Energie

Dezentrale Energie­versorgung und Energie­wende

Die Digitalisierung ist ein wichtiger Wegbereiter für eine zukunftsfähige und sichere Energieversorgung. In der Energiewirtschaft wird daher bereits eine Vielzahl von Prozessen und Produkten auf einer innovativen, digitalen Basis weiterentwickelt, die beispielsweise die Rolle und den Einfluss des Endverbrauchers verändern werden.


Unsere Schwerpunkte:

  • Die Landesregierung macht die Digitale Forstinventur ab 2018 zum Standard und setzt effizientes Geodatenmanagement um.

  • Die Landesregierung stärkt die Vernetzung durch die Zukunftsinitiative Smart Grids Rheinland-Pfalz.

  • GreenPowerGrid unterstützt den Raum Speyer, eigene Energieressourcen zu erschließen und CO2-Emissionen zu reduzieren.

  • Der Einsatz von Virtuellen Energiespeichern wird getestet, um den Stromverbrauch in Industriebetrieben flexibel und nachhaltig zu steuern.

  • Die Landesregierung fördert intelligente kommunale Netze.

  • Stabile Versorgung mit lokal und regional erzeugter erneuerbarer Energie wird im Verbundprojekt bis 2020 getestet.

  • Das Land informiert mit onlinebasiertem Energieatlas Rheinland-Pfalz über Energiewende und Praxisbeispiele.

  • Landesweiter Wettbewerb „digitale Leuchttürme der Energiewende“ startet ab 2019.

  • Mit einer Kommunikationskampagne informiert das Land ab 2019 über intelligente Messsysteme.

  • Über Luftschadstoffmessungen an neuen Industrieanlagen digital berichten.

  • Die Landesregierung unterstützt Betriebe bei der Optimierung des Ressourceneinsatzes insbesondere durch die Digitalisierung von Produktionsprozessen.


„Die Digitalisierung ist notwendige Voraussetzung, um Energiewende und Sektorkopplung effizient und kostengünstig voranzubringen. Ressourcenschonende Produktion und wirksamer Umweltschutz können durch neue Technologien gestärkt werden. Diese Chancen werden wir nutzen. Gleichzeitig werden wir die Sicherheitsfragen im Blick haben.“

Digitalisierung als Chance für Energiewende, Ressourcen und Umweltschutz

Der Ausbau von Erneuerbaren Energien, die Steigerung von Energieeffizienz und die Energieeinsparung sind die wesentlichen Säulen für die Energiewende. Die Digitalisierung wird uns dabei helfen, die Strukturen der Energiewende im Land effizient und kostengünstig weiterzuentwickeln sowie klima- und ressourcenschonend zu handeln. Viele Menschen in Rheinland-Pfalz nutzen eigene Solar- oder Photovoltaikanlagen zur Produktion von grünem Strom. Dadurch werden die Verbraucherin und der Verbraucher selbst auch zur Produzentin oder zum Produzenten von Strom. Sie können auf Preissignale reagieren und somit ihr Verbrauchs- und Einspeiseverhalten entsprechend anpassen. Sie nehmen damit eine aktive Rolle im zunehmend dezentralen Energienetz ein. Darauf müssen die Verteilernetze im Land angepasst werden. Hier kommt intelligenten Messsystemen, sogenannten „Smart Metern“, eine wichtige Rolle zu.

Durch die Digitalisierung entstehen auch in der Energiewirtschaft neue Geschäftsmodelle. Raum für innovative Startups und neue Kooperationen entsteht. Der intelligenten Steuerung von dezentraler Energieerzeugung liegen sehr viele Daten zugrunde. Daher sind Datenschutz, Datensicherheit und Datensouveränität wichtig. Für die Informations- und Funktionssicherheit in den Energieversorgungsunternehmen muss der Schutz sogenannter kritischer Infrastrukturen gewährleistet sein. Die Landesregierung unterstützt den Prozess der Digitalisierung gezielt und projektorientiert durch die fachliche Vernetzung, Demonstrationsvorhaben sowie durch Monitoring und Dokumentation.

Die Landesregierung stärkt die Vernetzung durch die Zukunftsinitiative Smart Grids Rheinland-Pfalz.

