European Data Act: Auswirkungen auf die europäische Datenwirtschaft und die Kommunalwirtschaft

Wir produzieren und verwenden immer größere Datenmengen, weshalb der Bedarf an Regularien und Mechanismen für einen sicheren und zugleich innovationsfördernden Umgang wächst. Mit einem Bündel neuer Rechtsnormen möchte die Europäische Union die Entwicklung einer wettbewerbsfähigen europäischen Datenwirtschaft beschleunigen. Um den Zugang zu Daten und deren gemeinsame Nutzung zu erleichtern sowie die Vorschriften über den rechtlichen Schutz von Datenbanken auf den neusten Stand zu bringen, hat die EU-Kommission einen Vorschlag für ein neues Datengesetz (den sog. Data Act) vorgestellt. Dieser nimmt insbesondere Industriedaten und Daten aus vernetzten Produkten sowie Cloud- und Edge-Diensten in den Fokus und könnte damit auch für die deutsche Kommunalwirtschaft einige wichtige Veränderungen mit sich bringen. 

Die Bedeutung der europäischen Datenwirtschaft 

Daten stehen heute im Zentrum der Aufmerksamkeit, wenn es um die Erreichung umweltbezogener, wirtschaftlicher und sozialer Ziele einer nachhaltigen Entwicklung geht. Anders als andere Ressourcen, sind Daten eine schier endlose Quelle des Wissens und bilden die Grundlage für Prognosen und Entscheidungen, die zur Bewältigung aktueller und künftiger Herausforderungen beitragen. 

Angesichts eines rasanten Anstiegs des weltweit produzierten Datenvolumens und den damit verbundenen Chancen für neue, datengetriebene Geschäftsmodelle rückt die volkswirtschaftliche Bedeutung von Daten immer stärker ins Blickfeld. Auch auf europapolitischer Ebene wird der zielgerichtete Einsatz von Daten als Grundvoraussetzung für die zukunftsfähige Entwicklung der EU und seiner Mitgliedsstaaten aufgefasst. Bis 2025 rechnet die EU-Kommission mit einer Verfünffachung des weltweiten Datenvolumens. Der Wert der Datenwirtschaft wird sich Schätzungen zufolge für die 27 EU-Staaten im selben Zeitraum auf etwa 829 Milliarden Euro verdreifachen. Gleichzeitig rechnet die Kommission mit einer Verdopplung der EU-Datenfachkräfte auf ca. 10,9 Millionen Menschen.1 

Die Verfügbarkeit großer Datenmengen ist für den Einsatz zahlreicher Zukunftstechnologien unabdingbar. So sind bspw. statistische Modelle des maschinellen Lernens zur Erkennung von Mustern und Gesetzmäßigkeiten auf eine große Zahl von repräsentativen Trainingsdaten angewiesen. Im Zusammenhang mit den wandelnden Marktanforderungen haben viele Unternehmen erkannt, dass es zunehmend wichtiger wird, nicht nur selbst erzeugten Daten zu nutzen, sondern ein Austausch von Daten im Branchenkontext neue Potenziale für datengetriebene Innovationen eröffnet. Oftmals kollidieren diese Potenziale jedoch mit Problemen bei der Verfügbarkeit, Qualität, Organisation, Zugänglichkeit und gemeinsamen Nutzung der generierten Daten.  

Als unerschöpfliche Ressource lassen sich Daten im Grunde beliebig oft und ohne Qualitätsverluste verwerten und über große Distanzen teilen. Weil Daten für die meisten Marktakteure strategische Produktions- und Wettbewerbsfaktoren sind, stehen viele einem freien Datenverkehr jedoch kritisch gegenüber. Sie befürchten Wettbewerbsnachteile oder Sicherheitsrisiken, wenn sie ihre Daten Mitbewerbern preisgeben. Wie in Wirtschaftsbereichen entstehen in der Datenökonomie mitunter Marktasymmetrien, die dazu führen, dass einzelne Datenmärkte von einer kleinen Zahl großer, überwiegend nicht-europäischer Technologiekonzerne beherrscht werden.  

Trotz der Unmengen an produzierten Daten, wird bislang nur ein Bruchteil des eigentlichen Potenzials ausgeschöpft. Laut Angaben der EU-Kommission würden rund 80 % aller anfallenden Industriedaten niemals genutzt, weshalb eine Förderung von Datennutzung und den Datenaustausch und damit eine Belebung der europäischen Datenwirtschaft hoch oben auf der politischen Agenda steht. In den nächsten Jahren soll der europäische Rechtsrahmen angepasst werden, um einen freien und fairen Datenverkehr über die Sektoren hinweg zu ermöglichen. 2 

Die europäische Datenstrategie

Im Februar 2020 veröffentlichte die EU-Kommission die europäische Datenstrategie – einen Rahmenplan für den digitalen Wandel der EU, welcher den Austausch und die Nutzung von Daten erleichtern sowie die Entwicklung eines EU-Binnenmarkts für Daten fördern soll. Hierin enthalten sind vier strategischen Säule: 

  1. Schaffung eines sektorübergreifenden Governance-Rahmens für den Zugang zu und die Nutzung von Daten. 
  1. Förderung von Investitionen in Daten, Dateninfrastrukturen 
  1. Stärkung der Kontrolle des Einzelnen über seine Daten und digitaler Kompetenzen 
  1. Schaffung von gemeinsamen, sektorspezifischen europäischen Datenräumen (Data Spaces) in verschiedenen strategischen Sektoren und Gesellschaftsbereichen von öffentlichem Interesse. 

Mit der Datenstrategie wird eine enge Verzahnung der Digitalpolitik mit der Umsetzung des europäischen Grünen Deals betont. Die Dekarbonisierung und der Übergang zu einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft stehen somit im Fokus einer innovativen Datennutzung. Die Strategie selbst enthält noch keine verbindlichen Verordnungen oder Richtlinien, sondern bildet die strategische Grundlage für folgende Gesetzgebungen und flankierende Maßnahmen. 

Der europäische Data Act

Am 22.02.2022 hat die EU-Kommission einen Vorschlag für ein europäisches Datengesetz, den sogenannten „Data Act“ (Datengesetz) vorgelegt. Die Gesetzgebungsinitiative zum Datengesetz ist zentraler Baustein der europäischen Datenstrategie und ergänzt den am 23. Juni 2022 in Kraft getretenen Data Governance Act. Flankiert wird der Data Act zudem vom Digital Services Act (dt. Gesetz über digitale Dienste) und dem Digital Market Act (dt. Gesetz über digitale Märkte), zwei Gesetzesvorhaben über digitale Dienste beziehungsweise digitale Märkte vom November 2022, die insbesondere große marktbeherrschenden Digitalkonzerne (insb. Online-Plattformen und Suchmaschinen) regulieren sollen. 

Während der Data Governance Act Verfahren, Strukturen und Systeme für die grenzüberschreitende, gemeinsame Datennutzung von Unternehmen, Einzelpersonen und der öffentlichen Hand schafft, soll der Data Act die Bedingungen, unter denen Datenwertschöpfung erfolgen kann, definieren und die Regelungen zur Nutzung und zum Teilen von Daten über Branchengrenzen hinweg harmonisieren. Ziel des Data Acts ist es, Rechtssicherheit für gemeinsame Datennutzung im B2B- (Business-to-Business), B2C- (Business-to-Consumer) und B2G-Bereich (Business-to-Government) zu schaffen, datenbezogene Rechte von Nutzern vernetzter Dienste und von Clouddiensten zu stärken sowie Marktungleichgewichte zuungunsten kleinerer Unternehmen zu verringern.  

Der Entwurf der EU-Kommission für den Data Act wurde bereits vom EU-Parlament mit großer Mehrheit beschlossen und wird im nächsten Schritt innerhalb von Trilog Verhandlungen weiterverhandelt. Sobald eine Einigung erzielt ist, kann das Gesetz verabschiedet werden und in Kraft treten. Dies könnte bereits Ende 2023 der Fall sein, wodurch mit einem Inkrafttreten bereits Ende 2024 zu rechnen wäre. 

Der Data Act wird im Wege einer Verordnung erlassen. Europäische Verordnungen entfalten – im Gegensatz zu Richtlinien – unmittelbare Wirkung in den EU-Mitgliedstaaten, ohne dass es einer nationalen Umsetzung bedarf. 

Zentrale Regelungen des Vorschlags zum Data Act in Kürze: 

  • Bereitstellungspflichten für IoT-Daten: Hersteller vernetzter Produkte bzw. faktische Datenhalter sollen künftig zur kostenlosen Herausgabe der durch die Nutzung entstandenen Daten gegenüber Nutzern verpflichtet werden. Nutzer sollen auch Dritte (z. B. Dienstleister) zum Datenzugang ermächtigen dürfen. Mit dem Data Act würde die EU-Kommission zudem zur Erarbeitung von weiteren technischen Interoperabilitätsstandards ermächtigt. 
  • Datenbereitstellungspflicht gegenüber öffentlichen Stellen: Behörden und öffentliche Stellen sollen künftig gesonderte Zugangsrechte zu Daten erhalten, die zur Bewältigung besonderer Umstände (z. B. Naturkatastrophen) erforderlich sind, sofern diese nicht anderweitig, bspw. durch Kauf, erhältlich sind. 
  • Regulierung unternehmerischer Vertragsgestaltung: Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) sollen künftig besser vor unfairen Wettbewerbspraktiken und geschützt werden. Verträge über Datenzugang und Datennutzung sollen dem Grundsatz nach fair ausgestaltet werden. 
  • Datenübertragbarkeit: Anbieter von zwischen Datenverarbeitungsdiensten (z. B. Cloud- und Edge-Dienste) sollen künftig Nutzern einen einfachen Wechsel zwischen Anbietern ermöglichen und entsprechende technische Kompatibilitäten sicherstellen von Datenverarbeitungsdiensten und damit den reibungslosen Wechsel zu gewährleisten. 
  • Einschränkung Datenbankherstellerrecht: Im Vorschlag zum Datengesetz werden zudem bestimmte Aspekte der EU-Datenbank-Richtlinie aus dem Jahre 1998 zum rechtlichen Schutz von Datenbanken überarbeitet. . Um Investitionen in die strukturierte Darstellung von Daten zu schützen, sieht diese bislang ein spezifisches Schutzrecht (auch sui-generis-Recht) für Strukturen (nicht aber die enthaltenen Daten) von Datenbankwerken vor. Im Vorschlag zum Data Act wird dieses Schutzrecht spezifiziert und eingeschränkt. So sollen Datenbanken, die Daten von Geräten und Objekten des Internets der Dinge enthalten, künftig keinem gesonderten Rechtsschutz unterliegen. Dies soll die vom Gesetz angestrebte Erleichterung des Datenzugangs und der Datennutzung garantieren. 

Bedeutung des Data Acts für die Kommunalwirtschaft 

Kommunale Unternehmen sollten beim Data Act hellhörig werden, denn der Gesetzesentwurf bringt weitreichende Änderungen für datengenerierende Dienste und Produkte mit sich, die schon in der Produktentwicklung Berücksichtigung finden müssten.  

Besonders relevant für kommunale Unternehmen: Vernetzte Produkte und Dienste müssten dem Entwurf entsprechend künftig so konzipiert und hergestellt werden, dass sie Nutzenden die bei der Nutzung generierten Daten standardmäßig und kostenfrei zugänglich machen. Diese Herausgabepflichten beträfen insbesondere IoT-Daten aus Sensoren und Messsystemen, bei denen kommunale Unternehmen selbst als Datenhalter gelten.  

Für kommunale Unternehmen verbessert sich voraussichtlich die Datenverfügbarkeit, wenn Herausgabe bzw. das Teilen von Daten im B2B Kontext gefördert wird. Zudem schafft die Kommission mehr Rechtssicherheit im digitalen Raum. Gleichzeitig könnten aber auch wirtschaftliche Anreize zum Erheben von Daten sinken, wenn künftig geschäftskritische Daten geteilt werden müssten, wodurch Zielsetzungen der europäischen Datenstrategie konterkariert werden könnten. 

Das Datengesetz statuiert neben der Herausgabepflicht für Unternehmen gegenüber Nutzern eine gesetzliche Datenbereitstellungspflicht gegenüber öffentlichen Stellen: In außergewöhnlichen Situationen und Notlagen soll es öffentlichen Stellen zur Wahrung von Aufgaben im öffentlichen Interesse möglich sein, auf Daten, die sich im Besitz von Unternehmen befinden, zuzugreifen.  

Von dem im Vorschlag angekündigten vereinfachten Anbieterwechsel zwischen Datenverarbeitungsdiensten profitieren auch kommunale Unternehmen und Kommunen, die in Vergangenheit mitunter der Marktmacht großer Technologiekonzerne und Lock-In-Effekten ausgesetzt waren. 

Offene Fragen

Der Vorschlag zum Data Act lässt noch einige Fragen offen, die z. T. bereits im Rahmen eines öffentlichen Konsultationsprozesses von Verbänden und Interessensvertretungen thematisiert wurden:  

Eindeutige begriffliche Definitionen 

Der aktuell im Entwurf verwendete Begriffe wie Daten, Datenhalter, Produkt sehr weit und unpräzise, wodurch der Anwendungsbereich der Verordnung und die betroffenen Stellen nicht klar umrissen werden können. Hier sind noch einige begriffliche Klarstellungen erforderlich. 

Haftungsansprüche und Schutz sensibler Daten 

Wenn Unternehmen zur Herausgabe von Daten gegenüber Nutzern ihrer Produkte und Services verpflichtet werden, stellt sich die Frage, inwieweit hiermit eine Haftung für Korrektheit und Vollständigkeit einhergeht. Gerade weil mit der Bereinigung und Validierung von Datenbeständen häufig ein zusätzlicher Aufwand beim Dateninhaber entsteht, könnte durch etwaige Haftungsansprüche der wirtschaftliche Anreiz zum Datensammeln eingeschränkt werden. 

Der Data Act enthält zum Zweck des Schutzes von Geschäftsgeheimnissen bislang noch eher uneindeutige Regelungen, die Daten von Betreibern kritischer Infrastrukturen noch nicht erfassen. In dieser Hinsicht ist eine Erweiterung der Ausnahmen von Datenbereitstellungspflichten sinnvoll. 

Verhältnis zu Open-Data-Regeln und Datenschutzgrundverordnung (DSGVO) 

Wenn es um das Teilen von Daten geht, sind die Bestimmungen der Open Data Richtlinie (ehm. PSI-Richtlinie) als weiteres wichtiges Element der europäischen Datenpolitik sowie daran anschließende Regelungen relevant. So wurde bspw. mit der Durchführungsverordnung (EU) 2023/138 zur Bestimmung hochwertiger Datensätze, sog. „High Value Datasets“ (HVD) vom Januar 2023 der Druck auf alle öffentlichen Stellen erhöht, einen offenen Zugang zu hochwertigen Datenbeständen zu schaffen. In bestimmten Fällen sind hiervon auch Daten kommunaler Unternehmen betroffen. 

Gemäß Art. 17 Abs. 3 des Data Act-Entwurfs (bzw. Erwägungsgrund 62) sind jedoch Daten, die unter den Data Act fallen von den Bestimmungen der Open Data-Richtlinie ausgenommen. Hier ist eine Klarstellung erforderlich, was das Verhältnis des Data Acts zu Regelungen der Open-Data-Richtlinie sowie der HDV-Verordnung betrifft. Da gerade Unternehmen der Kommunalwirtschaft häufig über personenbezogene Endkundendaten verfügen, ist zudem eine eindeutige Klärung des Verhältnisses zur Datenschutzgrundverordnung (DSGVO) erforderlich. 

Verhältnis zum Smart-Metering 

Der Bundestag hat das Gesetz am 20. April 2023 das Gesetz zum Neustart der Digitalisierung der Energiewende beschlossen, das in Verbindung dem Messstellenbetriebsgesetz den Smart-Meter-Rollout beschleunigen soll. Spätestens ab 2025 sollen hierdurch alle Verbraucher intelligente Zähler nutzen können; bis 2032 sollen sie Pflicht werden. Im Interesse von Datenschutz und IT-Sicherheit unterliegen die Daten zu Erzeugung, Verbrauch und Netz-zustand besonderen Schutzstandards. Die Bundesregierung ist in der Pflicht, das Verhältnis des Data Acts zu nationalen Bestimmungen für das Smart Metering und den Messtellenbetrieb zu klären, um etwaige Konflikte zu vermeiden. 

Fazit 

Der Data Act kann als Paradigmenwechsels im Bereich des Datenteilens aufgefasst werden. Sollte der Gesetzesvorschlag erwartungsgemäß den Gesetzgebungsprozess erfolgreich passieren, wären Unternehmen im privaten und öffentlichen Sektor unmittelbar im Zugzwang. Einerseits sind durch die breitere Datennutzung Potenziale für Effizienzsteigerungen und die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle möglich, andererseits entstünden konkrete systemische und organisatorische Anforderungen an die Bereitstellung eigener und die Nutzung externer Daten. Gerade bei Produkten mit langen Entwicklungszyklen sollten entsprechende Anpassungen bereits frühzeitig mitgedacht werden. 

Open Data: Chancen, Pflichten und digitalpolitischer Hintergrund

  1. Open Data: Schlüsselressource für eine moderne Verwaltungs- und Versorgungsstruktur
  2. Begriffsbestimmung Open Data
  3. Rechtrahmen für Open Data
  4. Einordnung der Gesetzgebung für Kommunen und kommunale Unternehmen 
  5. Ausblick: Urbane Datenplattformen

Open Data: Schlüsselressource für eine moderne Verwaltungs- und Versorgungsstruktur

Durch die voranschreitende Ausbreitung von Informations- und Kommunikationstechnologien in allen Lebensbereichen und die zunehmende Vernetzung virtueller Dienste und Geräte mit der realen Umwelt wächst die Menge der täglich produzierten digitalen Daten exponentiell. Smartphones, Uhren, Stromzähler, Ampeln: Immer mehr physische Objekte werden heute über vernetzte Komponenten und Sensoren in das „Internet der Dinge“ eingebunden und teilen Informationen über ihre Nutzenden, Position, Umwelt oder ihren Zustand. Prognosen zufolge könnte das Volumen der weltweit generierten Datenmenge von 80 Zettabyte im Jahr 2022 auf über 180 Zettabyte im Jahr 2025 wachsen1

Dieser Trend lässt sich besonders gut anhand von analogen Gemeinschaften wie Städten und Gemeinden verdeutlichen, wo schon heute tagtäglich Vielzahl heterogener Daten von verschiedensten Akteuren für unterschiedlichste Zwecke erhoben und verarbeitet werden. Aus Sicht der Wirtschaft ergeben sich durch die innovative Nutzung dieser Daten enorme Wertschöpfungspotenziale im Hinblick auf die Optimierung bestehender Geschäftsprozessen oder die Entwicklung digitaler Produkte, Dienstleistungen und Geschäftsfelder. Daten sind so zu einer Schlüsselressource des 21. Jahrhunderts und zum wertvollsten Treibstoff einer modernen Datenökonomie geworden.  

