Der Wandel der Energiemärkte, das Aufkommen erneuerbarer Energieträger, die zunehmende dezentrale Energieerzeugung, neue Formen der Energieumwandlung und -speicherung sowie die verstärkte Digitalisierung bringen massive Herausforderungen für die Akteure am Energiemarkt. Gleichzeitig bieten sich durch die neuen Technologien große Chancen, um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten, und intelligente und digitale Lösungen sowie innovative Geschäftsmodelle umsetzen zu können. Das Stromnetz muss noch weiter automatisiert und zu einem Smart Grid ausgebaut werden, um die Versorgungssicherheit hoch zu halten und die Stromversorgung in der gewohnten Qualität auszubauen. Ein wesentlicher Faktor wird dabei für den Erfolg immer wichtiger: Das Internet of Things (IoT). Mindsphere ist das cloudbasierte, offene IoT-Betriebssystem von Siemens, das Produkte, Anlagen, Systeme und Maschinen verbindet und es ermöglicht, die Fülle von Daten aus dem IoT mit umfangreichen Analysen zu nutzen.
Unter dem Motto »Connecting an all-electric world« präsentierte Siemens daher am 27. Juni 2019 über 400 Besuchern zukunftsweisende Technologien und Lösungen für die Energiebranche in der Wiener Unternehmenszentrale Siemens City. Am Podium diskutierten neben Siemens-Experten unter anderem Wolfgang Gawlik (TU Wien), Michael Sattler (OMV AG), Jürgen Streitner (BMNT) und Karl Anton Zach (Verbund Solutions GmbH) vor allem über die Sektorkopplung. Als Highlight hat Roman Szeliga den Tag mit seinem humorvollen Vortrag »Morbus Digitalis – mit Hirn, Herz und Humor in eine digitale Zukunft« ausklingen lassen.
Smarte Städte – Lösungen für die Zukunft
Derzeit nehmen Städte rund zwei Prozent der Erdoberfläche ein und obwohl sie nur gut die Hälfte der Bevölkerung beherbergen, brauchen sie 75 Prozent der Energie und verursachen 80 Prozent aller CO2-Emissionen. Es wird prognostiziert, dass bis 2050 zwei Drittel der Weltbevölkerung in Städten leben wird. Pläne für Stadtentwicklung und Energieversorgung sind grundlegend für die Zukunft – hier forscht Siemens intensiv und führt in Aspern gemeinsam mit Partnern wie etwa der Stadt Wien eines der innovativsten und nachhaltigsten Energieeffizienz-Demonstrationsprojekte Europas durch. Als Teil der Forschungsgesellschaft Aspern Smart City Research (ASCR) arbeitet Siemens in der Seestadt Aspern an der Digitalisierung der Infrastruktur, der Energieeffizienzsteigerung im Energienetz und in Gebäuden und einer intelligenten Energievernetzung der Gebäude. Mit den weiteren Partnern der ASCR – Wien Energie, die Wiener Netze, Wirtschaftsagentur Wien und die Seestädter Entwicklungsgesellschaft Wien 3420 – wird intensiv an der urbanen Energiezukunft geforscht.
Weltweit sorgen Projekte wie die World Expo 2020 für Aufsehen. Siemens arbeitet hier mit der Expo 2020 Dubai an Zukunftskonzepten für Smart Cities. Mit dem Baubeginn einer der größten Installationen von Siemens-Gebäudetechnik ist Expo 2020 Dubai auf dem besten Weg, eine der am besten vernetzten und nachhaltigsten Weltausstellungen aller Zeiten zu werden. Die digitalen Lösungen verbinden, überwachen und steuern Gebäude auf dem Gelände. Ermöglicht wird dies durch Mindsphere, das cloudbasierte Betriebssystem für das Internet der Dinge, das Daten für intelligente Entscheidungen und Maßnahmen sammelt und analysiert. Die intelligenten Technologien unterstützen die Expo 2020 Dubai dabei, ihre Ziele in den Bereichen Energieeffizienz, Komfort, Schutz und Sicherheit zu erreichen.
Wolfgang Gawlik, Michael Sattler, Jürgen Streitner (v. li. n. re.) und Karl Anton Zach (2.v.re.) diskutierten über eine vollständig elektrische Welt.
