Technologie-Roadmapping.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Untersuchung der Branchenstruktur, eine PEST-Analyse des Umfelds, die Darstellung von Schlüsseltechnologien sowie die detaillierte Szenarioanalyse der Entwicklung in Deutschland.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird durch Begriffe wie Smart Grid, ProSumer, Energiewende, Digitale Transformation und Cyber Security maßgeblich definiert.
Warum ist die Integration von Elektrofahrzeugen ein wichtiges Thema für das Smart Grid?
Elektrofahrzeuge fungieren im Smart Grid nicht nur als Verbraucher, sondern durch steuerbare Ladevorgänge und ihre Batteriekapazität als dezentrale Speichereinheiten zur Glättung der Netzlast.
Welche Rolle spielen psychologische Aspekte bei der Einführung von Smart Metern?
Die Akzeptanz der Endkunden hängt stark von soziokulturellen Faktoren ab, darunter das Umweltbewusstsein, die Angst vor Datenmissbrauch und die jeweilige Wohnsituation.
- Quote paper
- Stephan Röß (Author), 2017, Smart Grid und Smart Metering. Chancen und Risiken des intelligenten Stromnetzes, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/356818
