Hintergründe
Eigenschaften elektronischer Stromzähler
Bei den bislang verwendeten elektromechanischen Stromzählern werden manuell abgelesene Verbrauchsdaten zu Abrechnungszwecken verwendet. Elektronische Stromzähler können hingegen ihre Messdaten selbst auswerten. Diese Fähigkeit wird jedoch nicht immer genutzt. Die Zähler dienen oft nur zur Automatisierung des manuellen Ablesevorgangs (Automated Meter Reading AMR), indem der Zählerstand über Funkstrecke an ein vorbeifahrendes Fahrzeug übermittelt wird. Es entsteht dadurch kein zusätzlicher Anreiz zur Stromeinsparung, da die Häufigkeit der Ablesung nicht erhöht wird.
Demgegenüber wird eine fortschrittliche Stromzählerinfrastruktur (Advanced Metering Infrastructure AMI) als Zweiwege-Kommunikationsnetz ausgelegt, um einen ständigen Datenaustausch mit den Zählern zu erlauben. Die Kosteneffektivität wird damit für Versorger und Endkunden auf drei Arten verbessert:
Rückkopplung des gemessenen Verbrauchs. Eine numerische Anzeige des aktuellen und des kumulativen Verbrauchs erscheint am Stromzähler und vorzugsweise auch auf einer Displayeinheit innerhalb der Wohnung. Diese rückgekoppelten Daten unterstützen Nutzungsentscheidungen und regen zur Senkung der Bezugskosten bzw. der Stromnachfrage an. Eine Überschreitung festgelegter finanzieller oder energetischer Schwellenwerte kann ein zugeordnetes Warnsignal auslösen. Die regelmäßige Rechnungslegung des Versorgers liefert zusätzliche Rückkopplungsdaten, mit denen die eigenen Entscheidungskriterien nochmals überprüft werden können.
Rückkopplung von Preissignalen. Die summierte Stromnachfrage aller Verbraucher stellt die Netzbelastung dar, die vom Versorger über die AMI-Infrastruktur überwacht wird. Hiervon abhängige Verbrauchstarife können an die jeweilige Displayeinheit übermittelt werden, um zu Veränderungen der Stromnachfrage in Abhängigkeit von Stromhandelspreisen und der Belastbarkeit des Versorgungsnetzes anzuregen. Beim Ausbleiben solcher Preisinformationen kann der Endkunde keinen kurzfristigen Beitrag zur Verringerung von Lieferengpässen leisten. Dieses Vorenthalten zeitabhängiger Tarife verhindert letztlich eine bedarfsgerechte Abrechnung, weil aufgrund des Informationsmangels zusätzliche Kraftwerksleistungen bereitgehalten und von allen Kunden bezahlt werden müssen.
Rückkopplung von Umweltkosten. Herkömmliche Stromtarife spiegeln bereits die meteorlogisch bedingte Verfügbarkeit der Wasserkraft, die Kühlwasservorräte der Kraftwerke sowie die finanziellen Belastungen durch Öko-Steuern wider. Der veränderbare Einfluss des CO2-Emissionshandels und anderer dynamisch wirkender Umweltfaktoren kann zusätzlich an den AMI-Stromzähler übermittelt werden. Die Kostenkoeffizienten liegen bei Kohle oder Braunkohle naturgemäß höher als bei der Erdgasverstromung und sind für Strom aus erneuerbaren Energien größtenteils vernachlässigbar. Wird auf der Displayeinheit der Einfluss aller Umweltbelastungen auf den Abrechnungspreis des Lieferanten angezeigt, entsteht ein spezifischer Anreiz zum Bezug ökologisch gerechten Stromes.
Die entsprechenden Nutzungsentscheidungen können auf jede beliebige Kombination dieser Rückkopplungsdaten bezogen werden. Der Kunde wird dabei zum interaktiven Bestandteil der Stromerzeugungs- und Versorgungsinfrastruktur.
Ohne solche Echtzeitdaten hingegen wird der Einfluss von Netzbelastungen und Umweltfolgen pauschaliert und unzutreffende Annahmen zum Nachteil der Ressourceneffizienz getroffen. Der Gebrauch einzelner Haushaltsgeräte kann beispielsweise aus Unwissen über die Versorgungsbedingungen gerade zu Zeiten höchster Strombezugskosten erfolgen, obwohl die Nutzung zu anderen Stunden ebenfalls möglich gewesen wäre.
In der Präambel der EU-Direktive 2006/32/EC wird eine verbesserte Endenergieeffizienz als Beitrag "zur Senkung des Primärenergieverbrauchs, zur Verringerung des Ausstoßes von CO2 und anderen Treibhausgasen und somit zur Verhütung eines gefährlichen Klimawandels" herausgestellt. Eine kundenseitige Senkung oder eine zeitliche Verschiebung der Stromnachfrage soll nun den Bedarf nach CO2-intensiven Kraftwerken senken. Durch die Rückkopplung von Preissignalen und Umweltkosten kann zugleich die Nutzung emissionsfreier Wind- und Sonnenenergie gesteigert und dabei der Einfluss ihrer diskontinuierlichen Verfügbarkeit verringert werden.