Nicht erst seit dem Einzug des Smart City Begriffs in die öffentliche Diskussion entdecken auch Politik und Verwaltung die Chancen von Daten für eine moderne Verwaltungs- und Versorgungsstruktur. Durch die zielgerichtete Einbindung datenbasierter Prozesse in das Handeln von öffentlichen Stellen und öffentlichen Unternehmen ergeben sich für Kommunen vielfältige neue Handlungsmöglichkeiten. Durch diese kann das Leben ihrer Bewohnerinnen und Bewohner angenehmer gestaltet, Emissionen gesenkt und öffentliche Aufgaben der Daseinsvorsorge effizienter erfüllt werden. Nicht ohne Grund werden Daten heute oftmals als das neue Gold oder Öl bezeichnet, denn sie bergen enormes Wertschöpfungspotenzial. Demgegenüber erscheint es paradox, dass gerade bei öffentlichen Stellen Datenbestände existieren, denen bislang wenig Aufmerksamkeit gewidmet wird.  

Begriffsbestimmung Open Data

Im Gegensatz zu anderen Rohstoffen sind Daten eine nachwachsende, schier unerschöpfliche Ressource, die beliebig oft verwertet und ohne Qualitätsverluste auch über große Distanzen geteilt werden kann. Damit aus Daten möglichst umfassende Erkenntnisse und Rückschlüsse extrahiert werden können, ist ein systematischer, sektorübergreifender Transfer erforderlich. Viele Daten sind nur wenige Tage, oft auch nur Sekunden oder gar Sekundenbruchteile aktuell und müssen daher in Echtzeit übermittelt und verarbeitet werden. Das funktioniert nur, wenn sich alle beteiligten Akteure der Datenwertschöpfung auf Standards zum Austausch und zu Weiterverwendung verständigt haben. Das heißt, Daten müssen strukturiert gesammelt, aufbereitet, und analysiert werden – unvollständige, unstrukturierte oder nicht verständliche Daten hingegen lassen keine belastbaren Schlüsse zu. 

Und hier versteckt sich ein Kernproblem: Auch wenn Daten im Überfluss generiert werden und ihre innovative Nutzung ein hohes Potenzial für Mehrwertedienste birgt, sind Daten oftmals nur begrenzt zugänglich oder nutzbar. Regelmäßig kollidieren die Chancen mit einer fehlenden Standardisierung von Formaten und Schnittstellen, einer mangelnden Bereitschaft verantwortlicher Akteure zur Bereitstellung, entgegenstehenden Rechte Dritter oder aber juristischen Unsicherheiten.  

Um den Weg für die innovative Nutzung von Daten so frei wie möglich zu machen, wird sich auf vielen Ebenen im Sinne des Open Data Ansatzes (aus engl.: offene Daten) für eine umfassende Öffnung von Datenbeständen zum Wohle der Allgemeinheit stark gemacht. Unter Open Data werden dabei meist maschinenlesbare Daten verstanden, die jeder und jede zu jeglichem Zweck nutzen, weiterverbreiten und weiterverwenden darf. Die Forderung nach Open Data ist oft Teil von größeren Bewegungen für einen offenen, digitalen Staat (Open Government) und daher Teil von Open-Data-Strategien von Bund, Ländern und Kommunen.  

Ziel von Befürwortern des Open Data Ansatzes ist die Demokratisierung von Wissen. Hierdurch werden neue Formen der Transparenz und Beteiligung durch eine Verbesserung der Nachvollziehbarkeit von Entscheidungswegen bewirkt und Kooperation sowie die Entwicklung innovativer datenbasierter Technologien, Produkte und Dienstleistungen begünstigt. 

Echte Mehrwerte ergeben sich aus offenen Daten insbesondere dann, wenn diese organisationsübergreifend geteilt, neu verknüpft und genutzt werden, sodass neue Erkenntnisse und Zusammenhänge entstehen. Dies setzt neben offenen Schnittstellen (APIs) eine leichte Adressierbarkeit von Datenbeständen im Internet voraus. Eine konsequente Weiterentwicklung der offenen Daten sind daher die offenen, vernetzten Daten (engl. Linked Open Data). Gemeint sind hiermit frei verfügbare und nutzbare, maschinenlesbare Daten, die mittels Uniform Resource Identifier (URI) – einer eindeutigen Zeichenfolge für digitale Ressourcen- identifiziert sind. Diese können direkt per Hypertext Transfer Protocol (HTTP) – einem Standardprotokoll zur Übertragung von Websitedaten – abgerufen werden und ebenfalls per URI auf andere Daten verweisen. 

Eine Befolgung des Linked Open Data Ansatzes ermöglicht die Entwicklung von Self-Service-Mechanismen, bei denen Nutzerinnen und Nutzer eigenständig auf Daten zugreifen können und verringert somit den Verwaltungsaufwand für die Bereitstellung. Darüber hinaus wird die Datenintegration erleichtert und die Datenqualität erhöht. 

Rechtsrahmen für Open Data

Die behutsame Öffnung amtlicher Datenbestände steht schon seit den frühen 2000er Jahren hoch auf der politischen Agenda und wurde durch zahlreiche Rechtsprechungen auf Landes-, Bundes- und EU-Ebene vorangetrieben. Besonders relevant sind hierbei auf Bundesebene das Geodatenzugangsgesetz (GeoZG) als nationale Umsetzung der europäischen INSPIRE-Richtlinie (RL 2007/2/EG) sowie § 12a des E-Government-Gesetzes (EGovG) und das Datennutzungsgesetz (DNG), welche auf die PSI/Open Data-Richtlinie (RL(EU)2019/1024) der EU zurückgehen. Während die enthaltenen Pflichten und Rahmenbedingungen für die elektronische Bereitstellung öffentlich finanzierter Datenbestände primär Bundesbehörden und daran angelagerte Institutionen adressieren, formulieren die daran anknüpfenden Landesgesetzgebungen erste wichtige Weichenstellungen für Bereitstellung und Weiterverwendung kommunaler Datenbestände auf lokaler Ebene.  

Während jedoch eine klare und einheitliche Rechtsgrundlage für die Bereitstellung kommunaler Daten bislang nicht existierte, erhöht eine neue EU-Verordnung vom Januar 2023 den Druck auf alle öffentlichen Stellen, einen offenen Zugang zu hochwertigen Datenbeständen zu schaffen. Die Durchführungsverordnung (EU) 2023/138 zur Bestimmung hochwertiger Datensätze, sog. „High Value Datasets“ (HVD), legt die bereits in der PSI/Open Data-Richtlinie angekündigte Liste hochwertiger Daten fest, die binnen 16 Monaten durch alle öffentlichen Stellen der EU-Mitgliedstaaten zur Verfügung zu stellen sind. Außerdem beschreibt sie die dazugehörigen Veröffentlichungs- sowie Weiterverwendungsmodalitäten. Anders als die vorausgegangenen Open-Data-Richtlinien handelt es sich bei der Durchführungsverordnung um einen Rechtsakt, der sofort unmittelbare Gültigkeit in allen Mitgliedsstaaten entfaltet und nicht in nationales Recht umgesetzt werden muss. 

Einordnung der Gesetzgebung für Kommunen und kommunale Unternehmen 

Das Datennutzungsgesetz (DNG) setzt über die Bereitstellungspflichten des § 12 a EGovG für Bundesbehörden hinaus auch Impulse für eine Etablierung der Open-Data-Prinzipien „open by design“ und „open by default“. Dies betrifft insbesondere Ländern, Kommunen und öffentlichen Unternehmen in den Bereichen der Wasser-, Verkehrs- und Energieversorgung, was grundsätzlich zu begrüßen ist. Damit schafft das Gesetz einen konsistenten Rechtsrahmen, der den Austausch und die Nutzung öffentlicher Daten vereinfacht und damit Chancen für eine kommerzielle und nicht-kommerzielle Wertschöpfung ermöglicht. Zudem bestimmt das Gesetz die Echtzeit-Bereitstellung dynamischer Daten als Zielvorstellung, was sich vornehmlich wegen der Volatilität und der raschen Alterung bestimmter Daten gerade im Versorgungssektor als Vorteil erweisen könnte. Für kommunale Unternehmen lassen sich hierdurch zudem neuartige Geschäftsfelder und -modelle erschließen, die auf dem Austausch und der Weiterverarbeitung von Daten basieren.  

Trotz zahlreicher Forderungen existiert eine klare einklagbare Verpflichtung für die Bereitstellung der Daten jedoch bislang auf keiner Ebene. Dies stößt nicht nur in der Open Data-Szene auf Kritik, zumal fraglich ist, ob die Ziele der EU-Richtlinie und des DNG so tatsächlich erreicht werden können. Die Bundesregierung hat sich im Koalitionsvertrag vorgenommen, einen Rechtsanspruch auf Open Data einzuführen und auch in einigen Bundesländern wird der Rechtsanspruch auf Open Data zur effektiven Umsetzung der Gesetzgebungen diskutiert. Diesbezüglich sind die Erfahrungen aus früheren Gesetzgebungsverfahren jedoch eher durchwachsen. Ein weiteres generelles Optimierungspotenzial betrifft die Verbesserung von Auffindbarkeit und Interoperabilität offener Daten. Um das volle Potenzial offener Daten auszuschöpfen und eine mühelose, automatisierte Datenübertragung zu ermöglichen, sollte die Open-Data-Gesetzgebung von Anfang an noch stärker auf die Bereitstellung von Linked Open Data ausgerichtet sein.  

Wie bereits beim DNG betrifft der Anwendungsbereich der neuen HVD-Verordnung (Durchführungsverordnung (EU) 2023/138 zur Bestimmung hochwertiger Datensätze, sog. „High Value Datasets“), ausschließlich öffentliche Stellen, die im Besitz der im Anhang aufgeführten hochwertigen Datensätze sind. Dies umfasst Staat, Gebietskörperschaften, Einrichtungen des öffentlichen Rechts und Verbände, die aus einer oder mehreren dieser Körperschaften oder einer oder mehreren dieser Einrichtungen des öffentlichen Rechts bestehen. Da bis auf wenige Ausnahmen private Unternehmen weitestgehend ausgeklammert werden, besteht die Gefahr, dass öffentlich organisierte kommunale Unternehmen Wettbewerbsnachteile erfahren könnten – zulasten der Daseinsvorsorge und der Bürgerinnen und Bürger. Eine einseitige Pflicht zur Herausgabe von Daten durch öffentliche Stellen und Unternehmen erschwert es ihnen, neue datengetriebene Innovationen zu entwickeln und integrierte Geschäftsmodelle auszubauen. Insbesondere dann, wenn private Unternehmen aufgrund einer verbesserten Datenlage Gewinne in den profitablen Marktfeldern abschöpfen, während öffentliche Unternehmen die unprofitablen Bereiche der kommunalen Daseinsvorsorge bedienen müssen. Darüber hinaus ergeben sich für sie technische (und damit verbunden auch finanzielle) Herausforderungen, wenn es um einen Aufbau und die Betreuung der notwendigen Dateninfrastrukturen geht. Nicht von der HVD-Verordnung erfasst sind öffentliche Unternehmen, weshalb eine Vielzahl kommunaler Unternehmen, die bspw. in privater Rechtsform organisiert sind, herausfallen. Weitreichenden Änderungen oder Handlungsbedarfe ergeben sich für sie aus diesem Rechtsakt daher nicht.  

Anders sieht es für Kommunen aus: Für sie entsteht durch den Durchführungsakt die neue Verpflichtung, binnen 16 Monaten offene Datenzugänge zu den vorhanden behördlichen Informationen einzurichten. Gleichzeitig werden die technischen Anforderungen an die harmonisierte Bereitstellung erhöht. Zumal die technische Aufrüstung der bestehenden Systeme nicht nur Zeit, sondern auch finanzielle Ressourcen in Anspruch nehmen wird, ist hier eine zeitnahe Auseinandersetzung mit den bisher vergleichsweise wenig standardisierten Prozessen der Datenbereitstellung und dem generell geringem Digitalisierungsgrad von Verwaltungsvorgängen erforderlich. Insbesondere kleine Kommunen könnten hiermit überfordert sein. Während eine Mehrzahl größerer Kommunen bereits offene Daten bereitstellt und Strukturen sowie Verantwortlichkeiten für das Datenmanagement etabliert hat, trifft dies nur auf die Minderheit kleinerer Kommunen zu.  

Ausblick: Urbane Datenplattformen

Um Digitalisierung der Kommunen und eine datenbasierte Wertschöpfung nicht allein den großen Digitalkonzernen und den Verwaltungen zu überlassen, können hier Kooperationen im kommunalen Umfeld im Rahmen einer Digitalen Daseinsvorsorge sinnvoll sein. Von besonderer Bedeutung sollten dabei kommunale Unternehmen sein, die selbst zentrale Bereitsteller und Nutzer kommunaler Daten sind und die sich oftmals im Rahmen einer Weiterentwicklung ihres Betätigungsfeldes ohnehin bereits mit datenbasierten Prozessen auseinandergesetzt haben. Die Einrichtung und der Betrieb gemeinsamer Dateninfrastrukturen, bspw. im Rahmen einer gemeinsamen Urbanen Datenplattform könnte hierfür ein guter Anknüpfungspunkt sein und einen Silo-übergreifenden, souveränen und offenen Umgang mit kommunalen Daten befördern.  

Die kommunale Wärmeplanung – Fakten, Hintergründe und Herausforderungen 

Während die deutsche Energiewende in Vergangenheit vor allem eine Stromwende war, hinkt der Wärmesektor weit hinterher. In Zeiten von Energie- und Klimakrisen wächst daher der Bedarf an effektiven Strategien zur zukunftsfähigen Umgestaltung der Wärmeversorgung. Wie wir um letzten Beitrag schon zeigen konnten, stellt der Wärmesektor mit einem Anteil von über 50 % am Gesamtenergieverbrauch und 40 Prozent an den energiebedingten Treibhausgasemissionen einen Schlüsselbereich für die Substitution fossiler Energiequellen dar.  

Im Gegensatz zur Stromversorgung sind Wärmeströme meist kleinteiliger und heterogener, weil sie von vielzähligen Akteuren, Technologien und örtlichen Gegebenheiten geprägt sind. So gehören zu den relevanten Akteuren der lokalen Energiewende neben Politik und Verwaltung, Energieversorger, Netzbetreiber, Baugewerbe, Wohnungsunternehmen, private Eigentums- und Mietparteien, Gewerbetreibende, Industriebetriebe, Rechenzentren, Ver- und Entsorgungsbetriebe. Außerdem sind Bürgerinnen und Bürger mit ihren privaten Verbräuchen und Einspeisungen zu berücksichtigen.  

Die Wärmewende ist daher nur bedingt zentral steuerbar, weshalb neben bundespolitischen Weichenstellungen lokale Transformationspfade notwendig sind, um die oftmals unkoordiniert verlaufenden Maßnahmen vor Ort in ein strategisches Gesamtkonzept einzubinden. Hinzu kommt, dass für eine flächendeckende Wärmewende vielfältige, zumeist private Investitionen in Heizungsanlagen, Gebäude, Erzeugungskapazitäten und Netze mit hohem Kapitalaufwand und vergleichsweise langen Refinanzierungsräumen getätigt werden müssen. Planungssicherheit spielt für die Beteiligten daher eine große Rolle. Anstelle universeller Blaupausen braucht es vor allem festgelegte, lokale Ausbauszenarien, die Investitionsanreize und -sicherheit schaffen sowie ein abgestimmtes, sektorübergreifendes Handeln befördern. In Debatten um den Umbau des Wärmesektors rücken daher derzeit vermehrt kommunale Planungsbedarfe ins Blickfeld. 

Die kommunale Wärmeplanung als Instrument zur Umsetzung der lokalen Wärmewende 

Mit einer umfassenden klima- und energiepolitischen Zielarchitektur hat die Bundesregierung bereits wesentliche Weichen für den zukunftsgerichteten Umbau der deutschen Wärmeversorgung gestellt. Wie aktuelle Daten verdeutlichen, werden die Zielsetzungen bislang jedoch mit mäßigem Erfolg verfolgt.  

Häufig mangelt es gerade auf lokaler Ebene, wo die Wärmewende maßgeblich vorangetrieben werden müsste, an Orientierung und einem abgestimmten Verhalten von Beteiligten. Neben der nationalen muss somit eine weitere Maßstabsebene einbezogen werden, wo die erforderlichen Entscheidungen getroffen und Koordinierungsaufgaben stattfinden. Nur kleinräumig lassen sich die übergeordneten Zielsetzungen in konkrete Transformationspläne übersetzen, die kohärente, ineinandergreifende Investitionsentscheidungen und ein zielgerichtetes, sektorenübergreifendes von Akteuren ermöglichen. jedoch in der Bundespolitik bislang wenig bis keine Beachtung. Diese Planungsebene zwischen den klima- und energiepolitischen Zielsetzungen und konkreten Maßnahmen auf Gebäudeebene findet in der Bundespolitik jedoch bislang wenig bis keine Beachtung. 

Anders als in Deutschland stellt sich die Situation beispielsweise in Dänemark dar. Seit 1979 sind Kommunen hier durch das Wärmeversorgungsgesetz zu einer sogenannten Wärmeplanung verpflichtet. Nach den Ölkrisen von 1973 und 1979 sollte hierdurch die stark von Erdölimporten abhängige dänische Wärmeversorgung durch die Planung und den Bau von Fernwärmenetzen nachhaltig umgebaut werden. Durch eine effizientere Nutzung von Brennstoffen in Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen erhoffte man sich einen Abbau der Importabhängigkeit und eine Stabilisierung der nationalen Wirtschaft. Der dänische Ansatz basiert dabei auf einer klaren Kompetenzaufteilung zwischen der nationalen Ebene, wo politische und technischen Rahmenbedingungen bereitgestellt werden und der kommunalen Ebene, wo die Gestaltungshoheit über die konkrete Ausgestaltung der lokalen Wärmesysteme liegt. Auch wenn es zu dieser Zeit noch weniger um die Nachhaltigkeitsaspekte ging, wurde Dänemark zum mit dieser Initiative europäischen Vorreiter der Wärmewende. Inzwischen werden 63 Prozent der Haushalte mit Fernwärme versorgt. Über 60 Prozent dieser Wärme stammt aus erneuerbaren Quellen.  