Die Landesregierung bietet Netzbetreibern, Forschungseinrichtungen, Unternehmen und Verbänden der Branche eine Plattform zur Vernetzung und zum Austausch über aktuelle Entwicklungen und Anwendungsbeispiele im Bereich Smart Grids / digitale Energiewende. Die Landesregierung unterstützt durch fachspezifische Veranstaltungen und Fachexkursionen den Praxisaustausch. Zukunftsweisende Modell- und Demonstrationsvorhaben werden initiiert, ihre Marktdurchdringung gefördert und die rheinland-pfälzische Energiewirtschaft bei der Umsetzung zukunftsweisender Geschäftsmodelle und Dienstleistungen unterstützt.

GreenPowerGrid unterstützt den Raum Speyer, eigene Energieressourcen zu erschließen und CO-Emissionen zu reduzieren.

Auf regionaler Ebene ist eine deutliche Reduktion von CO -Emissionen durch die Ausweitung von Photovoltaikanlagen möglich. Im Projektzeitraum von 2017 bis 2019 demonstrieren dies das Fraunhofer Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik und die Stadtwerke Speyer in einem gemeinsamen Forschungs- und Entwicklungsvorhaben. Im Versorgungsgebiet der Stadtwerke Speyer wird dazu ein dezentrales System von Photovoltaikanlagen und Batteriespeichern eingerichtet.

Der Einsatz von virtuellen Energiespeichern wird getestet, um den Stromverbrauch in Industriebetrieben flexibel und nachhaltig zu steuern.

Aufbauend auf bereits durchgeführten Forschungs- und Entwicklungsarbeiten werden im Zeitraum 2017 bis 2018 von der Transferstelle Bingen in Workshops und Seminaren branchenspezifische Möglichkeiten untersucht, um den Stromverbrauch in Industriebetrieben zeitlich flexibel zu steuern und an der fluktuierenden Stromerzeugung aus Windenergie und Photovoltaik auszurichten. Die verschiedenen, bereits vorhandenen industriellen Lastmanagementpotenziale (wie zum Beispiel Drucklufterzeuger, Wärmespeicher, Materialspeicher, Produktspeicher) werden zu einem virtuellen Energiespeicher verknüpft. Für einen Zeitraum von drei bis sechs Monaten wird der Betrieb des virtuellen Energiespeichers am Beispiel einer realen Industrieanlage, unter anderem hinsichtlich der Optimierung der Eigenversorgung, mit Hilfe eines Marktparallelservers getestet. Auch werden Vermarktungsstrategien für die Regelleistungsmärkte sowie die zukünftigen Strommärkte entwickelt.

Die Landesregierung fördert intelligente kommunale Netze.

Ein Beispiel dafür ist das „Regionale Verbundsystem Westeifel“. Alle relevanten Infrastrukturen wie Trinkwasser, Strom, Erdgas, Biogas und Telekommunikation werden intelligent und spartenübergreifend ausgebaut. Projektpartner sind die Kommunen der Region sowie private Partner. Zukünftig werden alle Daten über Energieverbräuche und erwartete Erzeugungsmengen im intelligenten kommunalen Netz Westeifel abgerufen und die Energieflüsse unter Einbeziehung vorhandener Speicherkapazitäten möglichst effizient gesteuert.

Stabile Versorgung mit lokal und regional erzeugter Erneuerbarer Energie wird im Verbundprojekt bis 2020 getestet.

Das aus Bundesmitteln finanzierte Projekt soll zeigen, wie die Energieversorgungsaufgabe in der Zukunft wirtschaftlich sinnvoll und nachhaltig erfüllt werden kann. Das Verbundprojekt „Designetz – Baukasten Energiewende“ wurde als eine von fünf Modellregionen in einem Wettbewerb des Bundeswirtschaftsministeriums ausgewählt. Für Rheinland-Pfalz, Nordrhein-Westfalen und das Saarland ist der Projektzeitraum von 2017 bis 2020. Angestrebt wird neben einem stabilen Netzbetrieb ein weitgehend lokaler oder regionaler Verbrauch der erneuerbar erzeugten Energie. Dies soll in Zukunft dabei helfen, den Bedarf an weiteren Stromtrassen zu verringern. Die Landesregierung unterstützt und begleitet das Projekt.

