Die Smart-Grid-Vision mit Leben füllen

Dr. Reinhard Pollak, Strategic Account Manager im Business Development von Cisco, betrachtet, auf welche Weise Smart Grids und Smart Connected Communities zu Green IT beitragen können.

"Der Datenverkehr in den IKT-Netzen wird global und auch in einem entwickelten Land wie Deutschland stark wachsen. Unsere Prognosen aus dem Cisco Visual Networking Index verdeutlichen den durch private Internetnutzung enorm ansteigenden Datenverkehr. Den größten Anteil am Datenverkehr hat der Bereich File Sharing mit 46% bzw. 322 PB — dies wird sich bis 2015 deutlich zugunsten von Videos (66%, 2180 PB) verschieben. Stark wachsen wird zudem der mobile Datenverkehr. Dieser macht zwar bisher mit 8,5 PB nur  rund 1% des Consumer-Datenverkehrs aus, wird aber am stärksten ansteigen: auf 266 PB bis zum Jahr 2015. Damit einhergehend wird der Energieverbrauch der IKT-Netze ansteigen — bedingt durch technologischen Fortschritt allerdings weniger stark als der übertragene Verkehr.

Die IKT senken aber auch bereits in vielen Lebens- und Arbeitsfeldern den Gesamtenergieverbrauch. Ein Beispiel dafür sind Videokonferenzen, die durch die erreichte Qualität zunehmend Reisen vermeiden. So hat allein Cisco bisher durch den Einsatz von Videokonferenzen rund  235.000 Reisen und damit die Emission von mehr als 500.000 Tonnen CO2-Äquivalenten vermieden. In anderen Bereichen werden gut ausgebaute Telekommunikationsstrukturen zur zuverlässigen Bereitstellung auch von nicht-IKT-Diensten (wie im folgenden Beispiel von elektrischem Strom) zunehmend notwendig und ermöglichen überhaupt erst nachhaltige Lösungen.

Cisco glaubt, dass die Herausforderungen unserer Zeit wie globales Bevölkerungswachstum, demografischer Wandel, Umbau der Energiesysteme, intelligente Mobilitätslösungen oder auch die Aufrechterhaltung bzw. der Aufbau eines humanen Gesundheitssystems nur mit Einsatz intelligenter Vernetzungen, d. h. aufbauend auf Datennetze, bewältigt werden können. Wir arbeiten daher daran, nicht nur einzelne Systeme, sondern gesamte Architekturen für verknüpfte Lösungen der IKT  aufzubauen. Die weltweite Initiative „Smart and Connected Communities“  (S+CC) fasst dabei alle Komponenten aus Datenübertragung, -verarbeitung und -speicherung zusammen.

Am Beispiel der Sicherung der Elektrizitätsversorgung, die im Rahmen der deutschen Energiewende ein hochaktuelles Thema ist, betrachten wir den Netzwerkansatz im Folgenden etwas genauer.

Mit zunehmender Verwendung erneuerbarer Elektrizitätsquellen wie Solar- und Windenergie wird Strom zunehmend räumlich dezentral und zeitlich fluktuierend erzeugt. Um bei diesen Eigenschaften eine zuverlässige Elektrizitätsversorgung zu gewährleisten, müssen zu jedem Zeitpunkt Erzeugung und Verbrauch miteinander ausgeglichen werden. Neben dem Einsatz von Regelenergie, z. B. aus virtuellen Kraftwerken oder Speichern, muss insbesondere der Stromverbrauch der jeweils aktuell erzeugten Leistung angepasst werden. Intelligente Kommunikationsnetzwerke sind der Schlüssel dazu: Smart Grids brauchen innovative IT-Netzwerke als Plattform, um Energieflüsse in allen Phasen von Erzeugung, Übertragung und Verbrauch zu optimieren. Wichtigstes Ziel der Cisco-Architektur für Smart Grids ist es, sämtliche Akteure und Systeme der Energiewirtschaft auf sichere und effiziente Weise miteinander zu verbinden. Anschaulich gesprochen geht es darum, dass der Stromfluss überall und permanent von einem entsprechenden Informationsfluss begleitet wird. Damit werden künftige Smart Grids weitaus mehr Netzwerkknoten (Sensoren, Verbraucher, Einspeise-Punkte) haben als das heutige Internet.

Die Verarbeitung verbrauchsbezogener Massendaten erfordert auf den verschiedensten Ebenen dieser Versorgungsinfrastruktur leistungsfähige IT-Systeme. Diese müssen direkt mit diversen Steuerungseinheiten von Kraftwerken, Kraftwärmekopplern, Verteilerstationen und Schutzrelais integriert sein, um automatische Netzsteuerung und -stabilisierung zu erreichen. Die größte Herausforderung bei der Transformation heutiger Versorgungsnetze in Richtung Smart Grid ist daher die Integration von mehr als 350 existierenden Steuerungs- und Regelungstechnologien der Energiewirtschaft in die verarbeitende Smart-Grid-IT. Als einziger Kandidat für einen solchen einheitlichen Standard kommt das Internetprotokoll IP in Frage – das ist auch der Grund, weshalb die Smart-Grid-Architektur von Cisco durchgängig auf dieser weltweit etablierten Protokollfamilie basiert. Um die Adaption dieses Standards zügig voranzutreiben, hat Cisco unterschiedliche Partnerschaften in verschiedenen Industriezweigen ins Leben gerufen. Übergeordnetes Ziel dabei ist, Kompetenzen zu bündeln und gemeinsam für Interoperabilität zu sorgen. Dahinter steht die Erfahrung, dass Interoperabilität auf technologischer Ebene dazu beiträgt, Innovationen zu beschleunigen und zugleich Entwicklungskosten zu begrenzen. Wir laden alle weiteren Unternehmen und Organisationen ein, diesen Partnerschaften beizutreten, um im vorwettbewerblichen Umfeld die Grundlagen für schnelles Wachstum zu schaffen.

Vom Erfolg dieser gemeinsamen Standardisierungsbestrebungen hängt es letztlich ab, wie schnell Deutschland die Smart-Grid-Vision mit Leben füllt. Dabei geht es nicht allein um die Umsetzung der ehrgeizigen Klimaschutzziele der Bundesrepublik, sondern auch um die wirtschaftliche Zukunft Deutschlands. Denn im internationalen Wettbewerb sind Smart Grids und darüber hinaus Smart and Connected Communities als standortpolitischer Faktor von herausragender Bedeutung."

Weiterführende Informationen finden Sie auf der Internetseite von Cisco www.gruene-it.org