Sektorkopplung, um Nachfrage zu bedienen
Das Energiesystem der Zukunft muss wirtschaftlich, sicher und vor allem umweltverträglich sein. Dabei wird elektrische Energie die Schlüsselrolle einnehmen: immer mehr »grüner« Strom aus erneuerbaren Energiequellen fließt ins Netz und erfordert mehr Agilität sowie Flexibilität aller Teilnehmer der Energieinfrastruktur. Die Konsequenz: Die einst eindimensionale und lineare Stromversorgung entwickelt sich zur smarten Infrastruktur, die eine höchst intelligente Systemsteuerung über die Sektorgrenzen hinweg erfordert. Ermöglicht wird dieser Wandel durch Kerntechnologien wie etwa Leistungselektronik, Energiespeicher und natürlich die Digitalisierung mit den Feldern Sensorik, Konnektivität und Datenanalyse. Die Nachfrage nach elektrischer Energie wird sich Siemens zufolge über die nächsten zehn Jahre mehr als verdoppeln. Gleichzeitig müssen Wege gefunden werden, um die Fluktuationen bei der Verfügbarkeit erneuerbarer Energiequellen auszugleichen. Bei der Stromerzeugung könnten lokale Speichersysteme sowie Sektorkopplung einen Beitrag zur Befriedigung der Nachfrage leisten, indem sie beispielsweise Verbindungen zwischen Gebäuden und Ladestationen für Elektrofahrzeuge herstellen.
Lösungen für Energieautomatisierung und Smart Grids
Entwicklungen wie dezentrale Stromerzeugung und Sektorkopplung bringen neue Herausforderungen mit sich. Stromversorgungssysteme – von der Stromerzeugung bis zur Verteilung – waren noch nie so komplex wie heute. Siemens bietet Netzbetreibern und Stadtwerken die nötigen leistungsstarken, flexiblen und intuitiven Softwaretools sowie Expertise und weltweite Erfahrung, damit sie sich in diesem dynamischen Umfeld im Wettbewerb behaupten können. Innovative Smart-Grid-Technologien und Dienstleistungen von Siemens in den Bereichen IT, Datenkommunikation, Energieautomatisierung und Rail-Electrification weisen den Weg in die Zukunft der Energiewirtschaft. Die Zukunft der Energieindustrie liegt in dezentralen, interaktiven und bedarfsgesteuerten Systemen. Eine grundlegende Modernisierung bestehender Anlagen ist notwendig, um der wachsenden Energienachfrage nachzukommen und in einem immer komplexer werdenden Umfeld sicher handeln zu können.
Das Einkaufszentrum Sello in Finnland
Mit mehr als 170 Geschäften, einem Multiplexkino und 24 Millionen Besuchern im Jahr wurde das Shopping-Center Sello von den Verbrauchern im Großraum Helsinki mehrmals in Folge zu einem der fortschrittlichsten und nachhaltigsten Einkaufszentren gekürt. Seit inzwischen zehn Jahren arbeitet das Einkaufszentrum mit Siemens an innovativen Projekten in den Bereichen Gebäudeautomation und Energie, die das Einkaufserlebnis noch nachhaltiger gestalten. Sello bietet neben den Geschäften auch Cafés, eine Bibliothek, einen Konzertsaal, Kinos, eine Bowlingbahn und diverse andere Orte der Begegnung. Diese Bandbreite stellt natürlich entsprechend hohe Anforderungen an das Monitoring von Beleuchtung, Heizung und Lüftung. Sämtliche Systeme müssen überwacht und gesteuert werden, um die beiden Hauptziele zu erfüllen: Energieeffizienz und perfekte Bedingungen für die 24 Millionen Kunden, die das Einkaufszentrum jedes Jahr besuchen. Sello nutzt Navigator, eine Cloud-basierte Energie- und Nachhaltigkeitsplattform von Siemens, zur Überwachung und Analyse der Lüftungsanlagen, Raumsensoren und Beleuchtungssysteme in den vielen Räumlichkeiten und Ladenlokalen des Zentrums. Bereits 2017 konnte das Center 680 MWh Strom und 800 MWh Fernwärme einsparen und die Energiekosten im Vergleich zum Vorjahr über einen Zeitraum von acht Monaten um rund 93.000 Euro senken. Durch die Integration des Gebäudemanagement- und des Energiemanagementsystems mittels einer Microgrid-Lösung werden Energiekosten in den Bereichen Energieerzeugung, Verbrauch, Speicherung und Verkauf von Strom an Besitzer von Elektroautos optimiert. Darüber hinaus ermöglicht die Lösung auch die Aggregation von Mikrolasten innerhalb des Gebäudes – diese können dem nationalen Übertragungsnetzbetreiber (TSO) Fingrid als Flexibilitätslasten angeboten werden. Sello stellt die Basis für eine skalierbare, virtuelle Kraftwerkslösung dar.