Das Land informiert mit onlinebasiertem Energieatlas Rheinland-Pfalz über Energiewende und Praxisbeispiele.

Mit dem onlinebasierten Energieatlas Rheinland-Pfalz informiert das Land bereits seit 2017 über den Stand der Energiewende und zeigt vielfältige Praxisbeispiele aus Rheinland-Pfalz. Damit fördert das Land den Wissenstransfer und schafft Transparenz. Umsetzungsbeispiele und Erfahrungsberichte zur Digitalisierung in der Energiewende sollen hier zukünftig erfasst werden. Das Land dokumentiert und stellt Daten bereit.

Die Landesregierung führt 2018 eine Studie zur Nutzung von Stromüberschüssen aus Erneuerbaren Energien durch.

Das Land wird 2018 eine Studie zur Nutzung von Stromüberschüssen aus Erneuerbaren Energien veranlassen. Dabei sollen vorhandene Potenziale der Erzeugung sowie des Einsatzes Erneuerbarer Energien für die Sektorkopplung betrachtet werden. Im Mittelpunkt stehen die Nutzungsmöglichkeiten von Windstrom mit dem Ziel, die optimale Ausnutzung des Windangebotes durch den Ausbau von Umwandlungsoptionen zum Beispiel in Wärmeenergie zu unterstützen. Die Möglichkeiten einer intelligenten Steuerung von Erzeugungs- und Verbrauchsoptionen werden hierbei Berücksichtigung finden.

Landesweiter Wettbewerb „Digitale Leuchttürme der Energiewende“ startet ab 2019.

Um zukunftsweisende Digitalisierungsprojekte in der Energiewende zu unterstützen, startet die Landesregierung ab 2019 einen landesweiten Wettbewerb. Die Landesregierung will auch im Energiebereich zu innovativen Projekten anregen und Startups fördern. Eine unabhängige Expertenjury wird die inhaltliche Vorbereitung und Durchführung unterstützen.

Über Luftschadstoffmessungen an neuen Industrieanlagen digital berichten.

In der digitalen Modellregion Rhein-Neckar wurden neue Innovationen entwickelt. Gemeinsam mit dem Bund konnte das Modellvorhaben „Kooperatives E-Government in föderalen Strukturen“ vorangebracht werden. Hierbei geht es um den effizienteren Datenaustausch zwischen Wirtschaft und Verwaltung. Gerade für die chemische Industrie im Land ist eine elektronische Emissionsberichterstattung ein enormer Effizienzgewinn. Deshalb wurde im Jahr 2013 ein Prototyp des IT-Projekts ELIS-A durch Hessen und Rheinland-Pfalz entwickelt. Ziel ist es, bis 2020 eine elektronische Berichterstattung zu installieren, die alle Bearbeitungsschritte ermöglicht und das Verfahren für die Beteiligten vereinfacht. Betreiber von Altanlagen sollen freiwillig teilnehmen können.

Die Landesregierung unterstützt Betriebe bei der Optimierung des Ressourceneinsatzes insbesondere durch die Digitalisierung von Produktionsprozessen.

Dazu wurde 2017 das Pilotprojekt des Effizienznetzes Rheinland-Pfalz (EffNet®) „EffCheck – Industrie 4.0“ gestartet. Dabei werden die Unternehmen beim Start in eine effiziente, moderne, industrielle Produktion vor allem im Hinblick auf die Ressourceneffizienz begleitet. Freie Beraterinnen und Berater führen unter Federführung des Landesamtes für Umwelt Rheinland-Pfalz die „EffChecks – Industrie 4.0“ durch. Die ersten Ergebnisse sind so positiv, dass das Pilotprojekt fortgeführt wird.

Open Data! Die Landesregierung macht die Digitale Forstinventur ab 2018 zum Standard und setzt effizientes Geodatenmanagement um.

