Future energy grid: Migrationspfade ins Internet der Energie
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin ; Heidelberg
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2012
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| Schriftenreihe: | Acatech-Studie
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INHALT
VORWORT VON DR. PHILIPP ROESLER, BUNDESMINISTER FUER WIRTSCHAFT UND
TECHNOLOGIE 8 VORWORT VON GUENTHER OETTINGER, EU-KOMMISSAR FUER ENERGIE 9
VORWORT VON PROF. DR. HENNING KAGERMANN, PRAESIDENT ACATECH 10
KURZFASSUNG 12
PROJEKT 16
1 EINLEITUNG UND GEGENSTAND DER STUDIE 18
34
34
35 36 37 38 40
41 43 43 47
49 53 56 59
61 65 70 75 75
75 78 78 78 83
2 SZENARIEN 2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
FUR DAS FUTURE ENERGY GRID
METHODISCHES VORGEHEN
2.1.1
2.1.2
2.1.3
2.1.4
2.1.5
2.1.6
SZENARIO-VORBEREITUNG
SZENARIOFELD-ANALYSE
SZENARIO-PROGNOSTIK
SZENARIO-BILDUNG
SZENARIO-TRANSFER
ANWENDUNG
SCHLUESSEIFA KTOREN
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.2.5
2.2.6
2.2.7
2.2.8
SCHLUESSELFAKTOR 1 -AUSBAU DER ELEKTRISCHEN INFRASTRUKTUR
SCHLUESSELFAKTOR 2 - VERFUEGBARKEIT EINER SYSTEMWEITEN IKT-INFRASTRUKTUR
SCHLUESSELFAKTOR 3 - FLEXIBILISIERUNG DES VERBRAUCHS
SCHLUESSELFAKTOR 4 - ENERGIEMIX
SCHLUESSELFAKTOR 5 - NEUE SERVICES UND PRODUKTE
SCHLUESSELFAKTOR 6 - ENDVERBRAUCHERKOSTEN
SCHLUESSELFAKTOR 7 - STANDARDISIERUNG
SCHLUESSELFAKTOR 8 - POLITISCHE RAHMENBEDINGUNGEN
ABLEITUNG DER SZENARIEN
SZENARIO *20. JAHRHUNDERT
2.4.1
2.4.2
UEBERBLICK
WESENTLICHE ENTWICKLUNGEN
SZENARIO *KOMPLEXITAETSFALLE
2.5.1
2.5.2
2.5.3
UEBERBLICK
WESENTLICHE ENTWICKLUNGEN
ERLAEUTERUNGEN UND ANNAHMEN
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1019312904
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
2.6 SZENARIO *NACHHALTIG WIRTSCHAFTLICH 83
2.6.1 UEBERBLICK 83
2.6.2 WESENTLICHE ENTWICKLUNGEN 84
2.6.3 ERLAEUTERUNGEN UND ANNAHMEN 87
2.7 ZUSAMMENFASSUNG 88
3 ROLLE DER IKT IM FUTURE ENERGY GRID 90
3.1 METHODISCHES VORGEHEN 90
3.2 STAND DER IKT IM ENERGIEVERSORGUNGSSYSTEM 2012 93
3.2.1 IKT-STRUKTUR IN DER HOECHST- UND HOCHSPANNUNGSEBENE (380 KV; 220
KV) 93
3.2.2 IKT-STRUKTUR IN DER HOCHSPANNUNG (110 KV) 97
3.2.3 IKT-STRUKTUR IN DER MITTELSPANNUNG (20 KV) 97
3.2.4 IKT-STRUKTUR IN DER NIEDERSPANNUNG (0,4 KV) 98
3.3 MODELL DER SYSTEMEBENEN 98
3.4 TECHNOLOGIEFELDER 101
3.4.1 TECHNOLOGIEFELD 1-ASSET MANAGEMENT FUER NETZKOMPONENTEN 103
3.4.2 TECHNOLOGIEFELD 2 - NETZLEITSYSTEME 104
3.4.3 TECHNOLOGIEFELD 3 - WIDE AREA MEASUREMENT-SYSTEME 107
