Intelligenter Strom

Früher war alles so einfach. Das Kraftwerk hat seinen Strom über die Leitungen zu den Haushalten geschickt und einmal im Jahr kam der Kontrolleur zum Ablesen vorbei.

Die Zukunft sieht ganz anders aus: Aus simplen Stromkabeln werden moderne Zweiwege-Leitungen. Der Strom fließt jetzt nicht nur von den Großkraftwerken zu den Kunden, sondern von Dächern und aus Kellern der Kunden zurück zu den Kraftwerken. Und neben Energie werden nun auch Daten transportiert.

In einigen Ländern gib es diese intelligenten Stromnetze schon. Die neuen Netze sind eine Reaktion auf die erneuerbaren Energien, die dezentral gewonnen werden können. Gleichzeitig soll der Energieverbrauch effizienter werden: Bislang folgt die Stromerzeugung dem aktuellen Verbrauch, aber künftig soll sich der Verbrauch stärker nach der Energieverfügbarkeit richten. Auf diese Weise sollen die Bedarfsspitzen geglättet und die CO2-Emissionen reduziert werden. Heute ist der Strompreis von der Tageszeit unabhängig, obwohl die Kraftwerke Überkapazitäten für Bedarfsspitzen vorhalten müssen und dafür nachts zu viel Strom haben. Die Smart Grids ermöglichen eine Anpassung der Strompreise an die realen Marktkosten.

Dafür brauchen die Betreiber detaillierte Verbrauchsdaten. Und um diese Daten ist ein heftiger Streit entbrannt. Wem gehören sie? Wer speichert sie? Wer erlaubt ihre Nutzung? Wer schützt sie?

Keine dieser Fragen wurde bislang wirklich beantwortet, aber die Debatte ist in vollem Gang. Andy Bochman, Gründer des Blogs „Smart Grid Security“, meint: „Wenn die Verbrauchsdaten wieder zurückgeschickt werden können, haben Angreifer die Möglichkeit, falsche Informationen oder Befehle in den Datenstrom einzuschleusen.“ Allerdings gäbe es für dieses „Internet-Stromnetz“ keinen Grund zur Panik.

„Das Internet ist nicht frei von Sicherheitsrisiken“, findet er, „aber es ist ausreichend zuverlässig. Es klingt paradox: Das Smart Grid wird weniger sicher sein als das Internet, dafür wahrscheinlich aber zuverlässiger. Bessere Sensoren und Diagnosesysteme werden drohende Gefahren erkennen und als selbstheilendes System kann das Netz automatisch und unverzüglich reagieren.“

Das Problem sei, so Bochman, dass die Versorgungsunternehmen keine Erfahrungen für den Umgang mit den riesigen Datenmengen haben, aber das es genau darum ginge, denn das Smart Grid generiere laufend neue Daten – von jedem einzelnen Kunden, im Abstand von jeweils wenigen Minuten. „Die Aufgabe besteht darin, diese Daten zu schützen“, erklärt er, „und aus den riesigen Mengen verwertbare Informationen zu extrahieren.“ Zum Glück interessieren sich große IT-Unternehmen wie Microsoft und Cisco für die neuen Märkte. Sie wollen den Versorgern bei der Datenverarbeitung helfen.

Dabei käme dem Datenschutz große Bedeutung zu, meint Bochman. Die Kunden hätten Grund zur Besorgnis: Wenn ihre Stromdaten in die Hände von Fremdfirmen gelangen, wüssten deren Mitarbeiter, wann sie im Urlaub sind oder dass sie jeden Tag um acht Uhr duschen. Die Stromverbrauchsmuster sind verräterisch. Sie zeigen, wann der Herd eingeschaltet wird, wann die Familie zu Abend isst und wie oft die Waschmaschine läuft.

In den USA wollen Versorgungsunternehmen die Klimaanlagen ihrer Kunden drosseln, wenn es in den Stromnetzen zu Verbrauchsspitzen kommt. Solche Ideen haben in Kalifornien zu Unruhen geführt, als eine neue Gebäudevorschrift verabschiedet werden sollte, die ferngesteuerte Thermostate erlaubt. Zwar sollte der Kunde die Möglichkeit haben, diese Fernsteuerung abzuschalten, aber das Vorhaben war so unpopulär, dass der Vorschlag zurückgezogen wurde.