Die Landesregierung will die gemeinsame Nutzung von Geodaten erreichen. Dazu wird Rheinland-Pfalz ein modernes, innovatives Geodatenmanagement nach internationalen Standards entwickeln. Die Forstinventur auf Basis digitalisierter Fernerkundung wird ab dem Jahr 2018 in Rheinland-Pfalz zum Standard werden. Erster Schritt ist das Projekt „Sentinel-4-GRIPS“ des Landes mit der Universität Trier und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Es bietet die Möglichkeit, auf Sattelitendaten zurückzugreifen. Entstanden ist ein vollautomatisierter Prozess von der Luftbildaufnahme bis zur Gewinnung flächendeckender Information über Baumarten- und die Alterszusammensetzung der rheinland-pfälzischen Wälder.

Hochwasservorhersage Digital

Hochwasservorhersagen sind die Grundlage für die Einleitung von Gefahrenabwehr- und Katastrophenschutzmaßnahmen im Hochwasserfall und deshalb unerlässlich. Die Hochwassermeldezentren in Rheinland-Pfalz berechnen Hochwasservorhersagen für alle Flüsse in Rheinland-Pfalz. Für die größeren Flüsse werden die Meldungen über den landesweiten Hochwassermeldedienst an die nachgeordneten Hochwassermeldestellen bei den Kommunen verbreitet. Für die Pegel an Rhein, Mosel, Lahn, Nahe, Glan, Sieg sowie an weiteren Gewässern werden zentimetergenaue Hochwasservorhersagen und Abschätzungen im Internet unter www.hochwasser-rlp.de veröffentlicht. Für kleinere Einzugsgebiete gibt es auf der gleichen Internetseite eine Hochwasserfrühwarnung, die Warnungen aufgrund qualitativer Vorhersagen herausgibt. Auf diese Vorhersagen wird in Hochwasserzeiten stark zugegriffen.

Weitere Informationen zur Hochwasservorhersage

Viele Pegelwerte sind auch über die App „Meine Pegel“ verfügbar. Dort können individuelle Warnwerte für einzelne Pegel mit Benachrichtigungsfunktion eingerichtet werden. Zudem werden Hochwasserwarnungen über die Apps „NINA / MoWaS“ und „KATWARN“ ausgelöst.


Hier finden Sie die Strategie für das Digitale Leben: PDF-Download (5MB)


Beiträge des bisherigen Digital-Dialogs


Reduzierung von Ressourcenverbräuchen

"Wie kann durch die Digitalisierung die Reduzierung von Ressourcenverbräuchen gelingen?"

energetische Sanierung öffentlicher Gebäude (wg. Heizung etc), Förderung öffentlicher Nahverkehr und Radfahrer; Unterstützung (Wirtschaft und öffentlich) bei der Umsetzung von Homeoffice; Austausch alter Versorungsleitungen mit solchen mit geringeren Verlustraten;
Mein Vorschlag bezieht sich auf die öffentliche Beleuchtung im Straßenbereich. Vor ca. 50 Jahren wurde die Straßenbeleuchtung ab ca. 24.00 Uhr auf etwa 50% der normalerweise üblichen Leistung zurückgeschaltet. Auch gab es wesentlich mehr Straßenlampen, die in Randgebieten ab einer vorgegebenen Uhrzeit vollständig abgeschaltet wurden.

Die heute übliche durchgehende Vollbeleuchtung während der gesamten Nacht wird in der Regel damit begründet, daß eine erhöhte Verkehrssicherheit gegeben sei und es zudem Kriminellen (Dieben) erschwert würde, ihrer Tätigkeit nachzugehen. Studien aus neuerer Zeit belegen dagegen, daß die Vollbeleuchtung im Straßenverkehr keinen Mehrnutzen erbringt, da Autofahrer oftmals geblendet werden. Insbesondere bei nassen Straßen wirkt sich der Blendeffekt besonders erschwerend aus. Diebe sind zu etwa einem Drittel aller Vorgänge tagsüber zugange, indem sie die Gewohnheiten der Anwohner ausspionieren und deren Abwesenheit zum Einbruch nutzen. Während der nächtlichen Einbruchstaten wird sowieso in unbeleuchteten Bereichen der Häuser und Wohnungen gehandelt, so daß auch zu diesem Zeitpunkt die Vollbeleuchtung zur Vorbeugung der Taten sinnlos ist.