3.4.4 TECHNOLOGIEFELD 4 - NETZAUTOMATISIERUNG 108
3.4.5 TECHNOLOGIEFELD 5 - FACTS 110
3.4.6 TECHNOLOGIEFELD 6 - IKT-KONNEKTIVITAET 112
3.4.7 TECHNOLOGIEFELD 7 -ASSET MANAGEMENT FUER DEZENTRALE
ERZEUGUNGSANLAGEN 115
3.4.8 TECHNOLOGIEFELD 8 - REGIONALE ENERGIEMARKTPLAETZE 117
3.4.9 TECHNOLOGIEFELD 9 - HANDELSLEITSYSTEME 119
3.4.10 TECHNOLOGIEFELD 10 - PROGNOSESYSTEME 120
3.4.11 TECHNOLOGIEFELD 11 - BUSINESS SERVICES 122
3.4.12 TECHNOLOGIEFELD 12-VIRTUELLE KRAFTWERKSSYSTEME 123
3.4.13 TECHNOLOGIEFELD 13 - ANLAGENKOMMUNIKATIONS- UND STEUERUNGSMODULE
125
3.4.14 TECHNOLOGIEFELD 14-ADVANCED METERING INFRASTRUCTURE 126
3.4.15 TECHNOLOGIEFELD 15-SMART APPLIANCES 128
3.4.16 TECHNOLOGIEFELD 16 - INDUSTRIELLES DEMAND SIDE MANAGEMENT/DEMAND
RESPONSE 130
3.4.17 TECHNOLOGIEFELD 17 - INTEGRATIONSTECHNIKEN 132
3.4.18 TECHNOLOGIEFELD 18 - DATENMANAGEMENT 135
3.4.19 TECHNOLOGIEFELD 19-SICHERHEIT 137
3.5 TECHNOLOGISCHE SICHT DER FUTURE ENERGY CRID-SZENARIEN 139
3.5.1 SZENARIO *NACHHALTIG WIRTSCHAFTLICH 139
3.5.2 SZENARIO *KOMPLEXITAETSFALLE 146
3.5.3 SZENARIO *20. JAHRHUNDERT 151
3.6 ZUSAMMENFASSUNG 155
IMAGE 3
4 MIGRATIONSPFADE IN DAS FUTURE ENERGY GRID 158
4.1 METHODISCHES VORGEHEN 158
4.2 BEZIEHUNG ZWISCHEN DEN TECHNOLOGIEFELDERN 158
4.2.1 GESCHLOSSENE SYSTEMEBENE 159
4.2.2 IKT-INFRASTRUKTUREBENE 167
4.2.3 VERNETZTE SYSTEMEBENE 168
4.2.4 QUERSCHNITTSTECHNOLOGIEFELDER 186
4.2.5 ZUSAMMENFASSENDE ANALYSE DER QUERSCHNITTSTECHNOLOGIEN 193
4.3 ANALYSE DER MIGRATIONSPFADE 194
4.3.1 KRITISCHE TECHNOLOGIEFELDER UND ENTWICKLUNGSSCHRITTE IM SZENARIO
*20. JAHRHUNDERT 195
4.3.2 KRITISCHE TECHNOLOGIEFELDER UND ENTWICKLUNGSSCHRITTE IM SZENARIO
*KOMPLEXITAETSFALLE 197
4.3.3 KRITISCHE TECHNOLOGIEFELDER UND ENTWICKLUNGSSCHRITTE IM SZENARIO
*NACHHALTIG WIRTSCHAFTLICH 199
4.3.4 SZENARIOUEBERGREIFENDE ANALYSE 201
4.3.5 MIGRATIONSPHASEN FUER DAS SZENARIO *NACHHALTIG WIRTSCHAFTLICH 201
4.3.6 KERNAUSSAGEN 205
4.4 ZUSAMMENFASSUNG 206
5 INTERNATIONALER VERGLEICH 207
5.1 METHODISCHES VORGEHEN 207
5.2 KRITERIEN 208
5.2.1 ARCHETYP 209
5.2.2 ENTWICKLUNGSANSATZ 211
5.3 AUSWAHL DER LAENDER 212
5.4 LAENDERSTECKBRIEFE 213
5.4.1 DEUTSCHLAND 213
5.4.2 USA 215
5.4.3 CHINA 217
5.4.4 EUROPA 218
5.4.5 DAENEMARK 220
5.4.6 FRANKREICH 222
5.4.7 BRASILIEN 224
5.4.8 INDIEN 225
5.4.9 ITALIEN 227
5.4.10 RUSSLAND 228
5.5 MODELLPROJEKTE 230
5.5.1 AMSTERDAM SMART CITY 230
5.5.2 MASDARCITY 231
5.5.3 SINGAPUR 231
5.5.4 STOCKHOLM 232
IMAGE 4
5.6 LAENDERVERGLEICH 232
5.6.1 RAHMENBEDINGUNGEN 233
5.6.2 ENERGIEMIX 234
5.6.3 TECHNOLOGIEFUEHRERSCHAFT 235