Ein funktionsfähiges System zur automatischen Stromeinsparung ließe sich theoretisch mit einem Internetverbund aus Heim- und Bürocomputern realisieren. Der Eigenverbrauch der verwendeten Rechner würde allerdings die erzielten Einsparergebnisse zum Teil wieder aufheben. Die gesammelten Daten müssten auch wegen mangelnder Verarbeitungstransparenz stets gegenkontrolliert werden. Selbst dann bliebe die Einsparwirkung auf die beteiligten Computerbesitzer beschränkt, während alle übrigen Verbraucher keine vergleichbare Möglichkeit zur Senkung ihrer Stromkosten hätten.
Alternativ dazu können aber die vorhandenen Stromzähler elektronisch aufgewertet und vernetzt werden, um ein automatisiertes Datenerfassungssystem zu verwirklichen. Die Verwendung kommunikationsfähiger intelligenter Stromzähler (smart power meters) mit internem Mikroprozessor übertrifft hierbei die Effizienz jedes willkürlich zusammengesetzten Computernetzwerks aus folgenden Gründen
Alle Haushalte und Gewerbeunternehmen sind mit einem Stromzähler ausgestattet.
Der gleiche Strom, der gemessen wird, versorgt auch die Zählerelektronik.
Der Mikroprozessor kann sämtliche Mess-, Rechen- und Kommunikationsaufgaben steuern.
Die genormte Datenaufbereitung erspart eine unabhängige Überprüfung.
Wird jeder Stromzähler mit einer universellen Kommunikationsschnittstelle (Universal Communications Interface UCI) ausgestattet, stehen die Messdaten dem Energieversorger und zugleich den Endkunden nicht nur einzeln, sondern auch nach freiwilliger Vereinbarung untereinander über das Internet zur Verfügung. Die laufenden Strommessungen können dann ggf. ohne Einblick des Versorgers innerhalb einer selbstorganisierten Zählergemeinschaft ausgewertet werden, um Nutzungsgewohnheiten zu beurteilen und jeden überhöhten Verbrauch im Vergleich zum Teilnehmerdurchschnitt zu signalisieren.
Die Verbrauchsentscheidungen, die von einem intelligenten Stromzähler unterstützt werden, können eine Brennstoffverringerung und eine entsprechende Emissionssenkung am Kraftwerk bewirken. Ein Anbieterwechsel von Strom mit niedrigem zu hohem CO2-Anteil wird dabei weniger wahrscheinlich, wenn zuvor ein strenges Emissionsbudget festgelegt worden ist. Ein intelligenter Zähler kann außerdem Heizenergie und Wasserverbrauch messen, um den gesamten Ressourcenverbrauch eines Haushalts zu erfassen.
Die dadurch erzielte Aufwandstransparenz lässt bestimmte CO2-Einsparmöglichkeiten aufdecken, die sonst unerkannt geblieben wären. So sind beispielsweise zwischen einzelnen Wohnhäusern Unterschiede beim Raumwärmeverbrauch um den Faktor drei festgestellt worden. Diese Streuungen sind auf spezifische Verbrauchsgewohnheiten und auf unzureichende Bausanierungen zurückzuführen
Der jährliche Wärmeenergieverbrauch von neugebauten und sanierten Wohngebäuden liegt oft bei etwa 100 kWh pro Quadratmeter. Da ein Liter Heizöl ungefähr 10 kWh thermischer Energie liefert, fällt hier ein Jahresverbrauch von 10 Liter an. Gut wärmegedämmte Häuser erreichen Werte von 80 bis 30 kWh pro Quadratmeter, was im letzten Fall in Bezug auf den jährlichen Heizölverbrauch als "Dreiliter-Haus" bezeichnet wird.
Eigentumsrecht am Stromzähler
Es war bislang üblich, dass jeder
Stromzähler vom Netzbetreiber eingebaut und unterhalten wurde.
Gemäß §21 b des bundesdeutschen Gesetz
über die Elektrizitäts- und Gasversorgung vom 7. Juli
2005 dürfen aber nunmehr "auf Wunsch des betroffenen
Anschlussnehmers" Einbau, Betrieb und Wartung sowie das Ablesen
durch qualifizierte Dritte erfolgen. Die Anbieter von
Energiedienstleistungen können deshalb eigene Stromzählernetze
organisieren, um durch koordinierte Einsparstrategien die
finanziellen Belastungen ihrer Kunden zu senken. Es bleibt jedoch auch Privatpersonen und -firmen frei, mit weiteren Stromzählerbesitzern eigene Zählernetze im virtuellen Raum aufzubauen, um beispielsweise:
Stromsammelbestellungen abzugeben, durch eine gemeinschaftliche Verbrauchssteuerung minimale und maximale Bezugsmengen zur Erzielung kosteneffektiver Abnahmebedingungen festzulegen, sowie
alle Anlagen im Besitz einzelner Mitglieder zur Netzeinspeisung regenerativ erzeugten Stromes messtechnisch miteinander zu verknüpfen, um gemeinsam als Anbieter CO2-freien Stromes aufzutreten.