Da die Hauptargumente für die dauerhaft helle Straßenbeleuchtung demnach nicht sehr überzeugend sind, sollten die Möglichkeiten der Digitalisierung für intelligente Schaltvorgänge an Straßenlampen genutzt werden. In reinen Wohnstraßen könnte ab ca. 22.00 Uhr jede zweite Leuchte abgeschaltet und die Verbleibenden auf 50% ihrer Leistung herunter geregelt werden. In den Ortsdurchfahrten der übergeordneten Straßen sowie auf innerörtlichen Hauptstraßen würde ebenfalls ab 22.00 Uhr die Hälfte der Leistung ausreichen. Zu diesem Zeitpunkt sind nur noch wenige Fußgänger unterwegs. Insbesondere wird man keine Kinder mehr ohne Begleitung Erwachsener antreffen. In Gewerbegebieten könnte abhängig von der Nutzung auch eine Vollabschaltung zu bestimmten Zeiten erfolgen.

Die Vorteile der zurückgefahrenen Beleuchtung liegen auf der Hand:

Es wird bedeutend weniger elektrische Energie benötigt. Schließlich wird das Einsparen von Energie oft als Hauptargument dafür verwendet, daß damit die Erzeugung von Energie überflüssig wird. Die Klima- und Umweltzielsetzungen Deutschlands würden um eine Anwendungsmöglichkeit erweitert. Der Geldbeutel des Steuerzahlers würde entlastet.

Mensch und Tier werden von weniger Licht in den Nachtstunden gestört. Studien belegen, daß der Mensch in seinem Tag-Nachtrhythmus durch Kunstlicht negativ beeinflusst wird. Nachtaktive Tiere haben vielfach Orientierungsprobleme.

Von der Kostenseite her dürfte der Umsetzung ebenfalls nichts im Wege stehen. Die Straßenbeleuchtung könnte Zug um Zug mit digitalen Schalteinheiten nachgerüstet werden, die über das Stromversorgungsnetz oder die Mobilfunkmasten Schaltimpulse erhalten könnten. Die Investition dürfte sich bereits nach einem überschaubaren Zeitraum amortisiert haben.

Ausfall von digitalen Steuerungen im Ernstfall

"Wie kann ein Ausfall von digitalen Steuerungen im Ernstfall kompensiert werden?"

Konzepte zur Kompensation einzerner Steuersysteme sind in der Praxis bereits vielfach zu finden. Durch Redundanzen oder das inhärente Zurückkehren in den sicherst möglichen Betriebszustand können Schäden durch Ausfälle vielfach verhindert werden. Leider sind gerade im Heimumfeld unabhängige Steuerungen nur noch selten anzutreffen, stattdessen werden große Teile durch Hersteller übernommen ("Cloud"). Hinzu kommt, dass viele Produkte, auch industrielle Steuerungen, nach dem Kauf keine weitere Wartung wie z.B. Sicherheitsaktualisierungen erhalten. Dies führt nicht nur zu größeren Angriffsflächen durch Sicherheitslücken sondern steigert auch die Risiken die Funktionalität des Produktes durch reguläre Ausfälle der Internetverbindung oder Dienstabschaltung durch den Hersteller zu verlieren. Als Beispiel sei hier auf den Fall eines "digitalen Hundenapfs" verwiesen, welcher es dem Besitzer ermöglichen sollte sein Tier im Urlaub zu versorgen. Durch eine Störung des Anbieters stellten die Geräte ihen Dienst ein und gaben tagelang kein Futter ab. Hier sollten Diskussionen stattfinden, ob die Grundfunktion eines Gerätes nicht grundsätzlich lokal und ohne Herstellerverbindung möglich sein oder der Hersteller bei Abschaltung seiner Dienste die Informationen für einen lokalen Weiterbetrieb den Kunden herausgeben muss. Weiterhin ist die Frage, wie bei Geräten mit externen Kommunikationsschnittstellen eine regelmäßige Wartung sicherheitsrelevanter Software gewährleistet werden kann.

Datenmissbrauch, Systemfehler und Cyberangriffe

"In welchem Ausmaß und in welchen Bereichen macht eine zunehmende Digitalisierung die Energiewirtschaft anfälliger für Datenmissbrauch, Systemfehler und Cyberangriffe?"