5.6.4 GRUNDLEGENDE CESTALTUNGSFAKTOREN UND POSITIONIERUNG DER LAENDER 237
5.7 ZUSAMMENFASSUNG 239
6 RAHMENBEDINGUNGEN FUER EIN FUTURE ENERGY GRID 240
6.1 TRANSFORMATION DER ENERGIESYSTEME ZWISCHEN MARKT UND STAATLICHER
LENKUNG 240
6.2 HERAUSFORDERUNG INTEGRATION FLUKTUIERENDER, ERNEUERBARER ENERGIEN
242
6.2.1 ZUBAU ZUR KOMPENSATION DER ANGEBOTS-INELASTIZITAET 242
6.2.2 REDUZIERUNG DER INELASTIZITAET 243
6.2.3 FLEXIBILISIERUNG DER NACHFRAGE 245
6.2.4. VERSTAERKTE EUROPAEISCHE MARKTINTEGRATION 245
6.3 INTELLIGENTES VERTEILNETZ IST VORAUSSETZUNG FUER SINNVOLLES SMART
METERING 246
6.4 KUENFTIGES MARKTDESIGN 248
6.4.1 ERNEUERBARE ENERGIEN IM MARKT 249
6.4.2. REGULIERUNGSPARADIGMA UND FEG 250
6.4.3 BELOHNUNG VON FLEXIBILITAET 252
6.5 INTELLIGENTE VERTEILNETZE IN EINEM ZENTRALISIERTEN EUROPAEISCHEN
UEBERTRAGUNGSNETZ 253
6.6 TRANSFORMATION VON UEBERTRAGUNGS- UND VERTEILNETZ ZU EINEM FEG 253
6.7 WECHSELWIRKUNGEN EINES FEG MIT ERZEUGUNG 254
6.8 ZUSAMMENFASSUNG 255
7 SMART GRID UNTER DEM GESICHTSPUNKT DER VERBRAUCHERAKZEPTANZ 257 7.1
IST-STAND DER FORSCHUNG 257
7.1.1 EINFUEHRUNG 257
7.1.2 STATUS QUO 257
7.1.3 KOSTEN-NUTZEN-RELATION 258
7.1.4 STROMANBIETER/DATENSCHUTZ 259
7.1.5 PERSOENLICHE AUTONOMIE 259
7.1.6 OEKOLOGISCHE ASPEKTE 260
7.1.7 AKTUELLE WOHNSITUATION 260
7.1.8 AKZEPTANZ INTELLIGENTER HAUSHALTSGERAETE 260
7.1.9 INFORMATIONSVERHALTEN/KAUFVERHALTEN DER ENDVERBRAUCHER 261
7.1.10 EXKURS: VERBRAUCHERGRUPPIERUNGEN 262
7.1.11 GENERELLE ANFORDERUNGEN BEIM KAUF VON EMS 262
IMAGE 5
7.2 METHODISCHES VORGEHEN: AKZEPTANZ AUS DER PERSPEKTIVE DER
SINUS-MILIEUS 263
7.2.1 DER FORSCHUNGSHINTERGRUND 263
7.2.2 DAS POSITIONIERUNGSMODELL 263
7.2.3 KURZCHARAKTERISTIK DER SINUS-MILLIEUS 264
7.3 IDENTIFIKATION VON ZIELGRUPPEN-POTENZIALEN IN DEN SINUS-MILIEUS 266
7.3.1 WOHNSITUATION UND HAUSHALTSSTRUKTUR 267
7.3.2 ENERGIE UND UMWELT 269
7.3.3 UMWELTBEWUSSTSEIN IN DEN SINUS-MILIEUS 269
7.3.4 EINSTELLUNG GEGENUEBER UND ANFORDERUNGEN AN MODERNE TECHNIK 271
7.3.5 (MOBILES) INTERNET UND WEB 2.0 274
7.3.6 DATENSCHUTZ 277
7.3.7 DIFFUSIONSMODELL FUER PRODUKTINNOVATIONEN 278
7.3.8 ENTWICKLUNG DER SINUS-MILIEUS BIS 2030 280
7.3.9 ERGEBNISSE DER ENCT-MARKTSTUDIE 280
7.3.10 FOKUSSIERUNG AUF DIE ZIELGRUPPE 284
7.4 ZUSAMMENFASSUNG 286
8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 290
LITERATUR 294
ANHANG I: ABKUERZUNGSVERZEICHNIS 311
ANHANG II: GLOSSAR 316
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| author2 | Appelrath, Hans-Jürgen 1952-2016 Kagermann, Henning 1947- Meyer, Christoph |
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