Landespolitische Vorreiter der kommunalen Wärmeplanung in Deutschland 

Während die wesentliche klimapolitische Gesetzgebungskompetenz im föderalen Deutschland auf Bundesebene liegt, sind erste Bundesländer innerhalb ihrer Vollzugszuständigkeit aktiv geworden und haben nach dänischem Vorbild die kommunale Wärmeplanung als zentrales Koordinierungsinstrument für die lokale Wärmewende eingeführt. 

Im Zuge der Novelle des Klimaschutzgesetzes Ende 2021 verpflichtete. das Land Baden-Württemberg als erstes Bundesland alle Gemeinden ab 20.000 Einwohnern zur Erstellung eines kommunalen Wärmeplans bis Dezember 2023. Mit Schleswig-Holstein, Hessen und Niedersachsen folgten bereits weitere Flächenländer und verankerten das strategisch-planerische Instrument als kommunale Pflichtaufgaben in den Landesgesetzgebungen. Ziel der kommunalen Wärmeplanung ist die Entwicklung gesellschaftlich und wirtschaftlich tragfähiger lokaler Transformationspfade zur nachhaltigen Wärmeversorgung und zur Lösung bisheriger Koordinations- und Interessensprobleme im Zuge der Wärmewende. 

Hierfür wurde die Wärmeplanung in den betreffenden Bundesländern als langfristiger Multiakteur-Prozess angelegt, der stufenweise in einer Abfolge aus Bestandsanalyse, Potenzialanalyse, Aufstellung eines Zielszenarios und Maßnahmenkonkretisierung erfolgt. Zunächst werden aktuelle Wärmebedarfe, daraus resultierende Emissionen und Informationen zu Gebäuden, Wärmequellen und Infrastrukturen erfasst. Anschließend werden Wärmepotenziale (Einsparmöglichkeiten durch Sanierung, Abwärmenutzung) untersucht, um hierauf aufbauend ein Zielszenario bzw. -szenarien zu entwickeln, die in eine übergreifende Strategie und konkrete Detailplanungen überführt werden können. 

Die Qualität und Aussagekraft eines kommunalen Wärmeplans hängt dabei maßgeblich und unmittelbar von der zur Verfügung stehenden Datengrundlage ab. Für eine fundierte Wärmeplanung müssen zahlreiche Daten beschafft und verarbeitet werden. Hierzu zählen nicht nur räumlich aufgelöste Gebäudeinformationen (z. B. Gebäudetypen, Baualtersklasse, Sanierungszustand, Geschosszahl, Wärmeerzeugungsanlagen), Bedarfe, Verbräuche und Emissionen sowie Informationen zur Versorgungsinfrastruktur. Sondern auch Daten zur Nutzung der Gebäude (z. B. Anzahl der Personen bzw. Haushalte, Gewerbeart), Daten zur Erfassung möglicher Wärmequellen (z. B. Solarthermische Potenziale, Abwärmepotenziale, Erdwärme aus tiefer Geothermie) und ggf. sogar Sozialdaten spielen eine entscheidende Rolle. Um eine substantiierte Wärmeplanung zu ermöglichen, wurden Kommunen in den Ländern mit Wärmeplanungspflicht Freiheiten für die Beschaffung, Erhebung, Zusammenführung, Auswertung und Verwendung der zur Planerstellung erforderlichen personenbezogenen Daten, sicherheitskritischen Informationen und Unternehmensgeheimnisse eingeräumt. 

Mangels bundeseinheitlicher Standards besteht durch das Vorpreschen einzelner Länder aktuell jedoch die Gefahr, dass unterschiedliche Regelungen getroffen werden und uneinheitliche Lösungen entstehen. Eine Standardisierung und Vergleichbarkeit sowie ein Ausschöpfen der damit verbundenen Synergiepotenziale wird hierdurch konterkariert.  

Aktuelle Beratungen für ein Bundesgesetz zur Kommunalen Wärmeplanung 

Die Bedeutung der Kommunalen Wärmeplanung und einheitlicher Vorgehensweisen wurde auf Bundesebene erkannt und im Koalitionsvertrag für die 20. Legislaturperiode eine flächendeckende Einführung der Kommunalen Wärmeplanung angekündigt. Zur Verhinderung eines methodischen Flickenteppichs, laufen hierauf aufbauend aktuell Vorbereitungen für ein Bundesgesetz auf Grundlage der bestehenden Landesgesetze. Auf Basis von Länder- und Stakeholder-Konsultationen wurden erste Eckpunkte für das Gesetz zur Wärmeplanung bekannt gegeben:  

So soll das Gesetz Länder zur Durchführung einer Wärmeplanung verpflichten und unter Berücksichtigung nationaler Ziele einen groben Orientierungsrahmen für die Durchführung vorgeben, den Planenden gleichzeitig aber möglichst große Gestaltungsspielräume einräumen. Es ist zu erwarten, dass die Aufgabe in den meisten Ländern auf die Kommunen übertragen wird. Zu den bislang bekannt gegebenen Bestandteilen des Bundesgesetzes zählen einheitliche Fristen für die Erstellung, inhaltliche Anforderungen sowie spezielle Datenerhebungsermächtigungen für personenbezogene Daten. 

Auch wenn diese Standardisierungsbestrebungen zu begrüßen sind, gibt es noch operative Lücken, wenn es um Fragen der Finanzierung von Mehraufwänden, der Verbindlichkeit von Wärmeplänen sowie dem Verhältnis zu bestehenden Rechtsordnungen, Verträgen und Zielsetzungen geht. Zumal für eine fundierte Wärmeplanung städtebauliche und energiewirtschaftliche Zusammenhänge eng abzustimmen sind, überrascht es zudem, dass die kommunale Energiebranche bislang nur im Rahmen von Datenbereitstellungspflichten berücksichtigt wird.  

Die Rollen von Kommunen und Stadtwerken  

Die Bereitstellung und der Betrieb leitungsgebundener Energieinfrastrukturen zählen seit jeher zu den Kernaufgaben der Stadtwerke. Im Prozess der Kommunalen Wärmeplanung können und müssen sie neben Kommunen daher eine zentrale Rolle einnehmen – Und das nicht nur als Datenlieferanten, sondern auch als Vorbilder, Akteure, Beratende sowie in koordinierender und steuernder Funktion. 

Gerade kleinere Kommunen werden perspektivisch mit der komplexen Kommunalen Wärmeplanung an ihre personellen und fachlichen Grenzen stoßen. Für die Erstellung sind sie daher meist zwingend auf externe Unterstützung angewiesen. Um die operativen Lücken zu schließen und zugleich ineffiziente Parallelplanungen zu verhindern, bietet sich daher eine enge partnerschaftliche Einbindung kommunaler Versorger mit ihren Interessen, Ressourcen und ihrem Wissen in den Prozess der Wärmeplanung an.  

Energieversorgungsunternehmen besitzen durch ihr traditionell breites Aufgabenportfolio und jahrelange Erfahrung im kommunalen Kontext spartenübergreifendes Spezialwissen, das sie gezielt einbringen können. Gemeinsam mit der Kommunalverwaltung verwalten sie zudem ohnehin einen Großteil der für die Wärmeplanung relevanten Daten und stehen zugleich als Betreiber von kritischen Infrastrukturen für Vertrauenswürdigkeit und Beständigkeit im Umgang mit sensiblen Daten. 

Umgekehrt birgt die Wärmeplanung auch für die lokale Energiewirtschaft zentrale Chancen, wenn es um Planungs- und Investitionssicherheit für den Aus- und Umbau lokaler Energie- und Wärmenetze geht. Das wirtschaftliche Risiko bei der erforderlichen Infrastrukturplanung, welches durch hohe Kapitalaufwendungen und lange Abschreibungszeiträume befördert wird, kann so minimiert werden. 

Aufgrund des zuletzt gestiegenen Bedarfs haben viele Stadtwerke, die große Wärmenetze betreiben, bereits aus eigener Motivation Wärmepläne erstellt, um im eigenen Verantwortungsbereich Maßnahmen zur Energieeffizienz und/oder zur Dekarbonisierung der Erzeugung umzusetzen. Hinsichtlich der aktuellen Energie- und Klimakrise werden weitere notwendigerweise folgen müssen. Über Kooperations- und Austauschplattformen wie Civitas Connect e. V. wird hierzu der Wissenstransfer zwischen Versorgungsunternehmen und Kommunen auch überregional befördert. Das Vorwissen aus anderen Kommunen kann so gezielt für lokale Strategien für die Wärmewende genutzt werden. 

Fazit  

Die Kommunale Wärmeplanung bietet den Kommunen und der kommunalen Energiewirtschaft ein strategisch-planerisches Instrumentarium, um die Erfüllung nationaler Zielsetzungen mit lokalen Zugewinnen zu verbinden. So sorgt die Kommunale Wärmeplanung einerseits für Versorgungssicherheit, Dekarbonisierung, Klimaschutz und Importunabhängigkeit, bietet zusätzlich aber auch die Möglichkeit den lokalen Daseinsvorsorgeauftrag der Kommune zu unterstützen. Die im Zuge der Kommunale Wärmeplanung erarbeiteten integrierten und strategischen Flächen- und Infrastrukturplanungen tragen zu einer vorausschauenden Stadtentwicklungsplanung bei und erlauben es, soziale Aspekte wie Milieuschutz mit der sanierungsbezogenen Aufwertung von Wohnungen zu verbinden. Unabhängig von einer gesetzlichen Verpflichtung eröffnet eine systematische Wärmeplanung somit auch für kleinere Kommunen erhebliches Potenzial für Kosteneinsparungen und die effiziente Umsetzung von Klimaschutzzielen.  

Perspektivisch sollten bundeseinheitliche Regelung die Vergleichbarkeit kommunaler Wärmeplanungen sowie eine Übertragbarkeit von Instrumenten ermöglichen. Um eine effiziente und fundierte Wärmeplanung zu befördern, gilt es auf bundespolitischer Ebene jedoch noch zentrale operative Lücken im Hinblick auf die Finanzierung, von Mehraufwänden, die Verbindlichkeit von Wärmeplänen, dem Verhältnis zu bestehenden Rechtsordnungen, Verträgen und Zielsetzungen sowie das Zusammenwirken mit kommunalen Versorgungsunternehmen zu schließen. 

Veranstaltungsempfehlung

Beim kommenden CIVI/TALK geht es um das Thema „kommunale Wärmekonzepte“. Im Webinar wird ein Überblick zur aktuellen Lage der kommunalen Wärmeplanung (gesetzlicher Rahmen, Fördermöglichkeiten etc.) vorgestellt und durch Praxisbeispiele aus zwei Bundesländern ergänzt.

Die Online-Veranstaltung wird durch die Landesagentur NRW.Energy4Climate und Civitas Connect, unterstützt durch die EE Energy Engineers, durchgeführt.

Die Zielgruppe sind Mitarbeiter von Kommunen und Stadtwerken.

Die kommunale Wärmewende – Fakten & Hintergründe  

Durch die Energie- und Klimakrise wächst der Bedarf an effektiven Konzepten und Maßnahmen zur Steigerung von Energieeffizienz und zur Dekarbonisierung der Strom- und Wärmeversorgung. Während im Stromsektor diesbezüglich bereits deutliche Fortschritte zu verzeichnen sind, stagniert der Wärmesektor auf niedrigem Niveau. Zumal mehr als ein Drittel des gesamten Energiebedarfs in Deutschland zur Deckung des Wärmebedarfs in Gebäuden entfällt, ist das Dekarbonisierungspotenzial hier besonders groß. Da Wärme jedoch nicht beliebig weit transportiert werden kann, sind für die Dekarbonisierung des Wärmebereichs neben energiepolitischen Anpassungserfordernissen lokale Strategien auf Ebene von Kommunen, Ortsteilen, Quartieren und Gebäuden wichtig. Für Kommunen entstehen hieraus neue Planungserfordernisse, um unausgeschöpfte Effizienz- und Einsparpotenziale sichtbar zu machen, realistische Szenarien zu entwickeln und lokal abgestimmte Maßnahmen abzuleiten.  

(Geo-)Politische Hintergründe 

Im Zuge der Änderung des Klimaschutzgesetzes vom 31. August 2021 hat die Bundesregierung die Klimaschutzvorgaben mit Blick auf die europäischen Klimaziele verschärft und das Ziel der Treibhausneutralität auf 2045 vorgezogen. Bis 2030 sollen die Emissionen bereits um 65 % gegenüber dem Jahr 1990 sinken. Die Dekarbonisierung des Strom- und Wärmesektors wird hierbei als elementarer Baustein zur Erreichung der Treibhausgasminderungsziele hervorgehoben. Dies ist wenig verwunderlich, wenn man bedenkt, dass energiebedingte Emissionen im Jahr 2020 etwa 83 % der deutschen Treibhausgas-Emissionen ausmachten. Anknüpfend an das Bundes-Klimaschutzgesetz wurden zahlreiche Beschlüsse und Reformpakete auf den Weg gebracht, welche die formulierten Ziele mit Maßnahmen konkretisieren. Insbesondere wird hierbei auf eine forcierte Nutzung von erneuerbaren Energien und eine Steigerung der Energieeffizienz durch sektorenspezifische Grenzwerte und Minderungsziele sowie verbindliche Vorgaben für den Ausstoß, Handel und Ausgleich von Emissionen abgezielt. 

Trotz ambitionierter Zielsetzungen wächst jedoch die Umsetzungslücke in der nationalen Energie- und Klimapolitik. Nach einem pandemiebedingten Abfall steigt der Energieverbrauch im Zuge einer wirtschaftlichen Teilerholung im Jahr 2021 gegenüber den Vorjahren wieder deutlich. Erstmals verzeichnete Deutschland zudem sogar einen Rückgang der erneuerbaren Energien im Strommix bei gleichzeitig deutlichem Anstieg der Treibhausgasemissionen. Zuletzt belastete der völkerrechtswidrige Angriff Russlands auf die Ukraine und der damit einhergehende Zusammenbruch von geopolitischen Handelsbeziehungen die ohnehin angespannte Lage auf den Energiemärkten erheblich. Große Preissprünge und Lieferengpässe auf dem Energiemarkt führten nicht nur zur Verunsicherung auf den Finanzmärkten und damit zu einer Verschlechterung des Investitionsklimas, sie machten auch auf schmerzliche Weise die immense Importabhängigkeit und Verwundbarkeit der europäischen Energieversorgung deutlich. Eine zeitnahe Abkehr von fossilen Energieträgern zur Verringerung der Abhängigkeit von Energieimporten wird somit auch als Faktor zur Erhöhung der Versorgungssicherheit wichtiger.   

Die Wärmewende als zentraler Baustein zur Erreichung der Klima- und Energieziele

Während die Energiewende bislang vorrangig eine „Stromwende“ war, hinken der Wärmesektor ebenso wie der Verkehrssektor weit hinterher. So heizt nach wie vor fast die Hälfte der deutschen Haushalte (49,5 %) mit fossilem Erdgas, ein weiteres Viertel (24,8 %) mit Heizöl. Bei den neu installierten Heizungen macht Erdgas sogar rund 70 % aus. Erneuerbare Energien machen in Wärmenetzen einen Anteil von knapp 18 % aus. Zum Vergleich: Der Anteil erneuerbarer Energien im Stromsektor lag zuletzt bei 41 Prozent (2020: > 45 %).   

Mit einem Anteil von über 50 % am gesamten Endenergieverbrauch und 40 % an den energiebedingten CO₂-Emissionen, stellt der Wärmesektor in Deutschland einen zentralen Schlüsselbereich zur Substitution fossiler Energieträger dar. In den privaten Haushalten werden sogar über 90 % der Endenergie für Wärmeanwendungen verbraucht, im Sektor Gewerbe, Handel, Dienstleistungen über 60 % und auch in der Industrie hat Prozesswärme mit über 60 % den größten Anteil am Endenergieverbrauch. Analog zur Energiewende muss daher dringend die Transformation der Wärmeversorgungssysteme in den Fokus gerückt werden. Entscheidend hierfür ist ein Umbau der Wärmeversorgung auf Basis von erneuerbaren Energien, Energieeinsparungen und Energieeffizienz. 

Übersicht Endenergieverbrauch erneuerbarer Energien

Angesichts stetig wachsender Energiebedarfe, steigender Emissionen, hoher Preisvolatilität steht der Wärmesektor vor einem größeren Transformationsdruck. Dies betrifft nicht nur die Erschließung regenerativer Energieträger, sondern auch Technologien und Infrastrukturen für die Bereitstellung. Mit der Abkehr von fossilen Brennstoffen und dem damit einhergehenden Ausbau volatiler erneuerbarer Energien gehen zahlreiche neue Planungs- und Investitionserfordernisse einher. Diese betreffen neben kostenintensiven Sanierungen im Gebäudebereich insbesondere auch infrastrukturelle Anpassung der Wärmenetze zur Gewährleistung einer stabilen und zugleich klimafreundlichen Wärmeversorgung.

Jüngste geopolitische Ereignisse werfen zudem energiepolitische Fragen der Versorgungssicherheit und -gerechtigkeit auf und zeigen, dass bei einer Transformation der Energieversorgung neben technischen Aspekten immer auch räumliche, zeitliche, wirtschaftliche, soziale sowie kulturelle Dimensionen des Umbaus mitzudenken sind.  

Die Einbindung dezentraler, regenerativer Erzeugungsanlagen, neuer Verbrauchsarten (z. B. E-Mobilität), Energiequellen und Technologien (Stichwort: Power-to-X) sowie der Ausbau von Sektorenkopplung sind nur einige von vielen neue Anforderungen an eine zukunftsorientierte Weiterentwicklung des lokalen Wärmenetzes, die eine umfassende Wärmewende zu einer komplexen und sektorenübergreifenden Aufgabe machen.