Die Versorgungsunternehmen in Kalifornien haben aber eine Alternative, weiß Branchenkenner Jack Ellis: „Statt den Verbrauch aus der Ferne zu steuern, könnte der Versorger variable Strompreise anbieten und der Kunde entscheidet dann selbst, wie er den Strom nutzen will. So könnte es sich lohnen, nachts Eis herzustellen, das dann tagsüber für die Kühlung verwendet wird.“

EnerNOC geht einen anderen Weg. Das Bostoner Unternehmen zahlt seinen Kunden Geld, wenn sie den Stromverbrauch drosseln. Das Unternehmen, das zwischen Stromversorgern und Verbrauchern vermittelt, installiert Anlagen, mit denen die Kunden schnell auf Angebote ihres Versorgungsunternehmens reagieren und den Stromverbrauch senken können. Im Gegenzug wird ihnen Geld gutgeschrieben.

„Auch wenn die Regelung auf Nachfrageseite erfolgt, sieht es aus Sicht des Unternehmens nach einer angebotsseitigen Steuerung aus“, erklärt Gregg Dixon, der die Marketingabteilung bei EnerNOC leitet. Nachfrageseitige Reaktionen sind wichtig für das Smart Grid, da die Kunden nur mitspielen, wenn sie davon profitieren. „Unsere Kunden haben 200 Millionen Dollar verdient und das hat sie keinen Cent gekostet“, meint Dixon stolz.

Auch in einem Pilotprojekt in Mannheim spielt der finanzielle Nutzen eine große Rolle. Im Rahmen des Regierungsprogramms zur Förderung erneuerbarer Energien hat das Fraunhofer Institut (IWES) den „Energy Butler“ entwickelt. Er gleicht den Stromverbrauch mit einer täglich aktualisierten Strompreisliste ab und stellt die elektrischen Haushaltsgeräte automatisch optimal ein. Der Kunde kann die Einstellungen natürlich außer Kraft setzen. Studien haben gezeigt, dass durch die Einbeziehung der Endverbraucher in den Strompreismarkt der Energieverbrauch um rund zehn Prozent gesenkt werden kann. Der Verbrauch in Spitzenzeiten kann zu mindestens 15 Prozent in weniger kritische Perioden verlagert werden.

Dabei bleibt der Datenschutz gewahrt. Das Versorgungsunternehmen weiß nicht, was der Energie-Butler tut, und der Strommesser, der den Verbrauch alle 15 Minuten ermittelt, macht seine Messdaten nur dem Kunden zugänglich. David Nestle, Leiter der Abteilung für dezentrales Energiemanagement beim IWES, sagt: „Datenzugriffe dürfen nur zulässig sein, wenn tatsächlicher Informationsbedarf besteht. Und in diesem Fall hat der Stromversorger keinen tatsächlichen Bedarf. Er braucht lediglich die kumulierten Verbrauchsdaten für die einzelnen Preissegmente.“

Die Diskussion über die schlauen Stromnetze werden bislang meist nur von Experten geführt und es gibt Anzeichen dafür, dass die meisten Verbraucher ihr Verhalten nicht ändern werden, selbst wenn sie sich über die hohen Strompreise aufregen. „Dem Kunden brennt das Thema nicht gerade auf den Nägeln“, gibt der Blogger Bochman zu. Und doch gibt es Ausnahmen. In Bakersfield (Kalifornien) waren die Kunden empört, als ihr Versorgungsunternehmen Pacific Gas and Electric Company die Preise trotz der neuen intelligenten Messgeräte nicht senkte. „Stromversorger haben nicht besonders viel Erfahrungen mit der Kundenkommunikation. Das muss sich ändern“, weiß Bochman.

Solche PR-Desaster sind ein Rückschlag für die Entwicklung der Smart Grids. Nestle vom IWES glaubt, dass der Datenschutz ein Schwachpunkt des Konzepts ist. „Die Versorger müssen ihre Systemkommunikation verschlüsseln“, schlägt er vor. „Bislang haben sie das nicht getan, denn ihre Kommunikation war auf interne Kanäle beschränkt. Und die Versuchung ist natürlich groß, sich mit diesem Thema nicht aufzuhalten, um als erster auf den Markt zu kommen. Noch ist das Risiko klein, denn die Anzahl der beteiligten Personen ist überschaubar. Aber wenn sich die Idee durchsetzt, werden die Kundendaten auch für Kriminelle ein interessantes Ziel.“

Es wäre eine echte Katastrophe, wenn potenzielle Kunden erst durch einen Hackerangriff von den neuen intelligenten Netzen erfahren würden.

Von Michael Lawton

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