Gaia-X für die Energiewirtschaft

Im Energiebereich werden intelligente Lösungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von der Stromerzeugung, Energiespeicherung, Stromübertragung und -verteilung hin zur Verbrauchsüberwachung – entwickelt. Dabei liegt der Schwerpunkt auf jenen Potenzialen, die durch eine vernetzte, offene Dateninfrastruktur realisiert werden können, um so den Übergang zu Dekarbonisierung und Kohlenstoffneutralität zu ermöglichen. Als weitere Ziele sind neben der Sektorenkopplung (z. B. grüne Energieträger, Integration von Mobilitäts-, Gebäude- sowie Heizungssystemen) und die Integration erneuerbarer Energiequellen in das europäische Stromsystem auch die Steigerung von Energieeffizienz und die Nutzbarmachung von Flexibilitäten zu nennen. All dies soll insbesondere durch eine europäische Dateninteroperabilität gewährleistet werden. Hierdurch wird nicht nur der Weg für den Aufbau, die Zusammenstellung und die Nutzung von vertrauenswürdigen und wertschöpfenden Cloud-Diensten geebnet, sondern es werden auch neue Produkte, Dienstleistungen sowie Geschäftsmodelle und damit wertvolle Anwendungsfälle entwickelt. Das Spektrum der Anwendungsfälle ist vielfältig und umfasst unter anderem die folgenden:

• Infrastrukturdaten für neue Geschäftsmodelle: Nutzung von Daten aus kritischen Infrastrukturen z. B. durch digitale Datenzwillinge. Gaia-X ermöglicht den vertrauenswürdigen Austausch von sensiblen Daten, schafft Transparenz und Nachvollziehbarkeit über die Verwendung der Daten und gewährleistet damit die erforderliche Datensouveränität [4].
• Aggregator Services für Energy Communities: Intelligente Energieaggregatoren für Quartiere, um Flexibilitäten zu identifizieren und zu nutzen. In einer Gaia-X-Infrastruktur könnten Anlagendaten und Messwerte aus Erzeugungsanlagen übertragen werden, in der Daten in der Form verarbeitet werden, dass zusammen mit Prognosen des zukünftigen Verbrauchs und Erzeugung Fahrpläne für die Anlagen generiert werden [6].
• Redispatch 3.0: Durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) können insbesondere Netzengpässe vermieden und u.a. der Schritt von Redispatch 2.0 hin zu Redispatch 3.0 geebnet werden, bei dem dann auch private Kleinstanlagen in den Netzbetrieb und Netzoptimierungsprozesse integriert werden. Dazu bedarf es allerdings einer größeren und besser integrierten Datenbasis. Außerdem muss für eine direkte Kommunikation mit dezentralen Erzeugungs- und Verbrauchseinheiten mit weniger als 100 kW Nennleistung neben klassischen Netzleitsystemen auch eine Cloud-basierte IoT-Alternative aufgebaut werden. Denn aktuell sind Kleinstanlagen in den meisten Fällen kommunikationstechnisch nicht zugänglich und werden es erst mit dem anlaufenden Smart-Meter-Rollout über die CLS-Schnittstelle der intelligenten Messsysteme (iMsys) sein. Eine Gaia-X-basierte Dateninfrastruktur schafft die Grundlage für eine breitere Nutzung von KI für die Erstellung von Prognosen und damit die Ermittlung von Redispatch-Potenzialen und der Umsetzung der Redispatch-Eingriffe in steuerbare Ressourcen [7].
• Betrieb und Vermarktung dezentraler erneuerbarer Energien: Auf der Grundlage einer Vielzahl operativer Daten sollen Dienstleistungen und Vermarktungsprozesse von dezentralen erneuerbaren Energieerzeugern stetig optimiert werden. Gaia-X verschafft Anlagenbetreibern die Möglichkeit, alle betriebs- und unternehmensrelevanten Daten über eine Schnittstelle dezentral bereitzustellen, und das mit Gewährleistung der Datenhoheit sowie der Einhaltung rechtlicher Vorschriften [8].
• Green Energy Certification: Auf Basis von Gaia-X und mittels der dezentralen Distributed-Ledger-Technologie (DLT, „Blockchain“) kann ein System zur automatisierten Zertifizierung von erneuerbarer Energie und Verwaltung von Zertifikaten aufgebaut werden. Denn die aktuelle Ausgangslage gestaltet sich als ein uneinheitliches System zum Nachweis der Energieherkunft mit unterschiedlichen, individuellen Einzellösungen (wie z. B. Guarantee of Origin (GO), Herkunftsnachweisregister (HKN) oder Ökostromlabel), die alle einen anderen Fokus in Bezug auf Nachhaltigkeitskriterien aufweisen und auf unterschiedlichen Standards basieren und daher auch nicht kombinierbar sind. Daher genügen sie auch nicht dem zukünftigen Anspruch eines ganzheitlichen Ende-zu-Ende-Energiesystems [9].
• Kommunales Open Data für Geschäftsmodelle der Energiewirtschaft: Vor allem in datenintensiven Prozessen, wie sie in der Energiewirtschaft (z. B. im spartenübergreifenden Netzanschlussprozess) vorkommen, sind Open Data der Schlüsselfaktor für die Entwicklung von innovativen Geschäftsmodellen. Durch Gaia-X kann eine dezentrale Datenbereitstellung ohne Medienbruch – von öffentlichen Einrichtungen hin zu den Netzbetreibern – bei gleichzeitiger Qualitätssicherung sichergestellt werden [10].