Nationale Umsetzung der Wärmewende hinkt hinterher 

Um den Umsetzungsstand der Energiewende im Wärmebereich zu beleuchten, ist neben der Betrachtung des Status Quo ein Abgleich mit Zielvorgaben des Bundesklimaschutzgesetzes (KSG) belangreich, welches nationale Klimaschutzziele und maximale Treibhausgasemissionsmengen für die einzelnen Sektoren festlegt. Auffällig ist, dass der Wärmesektor trotz seines hohen Anteils an Endenergieverbrauch und energiebedingten CO₂-Emissionen nicht als eigener Sektor mit eigenen Zielkorridoren aufgeführt wird, sondern lediglich als Schnittmenge insbesondere der Sektoren Energiewirtschaft, Industrie und Gebäude auftaucht. Minderungsziele für den Wärmebereich finden sich entsprechen in verschiedenen Gesetzen auf, u. a.: 

  • im Gebäudeenergiegesetz (GEG), das Ende 2020 die Energieeinsparverordnung (EnEV) ablöste, 
  • im Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG), das im Januar 2009 in Kraft trat
  • im Brennstoffemissionshandelsgesetz (BEHG) mit der CO₂-Bepreisung fossiler Energieträger 

Wie aktuelle Daten verdeutlichen, wird den klima- und energiepolitischen Zielsetzungen im Wärmesektor bislang zudem mit mäßigem Erfolg nachgegangen. Das im Energiekonzept 2010 vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) formulierte Ziel, den Wärmebedarf in Gebäuden bis 2020 um 20 % gegenüber 2008 zu reduzieren, wurde nach einem Anstieg 2019 mit einem Minus von 10,9 % nur knapp zur Hälfte erreicht.  

Auch die Entwicklung der erneuerbaren Energien im Wärmesektor zeigte sich in den vergangenen Jahren noch wenig dynamisch, wie bspw. Daten zeigen, die die Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat) seit 2004 regelmäßig erfasst. Zwar stieg der Anteil erneuerbarer Energien für Wärme und Kälte im Jahr 2021 um 1,2 Prozentpunkte auf 16,5 %, jedoch wird die erneuerbare Wärmeversorgung stark von verschiedenen Formen der Biomasse dominiert. Von diesen macht die feste Biomasse – sprich Holz – und damit ein potenziell begrenzter, bedingt nachhaltiger Rohstoff den weitaus größten Anteil aus. Hierbei zeigen sich auch langfristige Pfadabhängigkeiten, die sich aufgrund jahrzehntelanger Anreize bildeten.  

Lokale Umsetzung der Wärmewende 

Bei der Suche nach Ursachen für eine mangelnde Zielerreichung fällt der Blick schnell auf die lokale Ebene, wo es bspw. gilt, die energetische Sanierung im Gebäudebestand voranzutreiben, dezentrale Energiequellen einzubinden, Abwärme-Potenziale zu erschließen und Wärme-Verteilnetze zu entwickeln.  

Im Vergleich zum Strommarkt ist die Wärmeversorgung jedoch wesentlich kleinteiliger und von heterogenen Akteuren und Infrastrukturen geprägt. Hinzu kommt, dass die Energiewende im Wärmebereich hierbei bislang überwiegend unter der Zielsetzung eines klimaneutralen Gebäudebestands durch energetische Sanierung diskutiert wird. Mit Sanierungsquoten, EE-Vorgaben für Heizungsanlagen oder Anreizprogramme für Renovierungsmaßnahmen werden fast ausschließlich öffentliche und private Eigentümerinnen und Eigentümer von Gebäuden als zentrale Akteure der Wärmewende adressiert. Neben vielen Millionen Gebäudeeigentümer:innen gibt es jedoch unzählige Möglichkeiten den Wärmebedarf zu decken – vom Ölkessel im Keller über Gasheizungen bis hin zur Wärmepumpe oder Solarthermieanlage. Nicht selten verlaufen die für die Wärmewende notwendigen Planungs- und Investitionsmaßnahmen vor Ort daher unkoordiniert und unabgestimmt. Gerade in Ballungsräumen, die naturgemäß von starken Interdependenzen geprägt sind, kommt es so zu ineffizienten Lösungen und unausgeschöpften Synergiepotenzialen. Ohne eine übergeordnete Koordinierung sind die bundespolitischen Zielsetzungen in Anbetracht der Komplexität lokaler Wärmesysteme somit kaum erreichbar. 

Die Ebene zwischen den zu erreichenden klima- und energiepolitischen Zielsetzungen und konkreten Maßnahmen – die Planungsebene – wo überordnete Vorgaben in lokalspezifische Zielpfade übertragen und kohärente, strategische Entscheidungen über die zur Verfügung stehenden Handlungsoptionen getroffen werden, findet jedoch in der Bundespolitik bislang wenig bis keine Beachtung.  

Im Sinne der kommunalen Selbstverwaltung sollte es hierbei den Kommunen obliegen, die Maßnahmen im Gemeindegebiet gemeinsam mit zentralen Akteuren im Gemeindegebiet zu koordinieren, bspw. mit rechtsverbindlichen Festsetzungen in Kommunalverfassungen, Gemeindeordnungen oder Bebauungsplänen. Bestenfalls geschieht dies auf Grundlage ausgereifter, sektorübergreifender Konzepte, die die jeweilige Situation vor Ort bestmöglich berücksichtigen und Planungs- und Investitionssicherheit für alle Akteure schaffen. 

Fazit  

Mit einem Anteil von über 50 % am gesamten Endenergieverbrauch und 40 % an den energiebedingten CO₂-Emissionen, stellt der Wärmesektor in Deutschland einen zentralen Schlüsselbereich zur Substitution fossiler Energieträger dar. Jedoch wird den klima- und energiepolitischen Zielsetzungen im Wärmesektor bislang nur mit mäßigem Erfolg nachgegangen.  

Bei der Suche nach Gegenstrategien wird schnell klar, dass der Weg zu einer nachhaltigen, bundesweiten Wärmewende nicht über pauschale Lösungen verläuft, sondern unweigerlich lokale Konzepte erforderlich sind, die örtliche Gegebenheiten und Akteure berücksichtigen und eine strategische Abstimmung zischen Einzelmaßnahmen ermöglichen. Aufgrund der heterogenen räumlichen, wirtschaftlichen und sozialen Rahmenbedingungen, mit denen jeder Haushalt und jede Kommune arbeiten muss und der föderalen Strukturen in Deutschland wird eine zentrale Steuerung durch den Bund wie im Stromsektor kaum möglich sein. Somit obliegt es den Kommunen, den Transformationsprozess vor Ort koordiniert zu gestalten und eine langfristige Planbarkeit zu schaffen.  

IoT auf der Landesgartenschau Neuenburg am Rhein

Landesgartenschau & IoT

Landesgartenschauen entwickeln sich weiter. Von sogenannten Blümchenschauen, wie man früher gesagt hat, werden sie zu Reallaboren für innovative Ansätze. Nicht nur im Natur- und Landschaftsbereich, sondern auch im technologischen Bereich. Die Landesgartenschau in Neuenburg am Rhein in Baden-Württemberg ist eine der Ersten, die das Internet der Dinge nutzt, um Zukunftsthemen rund um das Thema Smart City zu demonstrieren. Ziel ist es, die Landesgartenschau effizienter und nachhaltiger zu gestalten. Mithilfe eines über die gesamte Landesgartenschau gelegten Netzes von Sensoren können die bnNETZE verschiedene Daten tracken, die einen Mehrwert für die Besucherinnen und Besucher sowie die Betreiber der Landesgartenschau bieten. Die Badenova hat auf ihrem Blog zum Start der Landesgartenschau alle Anwendungsfälle zusammengefasst. Nachfolgend betrachten wir drei Use Cases etwas spezifischer.

Schaut man sich das für Landesgartenschauen wichtige Wasserdargebot und die jährlichen Dürrestärken des Dürremonitors des Helmholz Zentrum für Umweltforschung an, wird schnell klar, dass wir in den Jahren 2018, 2019, 2020 und auch 2022 eine außergewöhnlich geringe Bodenfeuchte in Deutschland hatten. Laut Umweltbundesamt hat es in den Jahren 2018 um 25 %, 2019 um 7 % und 2020 ca. 10 % weniger Niederschläge im Vergleich zum Jahresdurchschnitt gegeben. Der Trend setzte sich mit Ausnahme im Jahr 2021 auch im Jahr 2022 fort. Im Juli 2022 (Stand 15.07.2022) zeigt sich im Oberboden (bis 0,30 m) fast in ganz Deutschland flächendeckend Trockenstress, teilweise extremer Trockenstress. Die Auswirkung der Dürre sind vielfältig: In der Landwirtschaft vermindert sie das Pflanzenwachstum und die Erträge, es kommt zur Erosion durch Wind und zu schlechteren Wachstumsbedingungen für Bäume und Pflanzen in urbanen Räumen.

Wie das Internet der Dinge Landesgartenschauen und schlussendlich auch urbane Lebensräume bei einem sich ändernden Wasserdargebot unterstützen kann, nachhaltig und effizient mit der Ressource umzugehen, wollen wir in diesem Blogbeitrag einmal genauer betrachten.

Welche Sensorik wurde auf der Landesgartenschau verbaut?

Auf der Landesgartenschau wurden unterschiedliche IoT-Use-Cases bedient. Für diesen Blogbeitrag wollen wir uns auf Bodenfeuchtigkeitsmessung, die Pegelstandmessung und die Lautstärkemessung fokussieren. Außerdem wurden Parkplatzüberwachung, Raumklimamonitoring, Besucherzählung, Wetterstation, Abfallmonitoring sowie das Trafostationsmonitoring realisiert.

Bodenfeuchtigkeitsmessung

Pflanzen wurzeln unterschiedlich. Je nach Art und Größe wachsen die Wurzeln in unterschiedliche Tiefen und breiten sich unterschiedlich in der Horizontalen aus. Auch das Wasserdargebot ist abhängig von der Bodentiefe und Niederschlägen unterschiedlich. Während einer kurzen Dürreperiode trocknet in der Regel nur der Oberboden bis 25 cm Tiefe aus. Jungpflanzen und Flachwurzler kommen dann nicht mehr an ausreichend Wasser. Bei schwereren Dürren, wie sie zuletzt seit den letzten Jahren in Mitteleuropa persistiert, kommt es zu einer extremen Trockenheit in Bodentiefen bis zu 1,8 m. Durch die Bodenfeuchtigkeitsmessung sollte ein effizienter und ressourcenschonender Umgang mit den vorhandenen Wasserressourcen gewährleistet werden.

Um genau zu wissen, wie hoch der aktuelle Wasserbedarf der Pflanzen auf der Landesgartenschau ist, wurden an unterschiedlichen Standorten Bodenfeuchtigkeitssensoren verbaut. An insgesamt 6 Standorten, 3x in Blumenbeeten, 2 x an Kirschbäumen (Schatten- und Sonnenplatz) und 1 x bei der Dachbegrünung eines Funktionsgebäudes, kam die Sensorik zum Einsatz. In verschiedenen Tiefen bis zu 40 cm wurde so ermittelt, wie viel Druck (in kPa) die Wurzeln benötigen, um Wasser zu ziehen.

In der Abbildung 1 ist zu sehen, wie der benötigte Wurzeldruck im Zeitraum vom 02.04. bis zum 21.09. in der Tiefe von 15 cm unter dem Beet an der Hauptbühne mitunter stark variiert. Einerseits liefern die Daten so Rückschlüsse, ob das Beet richtig bewässert wurde. Andererseits kann anhand der Momentanwerte (Abbildung 2) abgelesen werden, ob das Wasserdargebot aktuell im Optimum liegt oder nicht und gegebenenfalls nachgesteuert werden muss.


Abbildung 1 – Bodenfeuchte in 15 cm Tiefe im Zeitraum vom 02.04. – 21.09
Abbildung 2 – Bodenfeuchte in 20 und 40 cm Tiefe am Kirschbaum

Übrigens: Der Vergleich des benötigten Wurzeldrucks in 20 und 40 cm Tiefe veranschaulicht, dass Bewässerungen nicht ad hoc in tieferen Bodenschichten zur Verfügung stehen, sondern diese langsam in tiefere Erdschichten vordringen.

Die Werte lassen sich wie folgt interpretieren:

  • 0 bis 6 kPa Überversorgung / Übernässung
  • 6 bis 32 kPa Gute Wasserversorgung
  • 32 bis 80 kPa mäßige Wasserversorgung
  • 80 bis 180 kPa kritische Wasserversorgung
  • > 180 kPa keine Wasserversorgung

Pegelsonden

Mit der bereits dargestellten Prämisse, dass wir in Europa seit Jahren ein verringertes Wasserdargebot haben und in diesem Jahr die Pegelstände des Rheins die Binnenschifffahrt vor beträchtliche Herausforderungen gestellt hat, könnte davon ausgegangen werden, dass der Rheinpegel kein direktes Risiko für die Landesgartenschau darstellt. Der Rhein besitzt jedoch ein komplexes Abflusssystem. Der Pegel des Oberrheins ist eher von Sommermaxima geprägt, was bedeutet, dass der Pegel dann am höchsten ausfällt. Im Gegensatz dazu ist am Niederrhein (Bonn, Köln, Düsseldorf) aufgrund der Zuflüsse durch Main und Mosel eher Wintermaxima festzustellen. Damit die Landesgartenschau im Sommer nicht durch einen hohen Pegelstand des Rheins gefährdet wird, wurde dieser überwacht, damit im Notfall Maßnahmen hätten eingeleitet werden können.

Abbildung 3 – Rheinpegel in Metern vom 21.04. – 21.09.2022

Beim Blick auf die gemessenen Werte in Abbildung 3 ist auch schnell klar, dass wenig Niederschläge vor Ort nicht direkt einen niedrigen Pegelstand des Oberrheins bedeuten. Das Sommermaximum ist hier klar zu erkennen. Die Daten konnten in der Form vom Betreiber der Landesgartenschau genutzt werden, um die Überschwemmungsgefahr auf Stundenbasis zu überprüfen.

Lautstärkemessung


Lärmbelastung ist kein Thema, welches allein Veranstaltungsorte betrifft. Hauptverkehrsstraßen, Spiel- und Sportplätze und öffentliche Plätze stelle generell das Potenzial der Lärmbelästigung für Anwohner dar. Auf der Landesgartenschau findet ein vielfältiges, kulturelles Programm statt. Um laute Beschallung der Hauptbühne belegen zu können und datenbasiert mit den Anwohnern und Bürgern diskutieren zu können, sollte die Lautstärke im Umfeld der Bühne aufgezeichnet werden.

Abbildung 4 – Lautstärkemessung an der Hauptbühne

Auf der Grafik ist der Tag des Aufbaus auf in Rot markiert. Die Aufbauarbeiten dauerten bis ca. 1:00 nachts an und starteten wieder zwischen 5 oder 6 Uhr morgens. Die Eröffnung des Geländes für das Publikum ist durch den grünen Pfeil gekennzeichnet. Der blaue Pfeil und das Maximum der dargestellten beiden Tage ist der Zeitpunkt der Eröffnungsreden, u.a. auch durch den Ministerpräsidenten Winfried Kretschmann.

Bereitstellung & Nutzung der Messdaten

Damit aus den gesammelten IoT-Daten echte Mehrwerte entstehen konnten, wurden diese auf der IoT-Plattform gesammelt und dem Betreiber und den Besuchern zur Verfügung gestellt. Die Daten konnten direkt auf der Plattform visualisiert werden und stellten so den Betreibern und Mitarbeitern der Landesgartenschau eine breite, anschauliche Datenbasis dar, auf Grundlage derer direkte Rückschlüsse und Handlungsanweisungen getroffen werden konnten.

Darüber hinaus standen die Daten auch der Öffentlichkeit über das Public Dashboard der IoT-Plattform zur Verfügung. So waren die Messwerte überall und zu jeder Zeit abrufbar. Für anreisende Besucher mit dem Elektroauto durfte unter anderem das Parkplatzmonitoring von großem Interesse gewesen sein. Einmal angekommen, konnten die Daten auf interaktiven Bildschirmen genauer betrachtet und im Kontext des eigenen Besuchs gedeutet werden.

Fazit & Ausblick

Die Landesgartenschau stellte ein geeignetes Schaufenster dar, um diverse IoT-Anwendungsfälle einem breiten Publikum vorstellen zu können. „Uns ist es als Team der Landesgartenschau zusammen mit der bnNETZE GmbH gelungen, das Schaufenster Landesgartenschau zu nutzen und unseren Besucherinnen und Besuchern aus der trinationalen Region zu zeigen, welche Möglichkeiten durch den Einsatz der IoT-Sensorik entstehen und wie diese Arbeitsprozesse auf dem Gelände (und zukünftig auch in Kommunen) optimieren“, betont Andrea Leisinger, Geschäftsführerin der Landesgartenschau 2022.

Neben der Präsentation der Use Cases unterstützten diese vor allem auch die Betreiber der Landesgartenschau. So hebt Andrea Leisinger hervor: „Mit dem Einsatz der IoT-Sensorik auf dem Gelände der Landesgartenschau konnten wir die Transformation von einer traditionellen Landesgartenschau hin zu einer digitalen und innovativen Landesgartenschau erfolgreich anstoßen. Sie bot unseren Mitarbeitenden eine wertvolle Unterstützung bei der Optimierung verschiedenster Abläufe“.

Die hier besprochenen IoT-Anwendungsfälle stellen nur einen kleinen Teil des IoT-Portfolios der bnNETZE dar. Das Feedback der kommunalen Vertreterinnen und Vertreter bestätigt, dass alle gewünschten Anwendungsfälle abgedeckt werden konnten und dass die bnNETZE bereit sind, aus einer Kommune eine Smart City oder Smart Village zu machen, das Mehrwerte für alle Beteiligte schafft.

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Vernetzt und Nachhaltig Lebensräume entwickeln

Siedlungsräume stehen vor immer größeren Herausforderungen: Urbanisierung, Nachhaltigkeit und die gestiegene Erwartungshaltung der Bürger beeinflussen deren Entwicklung maßgeblich. Sie erwarten von ihrer Stadt bzw. dem Landkreis, und damit auch von den kommunalen Unternehmen, den Stadtwerken, dass sie die verschiedenen Bereiche des Lebens, Wohnens, Arbeitens etc. so vernetzen, dass ihre Stadt nachhaltiger wird, die Lebensqualität steigt und grade in unserer Zeit eine sichere Umwelt gewährleistet wird.  

Vielerorts investieren kommunale Energie- und Wasserversorger dafür sowohl in neue Infrastrukturen, die diese Intelligenz ermöglichen: technische Mittel für Informationsaufnahme, -weitergabe und -verarbeitung, als auch in Fachkräfte, die sie bedienen, interpretieren und so Mehrwerte für die Stadt und Region realisieren. Um diese Komplexität zu beherrschen, relevante Trends frühzeitig zu identifizieren sowie gewinn stiftend aufzuarbeiten und eine hohe Wiederverwertbarkeit der Lösungen und Wissenstransfers und Aufbaus vor Ort sicherzustellen, wurde der Verein Civitas Connect e.V. im Juni 2020 gegründet. 

