Energie: Wie unterstützt ein smartes Energiesystem die Wende?

Strom ist die Energieform der Zukunft, sind sich die Experten einig. Bevor die Energie aber optimal genutzt oder gespeichert werden kann, muss sich die Energiebranche auf den Pfad der Digitalisierung begeben. Warum die digitale Transformation für die smarte Energiewende unabdingbar ist, diskutieren Stefan Willi von der WWZ und Christoph Koch von Cisco Schweiz.

In der aktuellen Kochkunde lädt Christoph Koch, CTO von Cisco Schweiz, einen
Experten der Energiebranche zum Gespräch: Stefan Willi verantwortet als Leiter
Informatikdienste (CTO IT) die Digitalisierung des Zuger Versorgungsunternehmens WWZ mit knapp 500 Mitarbeitenden.

Frage 1

Welcher dieser fünf Menschen ist, oder war, wichtig für die Energiebranche?

  • Elon Musk
  • Simonetta Sommaruga
  • Alexandre Edmond Becquerel
  • Greta
  • Jokerantwort

Stefan Willi: Elon Musk, ganz klar. Er ist sowohl Visionär als auch Pionier in der Elektromobilität und eindeutig ein Gewinn für unsere Elektrobranche. Elon Musk denkt nicht nur anders und weiter als alle anderen, er macht auch.

Christoph Koch: Hier eine klare Entscheidung zu treffen, fällt mir schwer. Ob in der Technologie, Politik oder Wissenschaft, all diese Personen haben ihren Beitrag geleistet und die Energiebranche mitgeprägt.

Frage 2

Welche dieser fünf Problempunkte sind die schmerzhaftesten derzeit?

  • Abhängigkeit fossile Energien
  • Preissteigerungen
  • Mangelhafter Digitalisierungsgrad
  • Smart Meters
  • Jokerantwort

Stefan Willi: Die mangelnde Digitalisierung. Wie wir aktuell wissen, können wir Energie nur schlecht speichern. Wir haben tagsüber oder auch im Sommer zu viel Energie, während wir nachts oder im Winter zu wenig haben. Wir müssen also zuallererst lernen, wie wir unsere Netze optimal messen und steuern, mithilfe von Smart Meters sowie Smart Grids, sodass wir Energie besser speichern können. Und das schaffen wir nur mit einer Digitalisierung unserer Netze.

Christoph Koch: Mich beschäftigt täglich die Abhängigkeit von fossiler Energie, beziehungsweise, wie man diese Abhängigkeit reduzieren kann. Hierbei spielt auch die IT eine zentrale Rolle. Wir wollen im Bereich der Nachhaltigkeit und bei erneuerbaren Energien vorwärtskommen, Prozesse optimieren und so diese Abhängigkeit minimieren: Cisco unterstützt ihre Kunden im nötigen Digitalisierungsprozess.

Christoph Koch (Cisco) diskutiert mit Stefan Willi (WWZ), was es für die Energiewende braucht und wo die Digitalisierung der Stromversorgung in der Schweiz steht.

Frage 3

Herr Willi, wo sehen Sie derzeit die drängendsten Herausforderungen Ihrer Branche?

Stefan Willi: Das Projekt «Smart Meter» steht sicher als Erstes an. Sobald wir unsere Netze optimal messen können, kann mit deren Steuerung gestartet werden. Richtig «smart» werden diese Technologien aber erst, wenn sie mit «Artificial Intelligence» oder «Machine Learning» angereichert werden und dadurch die Fähigkeit erlangen, Prognosen zu erstellen. So kann in Zukunft berechnet werden, wie das Ökosystem unserer Energie für unsere Endkunden funktioniert.

Wozu braucht die Energiewende die Digitalisierung?
Die Energiebranche beschäftigt sich intensiv mit grossen Datenströmen. Schnelle und automatisierte Prozesse sind für ihren Umgang mit Daten daher ein Must-Have. Smart Metering ermöglicht diese Effizienz, es ist das computergestützte Messen, Ermitteln und Steuern von Energieverbrauch und -zufuhr. Um in Zukunft die Energiesteuerung im Griff zu haben, dienen intelligente Stromnetze (Smart Grids). Sie steuern Erzeugung, Speicherung und Verbrauch dynamisch und gleichen somit Leistungsschwankungen im Netz aus: Das ist mit den alten Zählern wie im Bild oben so nicht möglich, weshalb diese Ersetzt werden müssen. Die WWZ will bis ins Jahr 2024 über 70’000 Zähler ersetzt haben.

Frage 4

Wie weit ist die Transformation der Energiebranche an Ihrem Beispiel gekommen?

Stefan Willi: Technologisch kommen wir sehr gut voran. Aus meiner Sicht gibt es aber noch eine klare Herausforderung im Bereich der Kultur. In einer Welt, die sich immer schneller entwickelt und konstant verändert – Thema Lieferketten in China – müssen wir auch anfangen schneller zu entscheiden. Nicht nur in Firmen, sondern auch in der Politik.