Um diese Anwendungsfälle auf nationaler und grenzüberschreitender Ebene zu ermöglichen, ist auf europäischer Ebene eine breite Umsetzung von Gaia-X erforderlich, um eine gemeinsame Wissensrepräsentation, semantische Datenmodelle, Dateninteroperabilität und Datenfunktionen sicherzustellen. Die Governance innerhalb des Ökosystems muss dabei eindeutig sein. Durch die Festlegung gemeinsamer Policy-Regeln werden dabei der Schutz von Daten, Wissensrepräsentationen und Diensten sowie die Interoperabilität und Portabilität gewährleistet. Ein umfassendes Angebot kann nur bereitgestellt werden, indem auf zahlreiche Daten in vertrauenswürdigen und kollaborativen Cloud-Infrastrukturen zugegriffen werden kann [11].

Durch Gaia-X wird die Grundlage zur Zusammenführung von großen Mengen heterogener Daten geschaffen, um wertvolle Anwendungsfälle umzusetzen. Dabei ist es jedoch wichtig, dass sich insbesondere die Akteure der Energiewirtschaft entlang der gesamten Wertschöpfungskette mit den folgenden Daten beteiligen:

• Energieversorger: Daten im Rahmen der Erzeugung und Speicherung von Energie für die verschiedenen Arten von dekarbonisierten Energien, Energieeffizienz und neue Dienstleistungen
• Auftragnehmer, Partner und Ingenieurdienstleister: alle Unternehmen und Partner zur Verbesserung der Energieerzeugung und -technik
• Gas-, Strom- und Wärmenetzbetreiber (Netzbetreiber und Stadtwerke): mit Energietransport- und Verteilungsdaten
• Aggregatoren: Aufbereitung, Sammlung und Bündelung von Daten, um sie den Verbrauchern zur Verfügung zu stellen
• Energieverbraucher (wie z.B. Haushalte, lokale Kollektive, Industrieunternehmen): Energiedaten aus intelligenten Messsystemen (iMsys)
• EV-Stationsmanager: mit Fahrzeug- und Ladestationsdaten
• Sicherheits- und Zertifizierungsstellen: mit Sicherheits- und Zertifizierungsdaten
• Offene Dienste: mit öffentlichen Karten, meteorologischen, städtischen oder Verkehrsdaten.