Auf der letzten Mitgliederversammlung wurden umfangreiche strategische Anpassungen einstimmig beschlossen, die diesen Herausforderungen begegnen. In vorliegenden Blogbeitrag erklären wir, wie die kommunale Kooperation arbeiten wird. Civitas Connect will nachhaltige Lebensräume auf Basis einer digitalen Daseinsvorsorge gestalten. Dabei werden Ressourcen und Kompetenzen zur gemeinsamen Entwicklung intelligenter Lösungen gebündelt, um so um schließlich Partner kommunaler Datensouveränität zu sein. 

Erweiterung des Vorstands 

Die genannten Herausforderungen zu stemmen, ist keine leichte Aufgabe, die die Vorstände und Geschäftsführer einzelner Unternehmen, grade in diesen Zeiten vor enorme Aufgaben und Entscheidungen stellt. Sie geben die Ziele der Nachhaltigkeits- und Digitalisierungsstrategien vor. Dabei wissen sie, welche Aufgaben ihr Unternehmen alleine stemmen kann, was nur gemeinsam mit der jeweiligen Kommune zu schaffen ist und wo Kooperationspartner benötigt werden. Durch die vier zusätzlichen BeisitzerInnen im Vorstand von Civitas Connect bildet sich im Vorstand ein noch klareres Bild, wie der größte Mehrwert durch die Bündelung der Ressourcen in Civitas Connect erreicht werden kann.  

Schwerpunktsetzung 

Die inhaltlichen Schwerpunkte werden unter anderem durch einen Lenkungskreis gesetzt, welcher auf der Mitgliederversammlung ins Leben gerufen wurde. Er setzt sich aus 10 Personen zusammen, die Aufgaben und Verantwortung der strategischen Entwicklung des Bereichs digitale Infrastrukturen und Smart Cities/Regions bei den Vereinsmitgliedern wahrnehmen. Sie wissen, was auf die strategischen Ziele der Mitglieder einzahlt und wann welche Abteilung und Fachkräfte dafür in die gemeinsame Arbeit eingebracht werden müssen. 

Zugang und Tiefgang 

Civitas Connect stellt sich so auf, dass Informationsbedarf möglichst einfach gestillt werden kann, indem diese leicht und jederzeit abrufbar sind. Außerdem werden zukünftig Themen, die tiefergehend bearbeitet werden müssen, professionell organisiert und betreut. Dafür werden die Ressourcen in Civitas Connect aufgestockt, umso die Mitarbeit effizient zu gestalten und sicherzustellen, dass Ergebnisse nicht nur den Bedarf einzelner decken, sondern gut übertragbar für alle sind.  

Das Wissen, welches in den Verein eingeht, wird in einer zentralen, auf einer Open Source Lösung basierenden Plattform, gesammelt. So ist ein barrierefreier und einfacher Zugriff auf alle Informationen und Lösungen zu jeder Zeit gewährleistet. Bei der Informationsaufarbeitung wird dabei immer mehr mit verschiedenen Medien, wie Videoaufzeichnungen, gearbeitet. Durch gezielte Interviews mit den fachlichen Ansprechpartnern werden Silos noch weiter aufgebrochen und Wissensweitergabe für alle möglichst bequem gemacht. So kann sich jeder auch asynchron informieren – nicht nur in den Terminen selbst. 

Projekte 

Viele Fragen werden durch die ausführlichen Erfahrungsberichte und daran anschließende Diskussionsrunden beantwortet. Einige bleiben jedoch offen. Diese werden gemeinsam von Mitgliedern und Civitas Connect Mitarbeitenden bearbeitet. Gleichzeitig wird die Projektleitung, die Strukturierung und inhaltliche Vor- und Nachbereitung durch Civitas Connect sichergestellt. Nachdem die Anforderungen aller Beteiligten geklärt sind, wird im Lenkungskreis evaluiert, ob eine Lösungsentwicklung wirtschaftlich innerhalb der Kooperation erfolgen kann oder ein Auftrag extern vergeben werden muss. In beiden Varianten geht es darum, neue Lösungen wirtschaftlich durch Kostenteilung zu realisieren und im Nachgang allen weiteren Mitgliedern zugänglich zu machen.  

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App-basierte IoT-Lösung CityLink ab sofort bei den Stadtwerken Münster im Einsatz

Münster, 09.06.2022  Das Softwareunternehmen opwoco aus Schöppingen hat vor rund zwei Jahren gemeinsam mit items aus Münster ein prototypisches IoT-Projekt für die Stadtwerke Solingen umgesetzt. Dies stellte die Grundlage für die App-basierte IoT-Softwarelösung CityLink dar. Zusammen mit den Stadtwerken Münster hat opwoco CityLink seitdem weiterentwickelt und inzwischen zur Marktreife geführt. Als weiteren Meilenstein setzen die Stadtwerke und Stadtnetze Münster nun Ihre CityLink-Instanz produktiv.

Konkret werden Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Stadtwerke und Stadtnetze Münster CityLink nun dazu einsetzen, das Fernwärmenetz in Münster zu monitoren und durch Alarmierung bei Wassereintritt in Fernwärmeschächte sofort reagieren zu können. Auch die Energieerzeugung in den dezentralen Blockheizkraftwerken im gesamten Stadtgebiet überwachen sie mit CityLink, um bei Problemen schnell einzugreifen. Außerdem sind weitere Anwendungsfälle aktuell in der Erprobung. So soll zukünftig die Belastung von Niederspannungsschränken der Stadtnetze Münster kontrolliert und analysiert werden. Die Abfallwirtschaftsbetriebe Münster (AWM) wollen die Füllstände von Müllbehältern via CityLink und der dazugehörigen App überwachen und auswerten.

Fabian Röttgering, Innovationsmanager bei den Stadtwerken Münster, ist überzeugt: “Wir können mit CityLink verschiedene Fälle abdecken, ohne jeweils eine andere Software nutzen zu müssen. So haben wir ein flexibles Tool für interne Prozesse, vor allem im technischen Bereich, aber auch für Partner, denen wir damit eine Plattform für die effektive Nutzung unseres LoRaWAN-Netzes bieten .” Laut Stefan Kohake aus dem IT-Management der Stadtwerke Münster existieren bereits weitere Ideen für die Anwendung von CityLink – beispielsweise im Facility-Management, als Park-App für Rollstuhlfahrerplätze oder im sogenannten Reallabor Nieberding, das die Stadtwerke gemeinsam mit der Stadt Münster betreiben.

Grundsätzlich bietet die IoT-Software- und App-Lösung CityLink die Möglichkeit, aus einem LoRaWAN-Netz ein eigenes Geschäftsmodell zu entwickeln und alle verbundenen Sensoren oder Gebäudestrukturen zentral zu verwalten. Die Lösung wird hierfür an die zentrale IoT-Plattform (niota) der items angebunden, welche auch die Stadtwerke Münster als Basis nutzen. Durch die eigene Server- und Datenbank-Instanz je CityLink-Kunde ist für optimalen Datenschutz und Performance gesorgt.

Die zugehörige CityLink-App ist nativ für iOS und Android entwickelt und eignet sich als idealer Begleiter für Mitarbeiter im Feld. Hierüber erfolgt zum Beispiel die einfache Kopplung von Sensoren, die Verwaltung von Alarmkonfigurationen, die Anzeige unterschiedlicher Sensordetails sowie die Sensorverortung auf einer Karte. Die Anwendungsmöglichkeiten vereinfachen somit auch das sogenannte Workflow-Management, sprich das eigentliche „Ausrollen“ einer Vielzahl an Sensoren durch den technischen Außendienst. Die Sensoren können direkt via App angelegt und mit Eigenschaften versehen werden und so in die dahinterliegende IoT-Plattform (z.B. niota, The Things Network) importiert werden. Zusätzlich erhält der Nutzer je nach persönlichen Einstellungen Alarme und Warnungen als Push-Benachrichtigungen in der App oder als E-Mails.

„Ein besonderer Dank geht an items und die Stadtwerke Münster“, so Tobias Heinrich, Geschäftsführer der opwoco GmbH. „Ziel war es von Anfang an, die Kunden mit in die Produktentwicklung einzubeziehen. Durch das Feedback aus Münster konnten wir unsere Lösung so weit optimieren, dass CityLink künftig bei quasi jedem Stadtwerk einsetzbar ist. Auf Basis der Zusammenarbeit wird aber auch stetig an weiteren Funktionen und Verbesserungen gearbeitet,“ erläutert Tobias Heinrich.

Über den App-Entwickler opwoco

Die opwoco GmbH ist ein Full-Service App-Dienstleister aus dem Münsterland. opwoco entwickelt individuelle, mobile B2B-Lösungen für den Mittelstand. Dabei liegt der Schwerpunkt in der Entwicklung von Mobile Apps, Schnittstellen und Software-Backends. Gewerbekunden setzen auf die Apps von opwoco, um Betriebsprozesse zu optimieren oder auch Industriemaschinen mit mobilen Endgeräten, wie Smartphone oder Tablet, zu verknüpfen. Aber auch als mobiles Marketing- oder Vertriebsinstrument sind die Apps gefragt, um Marke und Image von Produkten und Firmen nachhaltig zu stärken. Hier setzen bereits mehrere Unternehmen aus der Energiewirtschaft auf die Lösungen von opwoco.

Aufbauend auf der langjährigen Erfahrung begleitet opwoco Kunden als Partner bei der App-Entwicklung, von der App-Idee und -Konzeption, dem App-Design und der Programmierung, der App-Distribution über die App Stores bis hin zum App-Marketing, der App-Analyse und dem langfristigen Support.

Über den IT-Dienstleister items

Die items GmbH & Co. KG, mit Hauptsitz in Münster und vier weiteren Standorten, ist ein Beteiligungsunternehmen mehrerer Stadtwerke. Das Unternehmen bietet den IT-Infrastrukturbetrieb, die Einführung, Betreuung und Weiterentwicklung von Anwendungssystemen und Prozess-Services an. Zudem unterstützt items viele Stadtwerke bei der Digitalisierung von Städten und Regionen.


Redaktionskontakt

items GmbH & Co. KG
Andreas Müller
Hafenweg 7
48155 Münster
Telefon: +49 251 20 83-1124
Mail: a.mueller@itemsnet.de  

IoT-Plattformen als nächster Entwicklungsschritt der IoT-Landschaft

In diesem Blogbeitrag beleuchten wir zuerst die Grundlagen der IoT-Technologie sowie anschließend die Anforderungen an moderne IoT-Plattformen als zentrales System zur übersichtlichen Darstellung von IoT-Daten.

IoT-Anwendungen in der Energie- und Versorgungsbranche entwachsen immer mehr ihren Kinderschuhen. Stadtwerke haben unlängst die Mehrwerte der Technologie für sich entdeckt und entwickeln ihr Produktportfolio aktiv in eine vernetzte Zukunft. So stieg die Zahl der Stadtwerke, die die IoT-Technologie als „sehr relevant” einstufen, im Vergleich der Jahre 2020 und 2021 um 12 % (Stadtwerke Studie 2021; BDEW und EY). Mit der Ausweitung der IoT-Anwendungsfälle wächst gleichzeitig die entstehende Datenmenge. Bei Stadtwerken betrifft dies längst nicht mehr nur die Einspeisung, den Netzbetrieb und Smart Meter, sondern auch immer neue Anwendungsfälle im Umfeld Smart City.

Um all die neuen IoT-Daten zu erfassen, zu verarbeiten und wertschöpfend zu verwenden, sind neue Ansätze und Prozesse notwendig. Auf einen deutlich schnelllebigeren Markt kann dank weitläufiger Datengrundlagen ebenso schnell reagiert werden. Durch optimierte Prozesse können Ineffizienzen lokalisiert und behoben werden. Ökonomische, personelle sowie Umweltressourcen können optimiert genutzt werden. Um das volle Wertschöpfungspotenzial zu nutzen, sollten diese Daten aber nicht nur erhoben werden, sondern auch zur Verarbeitung und weiterführenden Nutzung an einem zentralen Ort bereitgestellt werden.

IoT-Potenziale für die Energiewirtschaft

Internet of Things (IoT) bezeichnet ein Netzwerk von Geräten, Anlagen oder Systemen, die über das Internet miteinander verbunden sind. Dabei steht die Machine-to-Machine-Kommunikation im Vordergrund, also eine Verbindung direkt zwischen den beteiligten Geräten, ohne dass ein Mensch aktiv in die Kommunikation und Prozesse involviert ist. Dem IoT kommt bei der Digitalisierung in diversen Bereichen eine zentrale Rolle zu, da bei der erzeugten Datenmenge eine prozessual automatisierte Verarbeitung der einzelnen Daten unumgänglich ist.

IoT ist dabei technologieunabhängig definiert und führt so zu einem Potpourri an diversen Protokollen, Übertragungstechnologien, Hardwarelösungen und Integrationsplattformen. Dies ist hinsichtlich der Historie relevant, da sowohl ältere Datenanbindungen als auch neue Systeme eingebunden werden, die dementsprechend auf unterschiedlichen technischen Grundlagen basieren. Um verschiedensten Anforderungen aus technischer, regulatorischer oder wirtschaftlicher Sicht gerecht zu werden, existieren mehrere aktuelle Technologien parallel. So können für jeden Anwendungsfall die geeigneten Sensoren und Übertragungsprotokolle genutzt werden.

Um die IoT-Mehrwerte für Stadtwerke zu verdeutlichen, eignet sich als Beispiel das Versorgungsnetz. Die typischen topologischen Gegebenheiten bei Versorgungsnetzen führen dazu, dass für einen gesamtheitlichen Überblick Daten nicht nur zentral an einer Anlage, sondern dezentral an einer Vielzahl von kleinen Messpunkten erhoben werden müssen. Hieraus folgt zum einen eine große Menge unterschiedlicher Systeme, die über unterschiedliche Technologien und Schnittstellen digitalisiert werden müssen. Zum anderen ist bei weitläufigen Netzen die Erreichbarkeit sowie die Spannungsversorgung für potenzielle Messsysteme ein kritischer Faktor, der eine Digitalisierung im Vergleich zu anderen Bereichen bedeutend komplexer macht.

Welche Funktion erfüllen IoT-Plattformen?

IoT-Plattformen sind das zentrale Bindeglied im Zusammenhang mit dem Internet of Things. Hier werden alle Daten aus den verschiedensten Bereichen zusammengeführt, sodass ein zentrales System einen Überblick sowie den Zugriff auf die Gesamtheit der erhobenen IoT-Daten und Geräte liefert. In der Energiewirtschaft können das Daten aus den Erzeugungsanlagen, aus den Netzen oder sogar Hausübergabestationen sein. Über die Energiewirtschaft hinaus, z. B. auf kommunaler Ebene im Smart City-Kontext, lassen sich noch viele weitere Use-Cases auf einer IoT-Plattform einbinden. Eine Auswahl diverser Use-Cases haben wir euch im Blogbeitrag LORAWAN-ANWENDUNGSFÄLLE – EIN 360°-SCHNELLDURCHLAUF zusammengestellt.

Neben der Konnektivitätsfunktion ist das Konzept des digitalen Zwillings ein zentraler Baustein, um Potenziale des Internet of Things weitreichend auszunutzen. Dabei wird ein Abbild einer physischen Komponente erstellt. Dieses Abbild wird mit den erhobenen Daten diverser Datenquellen angereichert. So lassen sich viele Sensoren einem Asset zuordnen und beliebig kombinieren. Ein digitaler Besprechungsraum kann so Raumklimadaten eines Sensors mit den Informationen über die Belegung des Raumes von einem anderen Sensor vereinen.
Diese Unabhängigkeit von konkreten physischen Sensoren führt dazu, dass bedeutend komplexere Strukturen abgebildet werden können und auch bei einer Veränderung der Datenquelle, wie z. B. durch einen Austausch eines Sensors, historische Daten und ihre Strukturen weiterhin erhalten bleiben.

Die IoT-Plattform stellt also die zentrale Datendrehscheibe im IoT-Universum dar, über die alle IoT-Daten gesammelt, aufbereitet, zum Teil visualisiert und weiterverteilt werden. Daraus ergeben sich mehrere Anforderungen, die für einen produktiven Einsatz gegeben sein müssen.

Anforderungen an eine IoT-Plattform

Neben der Unabhängigkeit von Sparten und Bereichen ist es relevant, dass Daten aus diversen Übertragungstechnologien und Quellen in IoT-Plattformen integriert werden können. Hierbei spricht man von einer Herstellerneutralität in Bezug auf die Hardware und einer möglichen Interoperabilität. Nur wenn alle IoT-Daten aus verschiedenen Anwendungen in der IoT-Plattform zentral gespeichert werden, bietet die Plattform einen realen Mehrwert, um Insellösungen zu vermeiden, ganzheitliche Datenauswertungen und -weitergaben zu ermöglichen sowie ein zentrales System für Geräte- und Systemmonitoring und Betrieb sicherzustellen. Hier ist insbesondere die Anbindung von Standardschnittstellen ein zentraler Punkt, der zu bedienen ist.

Neben den universellen Dateneingangskanäle ist es ein ebenso integraler Bestandteil einer ganzheitlichen Lösung, Daten über standardisierte Schnittstellen aus IoT-Plattformen heraus weiterzuleiten.  Vornehmlich in der Energiewirtschaft gibt es bereits viele bestehende Prozesse, die auch mit Daten aus der Plattform angereichert werden können oder sollen. So werden beispielsweise Zählerdaten für Abrechnungen, Zustandsmeldungen in Leitwarten oder jegliche Daten in Fachsystemen benötigt.

Mit der IoT-ERP-Bridge stellen wir eine Lösung bereit, um die Zählerdaten von der IoT-Plattform direkt in bestehende Abrechnungssysteme zu integrieren. Im letzten Blogbeitrag zur IoT-ERP-Bridge erklären wir ausführlicher, wie die Gestaltung der Schnittstelle und die Verbindung beider Systeme funktionieren kann.

Andere Anwendungsfälle erfordern anstelle der Weiterleitung von Daten in andere Fachsysteme die unmittelbare visuelle Darstellung. Oft wird die Visualisierung auf einer hohen Abstraktionsebene benötigt.   In der Regel ist ein anfängliches Dashboarding gefordert, um Anwendungsfälle und Anlagen auf einen Blick überwachen zu können. Auch ein Alerting bei Überschreitung von Grenzwerten ist auf Ebene einer IoT-Plattform für eine erste Überwachung sinnvoll, gerade wenn die Funktion der Sensorik überprüft werden soll.

