Bildnachweis: © items GmbH

Digitale Ablesung von Wärmemengenzähler – Grundlagen und Mehrwerte

5. Oktober 2021

Die EED-Richtlinie und FFVAV als Treiber

Das Thema digitale Ablesung von Zählern ist in der Energiewirtschaft längst kein neues Thema mehr. Mit dem MsbG wurde bereits 2016 ein Rollout von modernen Messsystemen und intelligenten Messsystemen bis 2032 beschlossen. In diesem Jahr steht das Messwesen der Fernwärmeversorgung mit der digitalen Ablesung von Wärmemengenzählern vor einer neuen Herausforderung, wie es bereits im Sektor Strom der Fall ist. Dabei beruht der nun anstehende Rollout zur digitalen Ablesung von Wärmemengenzählern auf der EED-Richtlinie der europäischen Union, die nun mit der FFVAV in nationales Gesetz umgesetzt werden soll. Demnach soll nach dem aktuellen Entwurf der FFVAV bis zum 31.12.2026 jeder Wärmemengenzähler in Deutschland aus der Ferne abgelesen werden können. Dabei bietet es sich an die Werte primär zur Abrechnung oder zur Informationspflicht zu nutzen. Hier ist ab 2022 für FVU eine jährliche Abrechnung und eine monatliche Verbrauchsinformation gegenüber ihren Kunden Pflicht.

Aus Sicht des EVU bzw. FVU wieder ein Gesetz, das es in kurzer Zeit umzusetzen gilt. Mit der Novelle des EnWG, der Anpassung der Strom- und GasGVV, der Umgang mit Post-EEG-Anlagen oder der Umsetzung des Themas Redispatch 2.0 wird es wahrlich nicht langweilig bei der Umsetzung der neuen gesetzlichen Vorschriften in der Energiewirtschaft.

Dabei bieten sich die neuen Vorschriften der FFVAV zur digitalen Ablesung von Wärmemengenzählern an, näher betrachtet und beleuchtet zu werden. Aus diesem Grund wollen wir in diesem Blogbeitrag einen genaueren Blick auf die möglichen Mehrwerte und Einsatzpotenziale der durch Wärmemengenzähler gewonnenen Daten werfen.

Digitale Ablesung von Wärmemengenzählern – Auswahl der Datengrundlage

Die Datengrundlage ist ein entscheidender Faktor, wenn es darum geht, welche Mehrwerte sich mit digital ablesbaren Wärmemengenzählern gewinnen lassen. Allein aus Sicht der regulatorischen Anforderungen ist dies relativ einfach, da ein monatlicher Ablesewert zur Erfüllung der Abrechnungs- bzw. Informationspflicht genügt. Es bietet sich jedoch an, die Daten in einer höheren Granularität zu übermitteln. Grob kann die Übermittlungsrate in den Kategorien jährlich, monatlich, täglich, stündlich, zeitnah in Form weniger Minuten oder in Echtzeit, in wenigen Sekunden liegen.

Hierbei bietet es sich an, die Daten aus der digitalen Ablesung von Wärmemengenzählern z. B. zur Ermittlung von fehlerhaften oder falsch angepassten Stationen zu nutzen. Auch ist eine Überwachung der Temperaturwerte im Fernwärmenetz möglich, um Verletzungen der Vor- und Rücklauftemperaturen zu erkennen. Dies ist zwar prinzipiell auch mit monatlichen Werten möglich, welche die FFVAV maximal fordert, es ist jedoch schwieriger, auf Grundlage der geringeren Datenbasis abzuschätzen, ob es sich um eine einmalige Anomalie oder einen häufiger auftretenden Fehler handelt. Ebenso kann auf Basis der Erzeugungs- und der realen Verbrauchsdaten eine Ableitung der Höhe der Wärmeverluste getroffen werden.

Die Festlegung der Granularität der Daten hat zudem starke Auswirkungen auf die Auswahl der Technologie. Ist eine Übertragung in Echtzeit auf Sekundenebene gewünscht, scheidet der Einsatz von LPWAN-Technologien wie z. B. LoRaWAN aus, da damit ein Verstoß gegen den Duty-Cycle vorliegen würde. Eine Übertragung ab einem Intervall von 15 Minuten des Zählerstandgangs, der Vor- und Rücklauftemperaturen sowie des Betriebsdrucks stellt hingegen kein Problem dar.

Werden Schaltmaßnahmen auf Basis der übertragenen Daten im Fernwärmenetz z. B. bei einem Großverbraucher durchgeführt, ist die digitale Ablesung von Wärmemengenzählern ggf. als kritischer Prozess einzustufen. Hier sind robustere Techniken, wie das Mobilfunknetz, 450LTE oder eine kabelgebundene Anbindung an das evtl. eigene Glasfasernetz besser geeignet.