Die Antwort auf die Frage ist offensichtlich: je mehr digital gesteuert und gemanaget wird um so grösser sind die obigen Risiken. Einzige Möglichkeit ist eine STÄNDIGE Weiterentwicklung sowohl auf der technischen (State of the art; HW, SW, Bug fix) als auch auf der personellen Seite: Auswahl, Sensibilsierung, regelmässige Schulungen, permanente Kontrolle zur Einhaltung von Vorgaben

Prosumenten

"Welche Rolle können sogenannte „Prosumenten“ zukünftig annehmen und wie können sie dabei unterstützt werden?"

Individuelle Gestaltung der Verbraucherlast

"Welche digitalen Innovationen bedarf es, um die Verbraucherlast beziehungsweise Nachfrage nach Energie individueller zu gestalten?"

Dezentrale Energieversorgung; Ziel jedes Haus erzeugt seine Energie selbst durch eine Kombination von Solar, Voltatik, Wärmetauscher, Blockheizwerke, Erdwärme etc.
Überschüssig erzeugte Energie würde ins öffentlche Netz eingespeist durch SmartGrid verteilt und somit die Verbrauchslast reduziert, da "nur" Industrieanlagen, Altbestände und Orte mit baulichen Einschränkungen obiger Einbauten versorgt werden müssen. Würde auch bei Notfällen, Cyberattaken und sonstigen Angriffen entspannden wirken
Bereits heute gibt es Pilotprojekte um durch "intelligente" Geräte die Verbrauchslast gestalten zu können. Leider entwickeln hier viele Hersteller eigene, abgeschottete Systeme, welche untereinander nicht kommunizieren können. In meinen Augen verhindert diese Entwicklung eine großflächige Individualisierung, da kaum ein Hersteller ein Ganzheitliches Konzept bieten kann und angepasste Lösungen nicht möglich sind. Hier sollten Produkte gefördert werden, welche eine freie Dokumentation bieten und so das verknüpfen mehrerer Hersteller oder Entwickeln eigener Lösungen begünstigen.

Verknüpfung der neuen Erzeugungsstrukturen

"Wie kann der Einsatz moderner Informations- und Kommunikationstechnologien die neuen Erzeugungsstrukturen effizient miteinander verknüpfen?"

Stichwort SmartGrid. Dafür müssen Anforderungen und Regeln erarbeitet und aufgestellt werden = Regierungsaufgabe (mit Expertenunterstützung)

Demand-side-Management und virtuellen Kraftwerke

"Wo gibt es Chancen für neue Geschäftsmodelle im Bereich von Demand-side-Management und virtuellen Kraftwerken?"

IKT gestützte Optimierung des Energiesystems

"Wo gibt es Ansatzpunkte, um die Verknüpfung der Sektoren Strom, Wärme und Mobilität ins Zentrum der IKT-gestützten Optimierung des Energiesystems zu rücken?"

Energiewirtschaftliche und gesetzliche Rahmenbedingungen

"Welche energiewirtschaftlichen und gesetzlichen Rahmenbedingungen müssen die technisch aussichtsreiche Entwicklung unterstützen?"

Die Installation dezentraler Systeme sollte gefördert werden. Zur Zeit ist es sehr aufwändig eigene Systeme zu installieren - die nötigen Genehmigungen sind mit hohen Auflagen Verbunden und sehr unflexibel. So ist es z.B. für Netzgekoppelte Anlagen notwendig das System bei einem Netzausfall abzuschalten. Moderne Systeme können Einspeisung und lokale Versorgung separat regeln, sodass in diesen Fällen die lokale Versorgung bei Netzausfall unnötig unterbrochen wird. Der Aufbau netzunabhängiger Systeme ist in aktuellen Regeln kaum bedacht. Weiterhin können vereinfachte Regelungen Installationen fördern - aktuell ist z.B. mWn für Solaranlagen bei jeder Neuerung oder Änderung eine Baugenehmigung notwendig - das ausweisen von Gebieten mit genereller Baugenehmigung (bei Einhaltung der Bauauflagen) könnte jahrelange Behördengänge ersparen.
An erster Stelle die Versorgungssicherheit der Bürger und öffentlichen Einrichtungen (Feuerwehr, Polizei, usw.) erst an zweiter Stelle die Gewinnerzielungsabsicht