Neben dem rein funktionalen Umfang der IoT-Plattformen ist auch die Bedienbarkeit ein wichtiges Kriterium.  Gerade im IoT-Umfeld haben die potenziellen Nutzer nicht gezwungenermaßen einen IT-Hintergrund, sodass die Plattform als Low- oder No-Code-Software umgesetzt sein sollte. Die grundsätzlichen Funktionalitäten sollten auch ohne tiefere Programmierkenntnisse über eine grafische Oberfläche bedient werden können.

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Zusammenfassung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine IoT-Plattform ein Puzzleteil einer größeren (IoT-) Landschaft ist. Als zentrale Datendrehscheibe verbindet sie Sensordaten diverser Übertragungstechnologien, bereitet diese auf, verknüpft unterschiedliche Datenpunkte, visualisiert und leitet Daten zur weiteren Verarbeitung an angeschlossene Systeme weiter.

IoT-Plattform

In der obigen Abbildung ist eine potenzielle Architektur schematisch dargestellt.

Die IoT-Plattform entfaltet erst dann ihr vollständiges Potenzial, wenn die erhobenen Daten in weitere Fachanwendungen weitergeleitet werden und in möglichst vielfältiger Weise genutzt werden. Sei es beispielsweise im Kontext einer urbanen Datenplattform, die neben vielen IoT-Daten auch weitere Daten sammelt und zur Verfügung stellt, damit weitere Akteure eben diese Daten nutzen und Mehrwerte heben können. Oder die Verwendung der Daten in Systemen, die durch Algorithmen oder mit künstlicher Intelligenz Effizienzen der Energienetze steigern und einen nachhaltigeren Umgang mit Ressourcen ermöglichen. Des weiteren beispielsweise auch die Integration in bestehende Fachapplikationen zu Zwecken des Monitorings, Alerting, Reporting oder der Abrechnung. Oder eben die Visualisierung im Smart City-Umfeld: Parkplätze, Müllcontainer, Besucherzahlen, Umweltdaten oder zahlreiche andere Anwendungsfälle. Je breiter und vielfältiger das Internet of Things Mehrwerte generiert, desto besser ist auch die IoT-Plattform als Herzstück dieser Architektur.

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Wie geht es dem Aasee? – Praxisprojekt Hack(a)Tonne: Ein Rückblick und Erfahrungsbericht

Das wird in Münster so schnell niemand vergessen: Im Sommer 2018 sorgte ein Zusammenspiel verschiedener zeitgleich auftretender Faktoren für eine derart geringe Sauerstoffkonzentration im Wasser des Aasees, dass es zu einem großen Fischsterben kam.  Über 20 Tonnen tote Fische wurden gesammelt und entsorgt, die Bürger waren entsetzt über das Ausmaß dieser Katastrophe.

Auch Michael Hermes von der items GmbH machte sich Gedanken und brachte beim Münsteraner Hackathon im Oktober 2018 eine Idee ein, die ein dauerhaftes Monitoring des Aasees ermöglichen soll. Im August 2020 wurde die Idee seiner Messeinheit gemeinsam mit der Stadt Münster realisiert und ergänzt seitdem das bestehende manuelle Monitoring um unersetzliche Live-Informationen über den Aasee und seinen Zustand. Wir haben mit Michael Hermes gesprochen und blicken zurück auf 16 Monate Hack(a)Tonne: Wie gut hat das Projekt funktioniert? Wie geht es dem Aasee jetzt? Und sollten weitere Maßnahmen in Betracht gezogen werden, um den Aasee auch weiterhin langfristig unterstützen zu können?

Der Aasee

Der alte Aasee wurde ursprünglich als Stausee geplant. Primäres Ziel war der Schutz der Münsteraner Innenstadt vor Hochwasser. Darüber hinaus sollte der See in Trockenzeiten der Versorgung der innerstädtischen Aa mit Wasser zum “Durchspülen” des Flussschlauches dienen. Die Münstersche Aa wurde bis Ende des 19. Jahrhunderts nämlich als offener Abwasserableiter genutzt, was dementsprechend zu Geruchsbelästigungen führte und die Verbreitung von Krankheiten förderte. Der alte See diente an zweiter Stelle der Freizeitgestaltung: dem Ruder- und Segelsport sowie als öffentliches Schwimmbad. An dritter Stelle stand die ästhetische Bereicherung des Stadtbildes.

Beim Bau des neuen Aasees standen dann die Themen Naherholung und Freizeitnutzung an erster Stelle, da sich die Themen Überschwemmungsschutz und Abwasser durch den Bau des alten Aasees und separater Abwasserkanäle bereits erledigt hatten.

Der Aasee ist also ein künstlich von Menschenhand geschaffenes Gewässer zur Naherholung, allerdings aufgrund der geringen Tiefe, des geringen Wasseraustauschs sowie des erhöhten Nährstoffeintrags ein äußerst sensibles System. Aufgrund des technisch überprägten Ausbauzustands existieren nur sehr wenige hochwertige Lebensräume für Wasserpflanzen und Tiere am Seegrund. Die Sauerstoffproduktion übernimmt im Wesentlichen das Phytoplankton, also Grünalgen und häufig entsprechende Cyanobakterien, auch bekannt als Blaualgen.

Cyanobakterien im Aasee

Die hohe Nährstoffbelastung ist ein Grund dafür, dass man im Aasee nicht schwimmen gehen sollte. Zudem befinden sich zeitweise größere Mengen an Cyanobakterien im See. Sie können bei Körperkontakt Hautallergien auslösen und bei Verschlucken einer größeren Menge sogar zu Leber- und Nervenschäden führen.

Außerdem können Cyanobakterien mehrere Millimetergroße Kolonien (Microcystis) oder Fadenbündel (Anabaena, Aphanizomenon) bilden, die für Zooplankton (Kleintieren) wegen ihrer Größe nicht filtrierbar und damit auch nicht nutzbar sind. Da es in europäischen Gewässern neben dem Zooplankton aber keine anderen natürlichen Konsumenten gibt, die Phytoplankton fressen, ist die produzierte Biomasse nach dem Absterben nur für den bakteriellen Abbau zugänglich. Dieser ist mit einem hohen Sauerstoffverbrauch verbunden.

Aufgrund ihrer Vorliebe für höhere Wassertemperaturen kommt es vor allem in den warmen Sommermonaten zu einer Massenentwicklung der Cyanobakterien. Darüber hinaus besitzen die Cyanobakterien die Fähigkeit, Stickstoff aus der Atmosphäre aufzunehmen. Wenn nach einem Grünalgenwachstum also der Stickstoff im Wasser bereits größtenteils von Grünalgen umgewandelt wurde, können sich Cyanobakterien dennoch weiter vermehren.

Im Sommer 2018 führte eine extreme, langanhaltende Hitzewelle im Zusammenspiel mit ausbleibenden Niederschlägen und Windstille zu sehr hohen Wassertemperaturen im oberen Toleranzbereich der vorkommenden Fischarten. In Kombination mit der seeweiten, von Cyanobakterien dominierten Algenblüte und einem extrem hohen Fischbestand führten diese Faktoren zu einem temporären Zusammenbruch des Sauerstoffhaushaltes, dem unzählige Fische zum Opfer fielen.

Monitoring des Aasees

Um laufend aktuelle Informationen über den Zustand des Aasees zu erhalten, hatte Michael Hermes im Rahmen des Hackathon 2018 die Idee der Hack(a)Tonne entwickelt. Ursprünglich war eine Boje angedacht, die mit umfassender Messtechnik ausgestattet ist und mithilfe der LoRaWAN-Technologie höchst energieeffizient relevante Daten an ein IoT-System zur Speicherung, Verarbeitung und Visualisierung bereitstellt. Bei kritischen Messwerten sollten automatisiert entsprechende Meldungen per SMS und Mail verschickt werden.

Diese Pläne wurden mit der Stadt Münster und Peter Overschmidt, dem Pächter des Aasees, diskutiert. Die Idee wurde von beiden Parteien befürwortet, allerdings wies Herr Overschmidt auf die Gefahr von möglichem Vandalismus hin. Schlussendlich wurde die Idee einer Messboje verworfen. Stattdessen wurde mit Unterstützung der Stadt Münster und der Segelschule Overschmidt die Installation der Messtechnik am Ende eines in den Aasee reichenden Stegs vorgenommen. Durch diese Änderung versprach man sich eine Sicherheit vor Vandalismus, gute Erreichbarkeit für Reinigung und Wartung der Sensorik und eine Stromversorgung von Land.

Am 12.08.2020 erfolgte dann die abschließende Installation der Messeinheit, bestehend aus einem UiT LogTrans IoT (Spannungsversorgung, Logger, Datenfernübertragungseinheit per LoRa), einem UiT MSM-IoT Compact (Multiparametersonde) und einem TriOs Lisa UV (optisches Messsystem), allesamt von der Firma UiT Dresden konzipiert, geliefert und in Betrieb genommen.

Diese Messeinheit liefert in einem Zeitintervall von 15 Minuten Werte zur Sauerstoffkonzentration, Wassertemperatur, pH-Messung, Chlorophyll-Konzentration, Cyanobakterien-Entwicklung und Trübung des Wassers. Das System läuft seit 16 Monaten sehr zuverlässig und hat bis Mitte November in Summe schon ca. 49000 Datenpakete übertragen. Außerdem hat die Messeinheit augenscheinlich beim Nestbau geholfen (siehe Foto).

Innerhalb der verantwortlichen Abteilungen der Stadt Münster werden die Messdaten über eine Grafana-Visualisierung regelmäßig geprüft. Bei kritischen Werten erfolgen Warnmeldungen per Mail an die verantwortlichen Mitarbeiter.

Ebenfalls werden die Daten per MQTT-Schnittstelle an die Webportale der Smart-City-Stabstelle der Stadt Münster weitergeleitet und ermöglichen damit den MünsteranerInnen den Zugriff auf wesentliche Informationen.

Zusätzlich werden die Daten im Open-Data-Portal zur Verfügung gestellt.

Integration alter Messtechnik

Im September 2021 fielen die im Jahr 2018 von der Stadt Münster installierten WTW-Systeme, die im alten und neuen Aasee bisher Sauerstoff und Temperatur ermittelten, aufgrund der Abschaltung der 3G-Funkfrequenz aus. Ad hoc wurde überprüft, ob die Systeme die analogen Daten über eine „Lora Bridge“ ebenfalls in das bereits genutzte IoT-System übergeben können.

Die Umsetzung erfolgte über eine entsprechende Comtac LPN LoRa Bridge, die sowohl die analogen Signale als auch die Versorgungsspannung des WTW-Systems verarbeiten kann. Nach ausgiebigen Tests erfolgte kurzfristig die Installation am Aasee. Somit war das Monitoring auch hier wieder gesichert. Ein zweites WTW-System wurde bereits im IoT-Labor umgebaut, ist einsatzbereit und wartet auf den Einbau zum Start der Mess-Saison im April 2022.

Entwicklung des Aasees

Bereits kurze Zeit nach dem Fischsterben im Jahr 2018 sorgten nach Auskunft der Stadt Münster vor allem Grünalgen für die Normalisierung der Sauerstoffverhältnisse im Aasee. Besonders bemerkenswert ist, dass im Frühjahr 2019 erstmals eine Massenentwicklung von Zooplankton im Aasee beobachtet werden konnte. Diese Kleintiere ernähren sich von Phytoplankton und sorgen damit als Filtrierer auf natürlichem Wege dafür, dass die Algenpopulation gering bleibt. Diese Entwicklung führte dazu, dass eine Massenentwicklung von Cyanobakterien im Jahr 2019 völlig ausblieb. Bis dato konnte dieses Phänomen im Aasee noch nicht beobachtet werden.

Anfang des Jahres 2020 befand sich der Aasee zunächst noch immer in einem guten Zustand. Die Monitoringwerte wiesen aber bereits im April 2020 eine hohe Algenentwicklung, begleitet von hohen Sauerstoffkonzentrationen und -sättigungswerten sowie einer relativ geringen Sichttiefe von lediglich 50 cm aus. Der Anteil der Blaualgen war zu diesem Zeitpunkt mit etwa 5 – 10 % noch gering. Grund für diese Entwicklung war das erneut sehr trockene Frühjahr mit ausgeprägten Sonnenscheinperioden insbesondere im März und April.

Eine sehr ähnliche Entwicklung war auch bis Anfang Juni 2021 festzustellen. Insgesamt zeigte das Phytoplankton eine nur moderate Ausprägung; Cyanobakterien kamen nur untergeordnet vor. Gleichwohl gab es eine hohe Sauerstoffversorgung, auch direkt über dem Seegrund. Die Sichttiefe reichte im neuen Aasee sogar bis 130 cm. Ein Grund dafür ist die sichtbare Zunahme von Zooplankton, das die Ausbreitung von Algen und damit die Trübung reduziert.

Nutzung der Daten

Sämtliche Messdaten werden durch die Stadtverwaltung geprüft, überwacht und verwaltet. Das Datenmanagement dient zum einen einer verlässlichen, langfristigen Dokumentation des Zustands des Aasees, zum anderen fließen diese Daten als wesentliche Grundlage in ein Interventionsmanagement im Gefahrenfall ein. Die Überschreitung einzelner Grenzwerte führt nicht zwingend zu einer kritischen Situation im See. Problematisch ist vielmehr ein zeitgleiches Auftreten unterschiedlicher ungünstiger Verhältnisse, wie es auch im August 2018 der Fall war.

Im Frühjahr 2020 hat die Stadt Münster zwölf Belüftungsgeräte beschafft. Die Geräte sorgen durch Umwälzung des Wassers für eine Durchmischung der unteren sauerstoffärmeren mit den oberen sauerstoffreicheren Wasserschichten sowie für eine Anreicherung mit Luftsauerstoff. Zeichnen sich die als kritisch definierten Werte ab bzw. ist über das System eine Alarmmeldung eingegangen, werden die Belüftungsgeräte unmittelbar im See installiert, um einem Zusammenbruch des Sauerstoffhaushalts vorzubeugen.

Erfolgsgeschichte für den Aasee

Nach 16 Monaten im Betrieb lässt sich festhalten, dass die eingesetzten Mess- und Übertragungssysteme zuverlässig 365 Tage im Jahr arbeiten. Die erhobenen Daten werden höchst effizient und verschlüsselt für ein kontinuierliches Monitoring bereitgestellt. Regelmäßige Wartungen sind bei hydrologischen Messsystemen unerlässlich und sorgen dafür, dass der sich entwickelnde Biofilm auf den Sensoren die Messwerte nicht verfälscht.

Die installierten Systeme ergänzen sowohl manuelle Messungen zur Verifizierung der Dauermessung sowie entsprechende Laboruntersuchungen. Die gesammelten Daten werden Forschungseinrichtungen und interessierten BürgerInnen zur Verfügung gestellt und haben sich mittlerweile als wichtiges Werkzeug für die verantwortlichen MitarbeiterInnen der Stadt Münster etabliert, die mehrmals täglich die Daten überprüfen.

Durch das automatisierte Messen der Wasserqualität des Aasees wird die Qualität und Quantität der gesammelten Daten weiter verbessert und steigert darüber hinaus die Effektivität der Monitorings durch die Stadtverwaltung. Die Entnahme von Gewässerproben durch MitarbeiterInnen wird ergänzt durch eine kontinuierliche Messung der Umweltdaten, so dass die Stadt Münster rund um die Uhr über die Wasserqualität des Aasees informiert ist und sich informieren kann. Verschlechterungen der Wasserqualität des Aasees werden frühzeitig identifiziert und ermöglichen es, entsprechende Maßnahmen zur Sicherung des aquatischen Lebensraumes zu ergreifen. Das Projekt leistet somit sowohl einen Beitrag zum Klima- und zum Tierschutz als auch zur Sicherstellung des beliebten Freizeit- und Naherholungsraums.

Optimierung der Messungen

Die aktuell eingesetzte Sensorik allein kann den Aasee schlussendlich nicht retten. Das System ist durch den stationären Aufbau nicht in der Lage, Aussagen über den gesamten Aasee zu treffen. Es wird nur ein kleiner Teil des Aasees überwacht.

Eine mobile Station, welche die kontinuierliche Überwachung von Gewässerparametern ermöglicht, ist für die Beantwortung weitergehender Fragestellungen absolut notwendig. Beispielsweise bei der Überwachung der Auswirkung der Belüfter oder bei der Suche nach anaeroben Zonen im See aufgrund von Sedimenteinflüssen oder anderen Faktoren.

Das Messnetz muss also erweitert und in erster Linie mobiler werden, um an verschiedenen Stellen des Aasees entsprechende Langzeitmessungen durchführen zu können. Es ist durchaus denkbar, dass die initial angedachte Messboje, der das Projekt Hack(a)Tonne seinen Namen zu verdanken hat, doch noch zum Einsatz kommt.

Vielmehr geht es aber darum, das Gesamtkonzept der Stadt Münster, bestehend aus verschiedenen Maßnahmen wie z. B. den Belüftungssystemen für die Schaffung von Überlebenszonen, einer nachhaltigen Befischung des zu hohen Fischbestands, einem geänderten Fischbesatz mit Raubfischen, der Renaturierung von Uferzonen und der Verringerung des Nährstoffeintrags fortzuschreiben und sukzessive umzusetzen. Weitere Sensorik, wie z. B. eine Wetterstation auf dem Gebäude A2 sind in Planung. Damit stellt das Messkonzept einen wesentlichen Baustein des Handlungskonzepts zur Stabilisierung des Aasees dar.

Abschließend lässt sich festhalten, dass das Projekt Hack(a)Tonne durch die sehr konstruktive Zusammenarbeit aller Beteiligten eine innovative und nachhaltige Lösung bildet, die bereits erste positive Effekte zu verzeichnen hat. Auf diesem Erfolg sollten wir uns jedoch nicht ausruhen und stetig dafür Sorge tragen, dass der Aasee auch zukünftig eines der schönsten Wahrzeichen Münsters bleibt.

Dieser Artikel entstand in Zusammenarbeit mit der Umweltbehörde & Amt für Mobilität und Tiefbau der Stadt Münster.

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Praxisprojekt LoRaWAN-Pegelsonden: Intelligente Wasserwirtschaft sammelt Daten für die Versorgungsicherheit

Heißere Sommer, sinkende Flusspegel und eine zunehmende Knappheit des Trinkwassers sind klassische Probleme, denen sich Trinkwasserversorger in den letzten Hitzesommern stellen mussten und die durch den fortschreitenden Klimawandel sicherlich häufiger auftreten werden. Hierbei steht jeder Trinkwasserversorger vor der Herausforderung, die Versorgung auch unter der Zunahme dieser erschwerten Bedingungen sicherzustellen. Diesbezüglich stellt sich die Frage, wie das Ziel der Versorgungssicherheit von Trinkwasser auf operativer Ebene langfristig garantiert werden kann. Viele Experten sind sich diesbezüglich einig, dass die Wasserwirtschaft digitaler und smarter werden muss. Was dies konkret bedeutet, bleibt meist jedoch offen. Als erster Baustein für eine bessere Datenbasis und zur Analyse der Auswirkungen des Klimawandels auf die Trinkwasserreserven und Grundwassermessstellen haben sich die Energie- und Wasserversorgung Rheine GmbH und items GmbH in einem Praxisprojekt zur Überwachung der Grundwassermessstellen mittels LoRaWAN-Pegelsonden zusammengeschlossen. Auf die Einzelheiten des Projekts und erste Projektergebnisse wollen wir mit diesem Blogartikel eingehen.