Mehrwerte und Datengranularität von digitaler Ablesung von Wärmemengenzählern

Digitale Ablesung von Wärmemengenzählern – Wahl der Übertragungstechnik

Die Auswahl der geeigneten Technologie für die Anbindung mit Mobilfunk, 450LTE, LoRaWAN, NB-IoT, ggf. ergänzt um Konzentratoren, ist vom jeweiligen Netz abhängig. Grundsätzlich stellt sich für das FVU die Frage, in welchen Technologien es bereits über Erfahrungen und ggf. schon Infrastruktur verfügt. Favorisiert das FVU den Einsatz einer eigenen Konnektivitätslösung, die es selbst verwalten kann, ist der Aufbau eines eigenen LoRaWAN- oder 450 MHz-Netzes möglich. Bei Letzterem sind die Lizenzgebühren mit der 450connect zu klären. Stehen jedoch nicht genug geeignete Standorte zur Errichtung des Netzes zur Verfügung, kann es sich anbieten, die Wärmemengenzähler mit einer bestehenden Kommunikationslösung zu vernetzen. Im Fokus stehen hier aktuell zum einen das Mobilfunknetz und zum anderen das LPWAN-Netz der deutschen Telekom NB-IoT, das ähnliche Eigenschaften wie das LoRaWAN aufweist.

Befinden sich die eigene Erzeugungsanlage und die Standorte der Messstellen in größerer Zahl in unmittelbarer Nähe, so kann sich der Einsatz von Konzentratoren anbieten. Dabei wird ein Konzentrator an einem möglichst hohen Punkt auf dem Werksgelände, wie z. B. einem Schornstein, befestigt. Dieser sammelt dann die Daten in einem Radius von einigen 100 Metern ein. Solche Systeme sind jedoch meist kostenintensiver und lohnen sich erst ab einem gewissen Schwellenwert.

Die Einsatzmöglichkeiten von Übertragungstechnologien sind für Wärmemengenzähler mittlerweile so vielfältig, dass jedes FVU vor der Entscheidung stehen wird, den eigenen Technologiemix zu finden. 

Digitale Ablesung von Wärmemengenzählern – Mehrwerte und Einsatzpotenziale

Wie bereits im zweiten Kapitel angedeutet, lassen sich die Wärmemengenzähler neben der klassischen Abrechnung auch für weitere Einsatzzwecke nutzen.

An dieser Stelle sei die Annahme getroffen, dass das FVU entscheidet, dass eine Übermittlung in 15-Minuten-Intervallen ausreichend ist, da durch die thermische Trägheit eine Überwachung auf Sekundenebene nicht erforderlich ist.

Einen groben Überblick über die Verwendungsmöglichkeiten der Daten zeigt die folgende Abbildung. Dabei können die Daten der Wärmemengenzähler zur Kapazitätserweiterung und Analyse der Auswirkungen des Anschlusses weiterer Kunden bestimmt werden. Ebenso können die Daten in die bestehende Wärmemengenprognose integriert werden, um die Prognosegenauigkeit zu erhöhen und damit perspektivisch Brennstoff einzusparen. Gleichzeitig bietet das flächendeckende Netz von Wärmemengenzählern einen Überblick über den Betriebszustand des Fernwärmenetzes. Dabei können Schwellen- oder Grenzwerte überwacht und Mitarbeiter über entsprechende Störungen informiert werden. Ebenso kann die Anschlussleistung des Kunden überwacht und bezüglich potenzieller Vertragsverletzungen analysiert werden.

Mehrwerte digitale Ablesung Wärmemengenzähler

Fazit

Die Daten aus digital ablesbaren Wärmemengenzählern bieten insgesamt ein breiteres Anwendungsspektrum als zuerst vielleicht angenommen. Statt den Fokus nur auf die Abrechnung zu legen, lassen sich mit den Daten viele zusätzliche Mehrwerte generieren, sofern die Daten in einer höheren Granularität übermittelt werden. Hier muss sich das FVU entscheiden, in welcher Granularität die Daten benötigt werden und die dementsprechend passende Übertragungstechnologie auswählen. Sind bestimmte Messpunkte für die Steuerung des Betriebs von besonderer Relevanz, ist dies bei der Auswahl der Übertragungstechnologie auch zu berücksichtigen.

Getrieben durch die EED-Richtlinie und die FFVAV beschäftigen sich immer mehr EVUs und FVUs mit der Digitalisierung von Wärmemengenzählern. Hier sollte der Fokus jedoch nicht nur auf die Pflicht zur Ablesung gelegt, sondern auch die Möglichkeit weiterer Optimierungspotentiale, wie z. B. das Monitoring oder die Optimierung von Prognose und Steuerungsprozessen, mitberücksichtigt werden.Durch die Auswahl der geeigneten Mess- und Übertragungstechnik zur Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften direkt zu Beginn des Projekts, kann dann im Anschluss die Kür mit der Optimierung des Netzes begonnen werden. Eine Minimierung zusätzlicher Investitionen ist so möglich.

Bei Fragen zu diesem Blogbeitrag meldet euch gerne. Wenn euch der Artikel gefallen hat, abonniert gerne unseren Blog.

Marcel Linnemann

Geschäftsfeldentwickler IoT | Wirt. Ing. Energiewirtschaft M.Sc
Marcel Linnemann ist Product Owner im Bereich digitale Netze und Wirt. Ing. für Energiewirtschaft M.Sc. Zusätzlich ist er im Innovationsmanagement der items tätig sowie Autor diverser Fachbücher und -artikel rund um die Thematiken der Energiewirtschaft und der Transformation des Energiesystems.

Aktuelle Beiträge