Digitalisierung des Verteilnetzes – Die entscheidende Grundlage für eine erfolgreiche Energiewende

Einer steigenden Lastflussvolatilität durch einen stark wachsenden Anteil an dezentralen, erneuerbaren Energieerzeugungsanlagen und Prosumern (Personen die Energie sowohl konsumieren als auch selbst produzieren), hohen Wachstumsraten bei der Elektromobilität¹, Sektorenkopplung speziell im Wärmebereich und einer steigenden Anzahl an klimabedingten Naturereignissen stehen oft eine veraltete Infrastruktur und Betriebskonzepte im Verteilnetz gegenüber. Diese Lücke wird immer größer werden, wenn nicht zeitnah entsprechende Investitionen, Modernisierungsmaßnahmen und Transformationsprogramme von den Verteilnetzbetreibern (VNBs) angestoßenen werden.

In dieser Blogreihe beleuchten wir, welche Herausforderungen auf VNBs zukommen und wo sie heute stehen, wie ein mögliches Zielbild für den „Digitalen VNB 2030“ aussehen kann und welche Phasen, während dieser hochkomplexen E2E-Transformation durchlaufen werden müssen.

Eine Bestandsaufnahme – Wo stehen VNBs heute und was kommt auf sie zu?

Neue Herausforderungen entstehen vor allem im Bereich Energiemarkt, sind regulierungseitig getrieben oder bedingt durch Unwetterereignisse als Folge des Klimawandels und alternder Netzinfrastruktur². Im Markt beispielweise wird eine stark wachsende Anzahl von Prosumern und dezentralen, erneuerbaren Erzeugungsanlagen³, besonders im Bereich Photovoltaik, verzeichnet. Dies hat zur Folge, das VNBs zunehmend volatilere, bi-direktionale, steigende⁴ Energieflüsse managen müssen. Zusätzlich steigt die Systemkomplexität durch die Elektrifizierung der Mobilität, Sektorenkopplung und Redispatch 2.0 an. Demgegenüber stehen oftmals analoge, nicht-integrierte, manuelle Prozesse und auf ein zentralisiertes Energiesystem ausgerichtet Netzleitsysteme. Durch fehlende Sensorik und Aktorik, besonders im Niederspannungsbereich^{5 6}, wird das Problem zusätzlich verschärft. Ebenso erschwert wird hierdurch der Einsatz von Optimierungs- und KI-Algorithmen zur Automatisierung des Netzbetriebs.

Fehlende Daten wirken sich auch auf Bereiche wie das Reporting oder das Asset Management negativ aus. Datensilos, eine veraltete Daten-Governance und -Strategie erschweren die unbedingt nötige Verzahnung der Finanz- und Bauplanung mit dem Asset Management, was eine effiziente und termingerechte Abwicklung einer Vielzahl an Infrastrukturprojekten erschwert. Das Störungsmanagement muss auf die steigende Anzahl von Extremwetterereignissen ausgerichtet werden, um so schnellstmöglich Fehlerfälle zu beseitigen. Daraus folgt die Notwendigkeit, Systemkomplexitäten zu reduzieren, Prozesse zu digitalisieren und Organisationsmodelle den neuen Gegebenheiten anzupassen.

Zur Organisationentwicklung gehört neben der Integration von Niederspannungs- und Mittelspannungs-Betriebskonzepten die Weiterentwicklung der Mitarbeiterfähigkeiten und die dazugehörige Kultur⁷. Die Mitarbeiter der VNBs müssen ein neues digitales Mindset verinnerlichen, um komplexe, datengetriebene IT-Lösungen (s. a. Blogpost zum Digitalen Zwilling) implementieren, nutzen und weiterentwickeln zu können.

Es ergibt sich der Bedarf, Daten zu sammeln, neue Technologien zielgerichtet einzusetzen sowie Prozesse, Fähigkeiten und Organisationsstrukturen weiterzuentwickeln.

VNBs müssen dem Paradigmenwechsel durch die Energiewende und der nötigen Transformation mit einem holistischen und iterativen Ansatz der eigenen Prozess- und Systemlandschaft entgegentreten, um für die Herausforderungen der nächsten Jahre gut aufgestellt zu sein.

Abbildung 1: E2E-Netztransformation auf dem Weg zum digitalen Verteilnetzbetreiber

Um diesen weitreichenden Transformationsprozess anzustoßen ist aus unserer Sicht eine klare Vision für das jeweilige Unternehmen nötig. Im Vergleich zum Ist-Zustand können spezifische Handlungsfelder identifiziert und eine Transformationsroadmap erstellt werden. Wie dieses Zielbild aussehen kann möchten wir in unserem nächsten Artikel vorstellen.

Vielen Dank an die Co-Autor*innen Carsten Dietrich, Roman Grassmann, Sandra Manthey und Nils Prädel.

Quellen:

1: Electrive 

2: World Energy Outlook, IEA 2020

3: Bundesnetzagentur

4: VDE

5: Bundesnetzagentur

6: Bundesnetzagentur

7: The Digital Culture Challenge: Closing the Employee-Leadership Gap