Wie bei vielen anderen LoRaWAN- und IoT-Projekten stand hier jetzt nicht mehr die technische Erprobung der reinen Hardware im Vordergrund, vielmehr sollten eine höhere Stückzahl von LoRaWAN-Pegelsonden verbaut und die Daten zur Optimierung des operativen Betriebs genutzt werden. Durch die Fernauslesbarkeit der Grundwassermessstellen sollten zum einen die monatlichen analogen Ablesungen vor Ort obsolet werden, zum anderen sollte eine größere Datenbasis generiert werden, mit dem Ziel, die Transparenz im Trinkwasserbereich zu steigern. Das Praxisprojekt LoRaWAN-Pegelsonden umfasst allerdings nicht nur eine Ausstattung der Grundwassermessstellen mit entsprechender Sensorik, sondern auch eine Visualisierung der Messergebnisse in Grid Insight: Water, dem Softwaretool der items GmbH zur Optimierung der Wasserwirtschaft. Dieses bietet nicht nur eine Visualisierung der übertragenen Messwerte, sondern auch eine Prognose der Pegelstände für die nächsten Tage, um Auswirkungen auf sich verändernde Grundwassermessstellen frühzeitig erkennen zu können.

Praxisprojekt LoRaWAN-Pegelsonden: Die eingesetzte Messtechnik

Ausgangsbasis für das Projekt stellte die Auswahl geeigneter Messtechnik dar, die eine Übertragung der Messwerte per LoRaWAN unterstützt. Da die gemessenen Daten der Grundwassermessstellen in den operativen Betrieb überführt werden sollten, wurde auf Messtechnik im Profibereich von der Firma UIT zurückgegriffen.  Konkret handelt es sich um den Wasserstandsrecorder WR-IoT compact mit LoRaWAN und integriertem Pegellogger. Die Pegelsonde der Firma UIT kann für unterschiedliche Wassersäulen bis 100 m Tiefe eingesetzt werden und ist in verschiedenen Schutzklassen von IP65 bis IP68 verfügbar. Zusätzlich zur Höhe des Pegelstandes ist eine Messung der Wassertemperatur möglich. Der integrierte Speicher des Datenloggers umfasst 512 MB, so dass ca. 1 Millionen Datensätze gespeichert werden können. Die Spannungsversorgung kann laut Herstellerangaben über vier 1,5 V Alkaline-Batterien oder zwei 3,6 V Lithium-Batterien erfolgen. Im Projekt wurden jeweils zwei in Reihe geschaltete 5200 mAh, 15 A, 3,6 V Lithium-Akkus eingesetzt. Optional besteht die Möglichkeit, die Sendequalität des LoRaWAN-Moduls durch eine externe Antenne zu steigern.

Für das Projekt wurden 10 Messeinheiten an netzkritischen Punkten installiert und in das LoRaWAN-Netz der RheiNet GmbH, einer Tochtergesellschaft der EWR, integriert. Da das LoRaWAN-Netz der RheiNet GmbH bereits deutlich ausgebaut ist, wurden ausschließlich Pegelsonden eingesetzt, die LoRaWAN unterstützten. Die Auswahl von alternativen Kommunikationstechnologien, die bei der UIT-Pegelsonde möglich sind, war somit nicht erforderlich.

Praxisprojekt LoRaWAN-Pegelsonden: Anforderungen an die Daten

Für die spätere Prognose der Grundwasserpegelstände und die Visualisierung der Messergebnisse für das Praxisprojekt LoRaWAN-Pegelsonden galt es die Anforderungen an den Datenbedarf zu definieren. Hierfür erfolgen die Messungen in 5/6/10 m Tiefe in einem zeitlichen Intervall von 6 Std. Als Messdaten werden die Wassersäule über der Messeinheit, der Abstich (Oberkante Pegelrohr zur Grundwasseroberfläche), die Temperatur des Grundwassers, die Temperatur der Datenübertragungseinheit/-speicher sowie die Versorgungs-/Batteriespannung erhoben. Die Messreihen sollen mindestens einmal täglich übermittelt werden. So liegt bereits eine höhere Datenbasis vor als bei der vorherigen monatlichen Messung vor Ort.

Da sich die Häufigkeit der Datenübertragungen pro Tag auf den Energieverbrauch und somit die Lebensdauer der verbauten Batterien auswirkt, wurde vor Installation der Messtechnik eine Analyse im IoT-Labor der items GmbH durchgeführt. Im IoT-Labor konnten ca. 20.000 Messungen/Datenübertragungen realisiert werden. Dies würde bei 4 Messungen am Tag einer Laufzeit von 10 Jahren entsprechen. Hier sind aber noch die Faktoren Alterung, Selbstentladung und niedrige Temperaturen zu berücksichtigen. Bei einer Laufzeit von 10 Jahren wäre eine ausreichende Lebensdauer der Messtechnik sichergestellt, um nicht permanent einen Wechsel der Akkus durchführen zu müssen. Durch die Messung der Daten in 6-Stunden-Intervallen soll perspektivisch die Datenmenge ausreichen, um eine Prognose des Grundwasserstandes auf Tagesebene umsetzen zu können.

Praxisprojekt LoRaWAN-Pegelsonden: Sicherstellung der Konnektivität

Eine Herausforderung in LoRaWAN-Praxisprojekten ist die Sicherstellung einer ausreichenden Konnektivität der Messtechnik zum LoRaWAN-Gateway. Hierfür bestehen unterschiedliche Möglichkeiten, um die Sendeleistung der Messtechnik zu steigern. Neben der Veränderung des Spreading-Faktors, die allerdings die Anzahl der übermittelbaren Nachrichtenpakete negativ beeinflussen kann, besteht die Einsatzmöglichkeit einer optionalen Antenne oder spezieller Verschlusskappen.

Für das Praxisprojekt LoRaWAN-Pegelsonden wurde vor Ort eine Messung der Netzabdeckung an den jeweiligen Montagestandorten durchgeführt. Hier bestand bei allen Standorten eine Mindestkonnektivität, da das LoRaWAN-Netz der RheiNet GmbH bereits umfangreich ausgebaut wurde. Allerdings gab es große Unterschiede in der Empfangsqualität in Abhängigkeit von den Jahreszeiten. Die Messung zur Feststellung der Empfangsqualität fand in Q1 2021 statt, wohingegen die Montage in Q3 2021 erfolgte. Durch das Wachstum der Sträucher und Bäume wurde die Empfangsqualität an den Installationsstandorten deutlich verschlechtert, weswegen der Einsatz optionaler Antennen zwingend notwendig war. Durch die Ergänzung weiterer externer Puk-Antennen bestanden jedoch hinsichtlich der Konnektivität weniger Probleme.

Die technische Architektur im Detail

Für die Digitalisierung, Messung, das Monitoren und der Entwicklung der Prognose sind im Praxisprojekt LoRaWAN-Pegelsonden nicht nur der Einsatz von Messtechnik und der Aufbau eines LoRaWAN-Netzes erforderlich, sondern auch der Aufbau der entsprechenden IT-Architektur. Im vorliegenden Fall wurde wie bereits erwähnt die Messtechnik der Firma UIT eingesetzt. Das LoRaWAN-Netz besteht in diesem Fall aus mehreren Outdoor-Gateways des Herstellers Multitech. Die übertragenen Daten werden an die IoT-Plattform der items GmbH weitergeleitet, die von den Stadtwerken Rheine/EWR/TBR genutzt wird. Dort findet eine Entschlüsselung und Aufbereitung der Daten statt. Durch ein integriertes Dashboard ist auch direkt ersichtlich, welche Messsysteme (keine) Informationen senden und wie der Status der Spannungsversorgung einzuordnen ist. 

Von dort aus erfolgt eine Weiterleitung der Daten an das Tool Grid Insight: Water der items GmbH, das die EWR nutzen. Die Daten werden hierfür über eine Webhook-Schnittstelle an einen Azure-Digital-Twin weitergereicht, der von Grid Insight: Water zur Visualisierung, Prognose und Analyse der Daten genutzt wird. Die Daten der Messtechnik zur Überwachung der Pegelsonden werden zum einen genutzt, um den Fachbereich eine Visualisierung der Pegelstände auf einen Blick sowie das Erreichen kritischer Schwellwerte anzuzeigen. Zum anderen fließen die zusätzlichen Informationen mit in den Algorithmus zur Prognose des Trinkwasserbedarfs, verbunden mit einer Produktionsoptimierung ein. Eine Prognose der Brunnenpegelstände selbst befindet sich noch in Arbeit, da hierfür noch eine ausreichende Erhebung von Daten über einen längeren Zeitraum erforderlich ist.

LoRaWAN in der Wasserwirtschaft – ein Ausblick

Die Digitalisierung und Überwachung von Grundwassermessstellen mit Messtechnik stellt nur einen Baustein zur Transformation der Wasserwirtschaft für die Anpassung der Herausforderungen gegen den Klimawandel dar. Hier bietet Grid Insight: Water mit der Prognose des Trinkwasserbedarfs, der Überwachung von Grundwassermessstellen und der Leckage-Erkennung erste Bausteine. Perspektivisch sind jedoch weitere Anwendungsfälle in Planung, deren Daten und Informationen in Grid Insight: Water zur Optimierung des operativen Trinkwassernetzbetriebs beitragen sollen.

Hierzu zählen u. a. laufende Projekte im Bereich des Grünflächenmonitorings, um den Wasserbedarf von Grünanlagen frühzeitig einplanen zu können und Lastspitzen im Wassernetz zu senken. Gleiches gilt für die Feuchtigkeitsmessung von Äckern, wobei auch eine Analyse der chemischen Zusammensetzung hinsichtlich Schadstoffen möglich ist, um die Wasserqualität gerade in Trinkwasserschutzgebieten zu gewährleisten. Ebenso ist eine Erweiterung von Grid Insight: Water im Bereich der Abwasserwirtschaft geplant. So können Regenrückhaltebecken oder andere kritische Assets wie Kleinstpumpwerke überwacht werden.

Insgesamt bietet der Bereich der Wasserwirtschaft ein großes Anwendungs- und Optimierungspotenzial, das es zum einen zur Steigerung der Effizienz zu erschließen gilt und zum anderen, um die eigene Wasserwirtschaft auf die Herausforderungen des Klimawandels vorbereiten zu können. Der Blogbeitrag zum Praxisprojekt LoRaWAN-Pegelsonden spiegelt hierbei einen Baustein für ein mögliches Umsetzungsszenario wider.

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FFVAV: Neue Anforderungen für Fernwärmenetzbetreiber

FFVAV – und plötzlich ist sie da

Kurz vor der Sommerpause war die FFVAV, die neue Verordnung zur Fernauslesung von Wärmemengenzählern (WMZ) und neuen Anforderungen an die Abrechnung, in aller Munde. Tiefgreifende Veränderungen mit der Verpflichtung zur Fernauslesung, der monatlichen Informationsbereitstellung sowie Anpassungen in der AVBFernwärmeV wurden angekündigt. Nach einigen Änderungswünschen des Bundesrates kam die Verordnung dann doch nicht auf die politische Beschlussagenda und geriet mit der Sommerpause und den nun anstehenden Sondierungsgesprächen der Parteien in Vergessenheit. Unerwartet von der Branche und ohne große Vorankündigung wurde die FFVAV jedoch am 4. Oktober beschlossen und trat einen Tag darauf, am 5. Oktober, in Kraft. Die neuen Regelungen für Fernwärmenetzbetreiber gelten somit unmittelbar. Inhaltliche Veränderungen wurden an dieser Stelle nicht mehr aufgenommen, sodass alle diskutierten Fristen, wie z. B. die monatliche Verbrauchsinformation, bis zum 01. Januar 2022 umzusetzen sind.

Für Fernwärmenetzbetreiber bedeutet der Beschluss der FFVAV eine große Herausforderung, welche die Ebenen der Messtechnik, der Integration in die Abrechnung, der Anpassung der Rechnungsstellung sowie der Bereitstellung der Informationen an den Kunden umfasst. Für Fernwärmenetzbetreiber stellt sich nun die Frage, welche Handlungsoptionen bestehen, um die Fristen der FFVAV bis zum Anfang des kommenden Jahres erfolgreich umzusetzen. Welche Möglichkeiten es gibt und welche zentralen Fragestellungen zu beantworten sind, soll in einem groben Abriss im Rahmen dieses Blogbeitrags beantwortet werden.

FFVAV: Worum es eigentlich geht

Als kurze Wiederholung zu bereits veröffentlichten Blogbeiträgen gehen wir noch einmal kurz auf die wesentlichen Beschlüsse der FFVAV ein. Im Kern besteht die Anforderung aus drei zentralen Bausteinen, welche verpflichtend umzusetzen sind:


Erstens nimmt die FFVAV Einfluss auf die Konnektivität und Messtechnik, da ab sofort nur noch Messtechnik verbaut werden darf, welche aus der Ferne auslesbar ist. Da dies in der Vergangenheit oft analog durch manuelles Ablesen vor Ort erfolgte, steht für Fernwärmenetzbetreiber die Auswahl der geeigneten Messtechnik an.


Zweiter Aspekt der FFVAV ist eine Standardisierung der bereitgestellten Messdaten erforderlich, welche aufbereitet werden müssen, um eine Verarbeitung im Abrechnungssystem zu ermöglichen.


Drittens ist damit eine Anpassung der Abrechnung und der Ausgestaltung der Verbrauchsinformation nach den Vorgaben der FFVAV vorgesehen. Die Bereitstellung der Verbrauchsinformation hat nach der FFVAV ab dem 01. Januar 2022 für alle fernauslesbaren Zähler kostenlos und monatlich zu erfolgen. Die Bereitstellung der Verbrauchsinformation kann postalisch (als Standard) oder auf elektronischem Wege erfolgen. Auf Wunsch des Kunden ist die unentgeltliche elektronische Bereitstellung sogar verpflichtend. Eine Umrüstung sämtlicher Wärmemengenzähler WMZ ist bis zum 31. Dezember 2026 verpflichtend umzusetzen. Ein grober Überblick der Inhalte der FFVAV ist der folgenden Grafik zu entnehmen:

FFVAV - Zentrale Änderungen im Überblick
FFVAV – Zentrale Änderungen im Überblick

FFVAV – Smart Meter Gateway (SMGW)-Pflicht: ja oder nein?

Ein wesentlicher Knackpunkt bei der Umsetzung der FFVAV ist die Auswahl und Zulassung geeigneter Messtechnik. Hier schreibt die Verordnung fernauslesbare Messtechnik vor, die nach den Vorschriften der BSI funktioniert. Da es nur die technischen Richtlinien des BSI für das Smart Meter Gateway (SMGW) gibt, liegt die Vermutung nahe, dass eine SMGW-Anbindungspflicht von WMZ an das SMGW besteht. Allerdings lassen sich Abschnitte der FFVAV sowohl in die Richtung interpretieren, dass eine generelle SMGW-Pflicht besteht oder nur dann, wenn der Kunde dies wünscht bzw. sich der Fernwärmenetzbetreiber hierfür aktiv entscheidet.

Welche der beiden Auslegungen korrekt ist und wie die genaue Auslegung in der Praxis erfolgt, wird sich in den kommenden Monaten zeigen. Am Markt sind bislang beide Varianten zu finden, sodass einzelne Häuser auf das SMGW warten oder bereits auf alternative Techniken, wie NB-IoT oder LoRaWAN, setzen.

Aus Kreisen des BSI bzw. der zuständigen Ministerien ist die grundsätzliche Tendenz zu erkennen, das SMGW zu einer Art „Energiewirtschaftlicher Bundesrouter“ weiterzuentwickeln, der alle Energiedaten sicher transportiert. Perspektivisch ist es also wahrscheinlich, dass die WMZ an das SMGW angebunden werden müssen. Hierzu haben wir eine Anfrage an das BSI mit der Bitte einer Stellungnahme zur FFVAV und der Interpretation der SMGW-Pflicht gestellt, bislang ohne Rückmeldung.

Definitiv besteht aber die Pflicht für den Kunden, welche nach § 6 MsbG (Liegenschaftsmodell) einen Anschluss des WMZ an das SMGW verlangen. Neben der noch etwas unklaren Auslegung der neuen Rechtslage besteht zudem die Frage, welche weiteren Hindernisse bei dem Einsatz der Anbindung von WMZ an das SMGW bestehen und wie mögliche Handlungsoptionen für Fernwärmenetzbetreiber aussehen können.

FFVAV: Handlungsoptionen zur kurzfristigen Umsetzung

Durch die Pflicht zum Einbau fernauslesbarer Zähler ab dem 5. Oktober 2021 ist der laufende Turnuswechsel zu unterbrechen und anzupassen. Unter Berücksichtigung der Unklarheiten bzgl. des SMGW stehen jedem Fernwärmenetzbetreiber zwei Optionen zur Verfügung, wie eine kurzfristige Umsetzung der FFVAV erfolgen kann.

In der ersten Option wartet der Fernwärmenetzbetreiber auf das SMGW bis zu dem Zeitpunkt, wo eine Anbindung technisch möglich ist. An dieser Anbindung arbeiten bereits erste Hersteller, es ist jedoch davon auszugehen, dass dies noch nicht für jeden fernauslesbaren WMZ gelten wird. Der Turnuswechsel ist so lange unterbrochen, bis die technische Anbindung realisiert werden kann. Je länger der Prozess des Wartens jedoch dauert, desto schneller muss am Ende eine Umrüstung der gesamten Messtechnik bis zum 31.12.2026 erfolgen. Hinzu kommt die Problematik, dass die Messwerte der WMZ über die sternförmige Marktkommunikation verschickt werden müssten. Es mangelt aktuell aber an den standardisierten Marktprozessen für diesen Bereich, welche bislang nur für die Sparten Strom und Gas umgesetzt wurden. So lange ist eine Abrechnung von WMZ am SMGW schwer möglich, vor allem dann, wenn es sich bei dem iMSB nicht um den eigenen MSB im integrierten EVU handelt.