Frage 5

Wie trägt die Sektorkopplung zur smarten Energiewende bei?

Stefan Willi: Unter Sektorkopplung sind die verschiedenen Aggregationszustände – Power-to-Heat, Power-to-Gas, Power-to-Liquid – zu verstehen, drei Methoden, um energieeffizient zu speichern.

Momentan sind wir leider noch nicht effizient genug, aber Forschungen sind im Gange. Wenn wir diese Energieeffizienz erreichen, bewegen wir uns in einer ganz anderen Dimension der Energiebranche: Solarenergie könnte Tageslicht speichern, sodass dieses vom Endkonsumenten in der Nacht benutzt werden kann.

SEKTORKUPPLUNG: Wie kann Energie gespeichert werden?

Die Energiewende basiert auf dem Einsatz erneuerbarer Energiequellen. Da erneuerbare Energien aber volatil sind, wird insbesondere im Bereich der Stromerzeugung und -nutzung stets nach neuen Ansätzen gesucht.

Ein Ansatz schlägt vor, möglichst alle «Sektoren» zu kombinieren. Diese sogenannte Sektorkopplung steht für die Verbindung der wichtigsten Sektoren in der Energiewirtschaft und Industrie. In den Hauptbereichen Strom, Wärme und Verkehr wird nach einer Lösung für den Austausch von Energie gesucht.

Dazu können Power-to-X-Technologien eingesetzt werden. Es sind dies:

Power-to-Heat wandelt Strom in Wärme um, wie z.B. in Wärmepumpen.
Power-to-Gas wandelt Strom in Gas um, z.B. in Wasserstoff oder Methan.
Power-to-Liquid wandelt Strom in flüssige Treibstoffe, z.B. für Kerosin für Flugzeuge.

Frage 6

Welche dieser fünf Technologien, Prinzipien bzw. Plattformen sind für die Energiewende entscheidend?

  • Skalierbare Computing Plattform
  • Smart Grid
  • Glasfaser-Netzwerke
  • 5G
  • Gleichstrom

Christoph Koch: Bei Cisco beschäftigen wir uns sehr stark mit dem Thema Gleichstrom, besser gesagt dem Energieverlust, den man zwischen dem Wechsel von Strom zu Gleichstrom erleidet.

Die meisten technologischen Geräte von heute funktionieren mit Gleichstrom und erledigen diesen Wechsel via Power Supply schon selbst, das ist aber Verlustleistung. Damit wir in Zukunft keine Verluste mehr generieren, müssen wir aus Sicht der IT beginnen, die PoE-Vernetzung (Anmerk. der Red.: Power über Ethernet) anzupassen, heisst: gleiche Kabel, gleiche Infrastrukturen zu brauchen.

Stefan Willi: Das sehe ich ähnlich. Du befindest dich mit deinem Schwerpunkt innerhalb des Gebäudes, ich erweitere den Fokus gerne mit meinen Schwerpunkten nach draussen. Die Technologien Smart Meter und Smart Grid auszubauen und «smart» zu machen, ist momentan entscheidend. Denn sie ermöglichen uns zukünftige Prognosen, um die Energieflüsse unserer Kunden zu optimieren.

Frage 7

Ein Ausblick in Ihre Zukunft: Was ist Ihr nächstes, grosses IT-Projekt? Und wie
wirkt es auf der Business-Seite?

Stefan Willi: Wir haben soeben den Abschluss eines Projektes erreicht; die Verfügbarkeiten unserer Scada-Netzwerke (Anmerk. der Red.: Netzwerke, mit denen man standortübergreifend Anlagen steuern und Daten sammeln kann).

Das ist ein Thema, was wir so weit noch nicht beleuchtet haben, trotzdem sind diese Netzwerke für uns ein zentrales Objekt der Sicherheit. Denn Energie, die wir liefern, ist das eine. Aber auch die Systeme, welche die Energieflüsse steuern, müssen behandelt werden.

In einem nächsten Schritt werden wir diese Scada-Netzwerke neu designen und mehr Security, z.B. durch Anomalieerkennung, einbauen.

Kochkunde: Was die Schweiz für die Digitalisierung braucht

Die Unternehmen in der Schweiz stehen wie die Kommunen auch vor der Herausforderung, Antworten auf die digitale Transformation zu finden und ihre Organisationen auf die neue Welt anzupassen. Christoph Koch, CTO von Cisco Schweiz, lädt dazu Experten aus Business und Technologie ein.

Experten in dieser Folge
Stefan Willi, CTO WWZ
Christioph Koch, CTO Cisco Schweiz AG

Bisherige Folgen
- Kochkunde «Zukunftssicherheit»: Lukas Egger, Netcloud, über das Buzzword, das ohne Zusammenspiel von Business und IT eine leere Hülse bleibt.
- Kochkunde «Industrie 4.0»: Sven Friedli, Bell Food Group, über die Herausforderungen am Produktionsstandort Schweiz.
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