Da die Erstellung von einheitlichen, standardisierten Marktprozessen selten in wenigen Wochen erfolgt, ist mit einer weiteren Verzögerung bis zum Einsatz der intelligenten Messsysteme für WMZ zu rechnen. Da viele FVU ihren jährlichen Turnuswechsel bereits durch Corona pausiert haben, würde bei einem weiteren Aussetzen des Turnuswechsels die Anzahl der WMZ mit abgelaufener eichrechtlicher Zulassung steigen. Ob diese Zähler weiterhin abgerechnet werden dürfen, ist dabei stark anzuzweifeln.

Aus diesem Grund bedarf es einer Übergangstechnologie (die ggf. zu einem späteren Zeitpunkt vollständig zugelassen werden könnte), welche das FVU einsetzen sollte, um die Anforderung der Fernauslesbarkeit der FFVAV einzuhalten und eine monatliche Bereitstellung der Verbrauchsinformationen zu gewährleisten. Sobald Klarheit über den genauen Einsatzpunkt und des Umfangs der WMZ-Anbindung an das SMGW herrscht, sowie die standardisierten Marktprozesse vorliegen, kann mit der flächenmäßigen Anbindung begonnen werden.

FFVAV – Mögliche Übergangstechnologien

Die Auswahl der geeigneten Übergangstechnologie zur Fernauslesung von WMZ sollte möglichst in die automatisierten Abrechnungsprozesse integriert werden, um den manuellen Aufwand, gerade in Anbetracht der monatlichen Bereitstellung von Verbrauchsinformationen, gering zu halten. Hierbei bietet sich an, dass der Fernwärmenetzbetreiber auf bereits bestehende Technologien, wie z. B. die Auslesung über das Mobilfunknetz oder bereits durchgeführte Innovationsprojekte im Bereich der Zählerfernauslesung, zurückgreift. U. a. sind die Technologien LoRaWAN und NB-IoT bereits mit etlichen WMZ-Herstellern kompatibel.

Gerade zu Beginn ist von einem Technologiemix auszugehen, da sicherlich bereits ein Teil der WMZ des Fernwärmeversorgers aus der Ferne ausgelesen wird. Somit stellt sich für Fernwärmenetzbetreiber die Frage, welche Technologie weiter genutzt werden soll. Aufgrund der monatlichen Verpflichtung zur Bereitstellung von Verbrauchsinformationen bietet sich das Ablesen der WMZ über Walk-by-Lösungen weniger an, da es durch die entstehenden csv-Dateien höheren manuellen Aufwand bedarf, bevor die Messwerte dem Abrechnungssystem bereitgestellt werden können. Daher empfiehlt es sich auf das bestehende Mobilfunknetz zurückzugreifen und somit bereits vorhandene Infrastruktur zu nutzen. Da viele Fernwärmenetzbetreiber über ein eigenes LoRaWAN-Netz verfügen, ist der Einsatz von LoRaWAN-WMZ in der Startphase geeignet. Verfügt der Betreiber nicht über ein LoRaWAN-Netz oder bestehen erhebliche Abdeckungslücken, so kann als Alternative auf NB-IoT zurückgegriffen werden. Kunden die bereits die IoT-Plattform von Digimondo der items nutzen können hier mit ihrem System bei der Umsetzung aufsetzen. Parallel sollte aber intern schon mit den ersten Tests zur Anbindung von WMZ an das SMGW begonnen werden, um später über die nötige Praxiserfahrung zu verfügen.

FFVAV – Beispiel einer Rolloutstrategie

Die Rolloutstrategie hinsichtlich der Messtechnik ist individuell je Fernwärmenetzbetreiber zu bewerten, wobei ein mögliches Beispiel der folgenden Abbildung zu entnehmen ist. Im vorliegenden Beispiel erfolgt ein Großteil der Messwerterhebung analog. Ein geringer Teil wird über Walk-by-Lösungen oder die bestehende Zählerfernauslese (ZFA) ausgelesen. Mit dem Start der FFVAV entscheidet sich der Fernwärmenetzbetreiber für den Einsatz von LoRaWAN- und NB-IoT-WMZ sowie dem Ausbau der ZFA. In der Übergangsphase kommen dann erste intelligente Messsysteme hinzu. Zum Ende des Rollouts besteht dann ein Technologiemix aus WMZ mit einer SMGW-Anbindung sowie dem Einsatz von LoRaWAN- und NB-IoT-WMZ über das Jahr 2026 hinaus.

FFVAV Rolloutszenario
FFVAV Rolloutszenario

Die Abrechnung der Messwerte sollte stets automatisiert erfolgen, gerade mit dem Blick auf die Pflicht zur Bereitstellung monatlicher Verbrauchswerte. Aus diesem Grund ist die Kette von der Messtechnik, über die Aufbereitung der Daten, der Bereitstellung an das Abrechnungssystem, bis hin zur Rechnungsstellung an den Kunden im Gesamten zu betrachten. Gerade bei dem Einsatz von IoT-Zählern ist die Anwendung eines Zwischensystems erforderlich, welches die Daten aus der „IoT-Welt“ in die Sprache der ERP-Systeme zur Vorbereitung auf die Verbrauchsinformation bzw. Abrechnung übersetzt. Bei der items GmbH laufen hier bereits erste Projekte mit der Einführung der IoT-ERP-Bridge, die die Messwerte aus den IoT-Zählern dem Abrechnungssystem bereitstellt.

Synergiepotentiale im Blick behalten

Auch wenn die FFVAV eine kurzfristige und große Herausforderung darstellt, welche es bis Ende des Jahres zu bewerkstelligen gilt, sollte jeder Fernwärmenetzbetreiber nicht nur das Pflichtprogramm erfüllen, sondern auch die Mehrwerte im Auge behalten. Durch die Installation von fernauslesbaren WMZ im Netz steht dem Fernwärmenetzbetreiber eine deutlich höhere Datengrundlage zur Verfügung, welche er zur Optimierung des Netzes nutzen kann. In einem vergangenen Blogbeitrag haben wir zu diesem Thema ausführlicher berichtet. Im Kern befähigt die Informationen aber eine Datengrundlage, das eigene Fernwärmenetz zu monitoren sowie bestehende Wärmemengenprognosen zu verbessern, wie auch eine höhere Effizienz des Kraftwerkparks zu gewährleisten. So kann bereits kurzfristig Primärenergie eingespart und die Kosten des Netzbetriebs gesenkt werden.

Über ein entsprechendes Projekt gemeinsam mit den Stadtwerken Iserlohn u. a. zur Optimierung von Gaslastspitzen haben wir bereits in der Heat and Power berichtet. Da die Aufwände zur Zählerfernauslesung aus Sicht der Abrechnung die Marge eines Fernwärmenetzbetreibers mittelfristig sinken lassen, sollte bereits bei der Konzeption über die Nutzung der Daten zur Netzoptimierung nachgedacht werden, um zu einem späteren Zeitpunkt die Messtechnik nicht austauschen zu müssen.

Fazit zur Vorgehensweise

Fernwärmenetzbetreiber sind in Bezug auf die FFVAV in einer misslichen Lage. Durch die Unklarheiten hinsichtlich der SMGW-Anbindungspflicht und der fehlenden Marktprozesse zur Abrechnung ist ggf. keine Umsetzung möglich, welche nach dem BSI dem Stand der Technik entspricht. Ein Warten auf die SMGW-Anbindung sowie Marktprozesse würde im Zweifel zu viel Zeit in Anspruch nehmen, sodass sich dadurch der Rollout bis Ende 2026 massiv verkürzen müsste und schließlich die Aufwände enorm steigen. Zudem besteht die Gefahr, WMZ mit einer abgelaufenen Eichfrist im Netz zu haben, da der Einbau konventioneller WMZ untersagt ist. Alternativ ergibt sich der Einsatz von Brückentechnologien, welche aber ggf. nicht den Anforderungen des BSI entsprechen, dafür aber deren WMZ fernauslesbar sind, die DSGVO erfüllen und dessen Messwerte abrechenbar sind.

Um weiter handlungsfähig zu bleiben, scheint es daher ratsam, nicht auf das SMGW zu warten, sondern für mindestens das erste Jahr den Einsatz einer Brückentechnologie zu präferieren. Wenngleich die Konnektivitätslösung in Verbindung mit den WMZ zu einem späteren Zeitpunkt durch das SMGW abgelöst werden müssen, können die WMZ mindestens bis Ende 2026 im Netz bleiben. Durch die teilweise fehlende Anbindungsmöglichkeit an das SMGW und die noch zu definierenden Marktprozesse, wäre auch eine Argumentation denkbar, dass eine SMGW-Anbindung noch nicht dem Stand der Technik entspräche, womit der Einsatz von Brückentechnologien als zulässig anzunehmen wäre.

Aus diesem Grund raten wir unseren Kunden sich schnell und aktiv mit der FFVAV auseinanderzusetzen, geeignete Messtechnik als Brückentechnologie für mindestens die nächsten 12 Monate mit der Option eines längeren Weiterbetriebes auszuwählen sowie eine Anpassung der Abrechnung, welche die Messwerte automatisiert verarbeitet und dem Kunden die verpflichteten Informationen bereitstellt. Von einer manuellen Bearbeitung der Messwerte ist aufgrund des hohen Aufwands abzuraten.

Bei Fragen zu diesem Blogbeitrag und laufenden Umsetzungsprojekten zur FFVAV meldet euch gerne. Folgt auch gerne unserem Blog, wenn euch der Beitrag gefallen hat.

Ein Jahr Civitas Connect – ein Verein ermöglicht die Umsetzung von Smart City.

In einem Punkt sind sich kommunale Unternehmen wohl einig: Die Umsetzung der Smart City ist alternativlos. Zum einen ist es der Anspruch der Bürgerinnen und Bürger sowie der Wirtschaft, zum anderen werden datengetriebene Lösungen gebraucht, um die erklärten Klimaziele zu erreichen. Die Komplexität und Schnelllebigkeit der Klimafolgeanpassungen können nur durch digitale Lösungen beherrschbar und steuerbar gemacht werden. Wer allein vor dieser Herausforderung steht, kann sich vorstellen, wie umfänglich und kostenintensiv die Entwicklung von adäquaten Lösungen sein kann. Doch wie können gemeinsam standardisierte Lösungen erarbeitet werden? Dieser Herausforderung stellt sich der Verein Civitas Connect seit mittlerweile mehr als einem Jahr. Wir haben mit dem Geschäftsführer Ralf Leufkes gesprochen.

Warum braucht es Civitas Connect?

Der grundlegende Gedanke des Vereins ist es, dass niemand die Smart City allein umsetzen kann. Das liegt, neben der Vielzahl an Themen und beteiligten Akteuren, vor allem an limitierten Personalressourcen und dem notwendigen Know-how, um die Lösungswege allein auszuarbeiten. Für eine vollumfängliche Smart City reicht es nicht aus, ein paar Sensoren zu installieren und die Informationen von A nach B zu transportieren. Es bedarf verschiedener Kommunikationsnetze, die je nach individueller Stärke und je Anwendungsfall eingesetzt werden. Es müssen Datenplattformen, -drehscheiben und -pools sowie Software- und Hardwareschnittstellen implementiert werden, die Geräte und Programme interoperabel machen. Für ein einzelnes Unternehmen ist es nicht erschwinglich, all das im Alleingang zu entwickeln und zu betreiben, ohne dabei auf bereits erworbene Erfahrungen zurückzugreifen.

Letztes Jahr im Juni, genauer am 22.06.2020, wurde aus diesem Grund Civitas Connect mit 22 Vereinsmitgliedern, unter anderen der items GmbH, gegründet. Das Ziel: Die Umsetzung von Projekten rund um Smart Cities und Smart Regions ermöglichen und beschleunigen. Diese scheitern zumeist an hoher Komplexität, fehlendem Know-how in neuen Technologien und mangelnder Standardisierung oder zur Verfügung stehender Basisinfrastruktur. Der Verein hat kein eigenes Angebot an Produkten oder Services sowie keine wirtschaftlichen Absichten. Die Umsetzung von Projekten obliegt einzig den Mitgliedsunternehmen. Mittlerweile hat der Verein 40 Mitglieder und wird von Markus Hilkenbach als Vorstandsvorsitzendem geführt. Die kommunale Selbstverwaltung begreift man bei Civitas Connect als entscheidenden Schlüssel zur Nachhaltigkeit. Der Fokus liegt auf der Lösungserbringung aus den eigenen Reihen heraus. Der Know-how-Aufbau im „Konzern Stadt“ ermöglicht den Kommunen eigenständigen Betrieb, Weiterentwicklung, Selbstverwaltung und Souveränität.

Wie arbeitet Civitas Connect?

Die theoretische Übertragbarkeit von Lösungen auf andere Unternehmen liegt zwischen 80 bis 100 Prozent. Doch wie werden Lösungen überall nutzbar und technisch übertragbar gemacht? Der Ansatz von Civitas Connect sieht vor, von Beginn an gemeinsam an den unterschiedlichsten Projekten zu arbeiten und die Lösungen für alle Mitglieder des Vereins zur Verfügung zu stellen. So kann jedes Mitgliedsunternehmen entscheiden: Behebt diese Lösung eines meiner Probleme? Außerdem ist einzusehen, welche materiellen und personellen Ressourcen gebraucht werden, um die Lösung umzusetzen und wie die potenziellen Lösungswege aussehen.

Der Verein organisiert sich in Arbeitsgruppen zu den verschiedensten Themen, die im breiten Kontext der Smart City Relevanz haben. Ziel ist die gemeinsame Lösungsentwicklung auf Projektebene. Anstelle einer bloßen Konzeptionierung ist die konkrete Ausarbeitung von Lösungen gefragt. Die Ergebnisse aller Gruppen werden im Wiki beispielsweise in Form von Whitepapern festgehalten. Das Wiki ist für alle Mitglieder offen, sodass die Ergebnisse der Arbeitsgruppen von allen eingesehen und umgesetzt werden können. Es verbessert nicht nur die Transparenz und den Informationsfluss, sondern es verstärkt auch das Vertrauen und die Interoperabilität der relevanten Akteure der Smart City untereinander.

Auf der einen Seite erreichen die Arbeitsgruppen durch den Fokus auf der Umsetzung von Lösungen eine überdurchschnittliche inhaltliche Tiefe. Auf der anderen Seite wird die inhaltliche Breite dadurch gewährleistet, dass jedes Mitglied zu jeder Zeit eine Arbeitsgruppe zu einem gewünschten Thema initiieren kann.

Themenschwerpunkte der Arbeitsgruppen

Was wurde im ersten Jahr erarbeitet?

Im Bereich Pegelsensorik hat die Arbeitsgruppe eine Vergleichsmatrix entwickelt, aus der die wesentlichen Eigenschaften für die Auswahl passender Sensoren entnommen werden können. Zudem wurde ein Use Case erarbeitet, der die Relevanz von Grundwassermessungen im Klimawandel einordnet. Zusätzlich konnte die Arbeitsgruppe Sensorbeschreibungen veröffentlichen sowie Vorlagen, wie entsprechende Visualisierungen aussehen könnten. Ergänzt wird dies um Hinweise, wofür die erhobenen Daten sonst noch Relevanz haben.

Die Arbeitsgruppe „LoRaWAN“ hat vier unterschiedliche LoRaWAN-Gateways im direkten Vergleich getestet. Das erste Ergebnis deutet darauf hin, dass nicht automatisch das teuerste Gateway die besten Empfangswerte liefert. Zum jetzigen Zeitpunkt wird noch geprüft, ob dies an Unterschieden in der Montage liegen könnte. Darüber hinaus konnte ein Sicherheitskonzept für LoRaWAN erarbeitet werden.

In einer weiteren Arbeitsgruppe geht es um das Thema der Verkehrszählung. Hier wird in drei unabhängigen Piloten mit verschiedenen Lösungsanbietern von den Mitgliedern eine datenschutzkonforme Verkehrszählung getestet. Schon vorab konnten sich alle Mitglieder ein erstes eigenes Bild zu den Dienstleistern machen, die Civitas Connect zu einer Produktvorstellung geladen hatte. Im Anschluss wurden die avisierten Mehrwerte aus den Lösungen zu Fragestellungen formuliert, die nun in den laufenden Projekten validiert werden.

Zur Thematik der 450 MHz-Frequenzvergabe erscheint in der näheren Zukunft ein Buch, welches in Zusammenarbeit zweier Mitglieder entstand. Es geht um die Einordnung der Frequenz für die Energiewirtschaft, auch in Bezug zu anderen Übertragungstechnologien.

Alle Arbeitsgruppen zahlen als konkrete Blaupause in die Geschäftsfeldentwicklung des Geschäftsfeldes Smart City ein. In diesem Kontext muss vor allem auch der gesamte Stadtkonzern betrachtet werden. Hier spielt, neben den kommunalen Versorgungsunternehmen, vor allem die Kommune eine zentrale Rolle. Somit können beide Mitglied im Verein werden, gemeinsam in den Gruppen wirken und nicht nur an konkreten Lösungen arbeiten, sondern auch an der Frage, wie dies vor Ort umgesetzt und betrieben werden soll.

Mit dieser Vernetzung und der Mentalität möchte Civitas Connect auch als Partner der DIV-Konferenz die Entwicklung von Smart Cities und Regions auf Bundesebene vorantreiben. Darüber hinaus verhandelt Civitas Connect diverse Einkaufskonditionen für zentrale Komponenten für unsere Vereinsmitglieder vor, die sich in den Arbeitsgruppen als geeignet herausstellen. So kann der Verein einen direkten wirtschaftlichen Mehrwert für seine Mitglieder bieten.

Zukunftsausblick

Der Verein wird kontinuierlich weiterentwickelt und an die Bedürfnisse der Mitglieder angepasst. Der Fokus der nächsten Monate liegt darauf, die Arbeit in den Arbeitsgruppen und die Wiederverwertbarkeit von Lösungen zu verbessern. Ein erster Ansatz ist eine thematische Gruppierung der Arbeitsgruppen in Cluster, aus denen eine generelle Strategie abgeleitet werden kann. Außerdem soll eine Befragung unter den Mitgliedern durchgeführt werden, um die Bedürfnisse und Wünsche kommunaler Unternehmen zu ermitteln und daraus weitere Handlungsbedarfe für den Verein abzuleiten. Um somit den Verein strategisch mit den Themen weiterzuentwickeln und nicht auf dem Status quo stehenzubleiben.

Als eine der größten und dringlichsten Aufgaben von Civitas Connect sieht Ralf Leufkes neben der Unterstützung der Mitglieder in den AGs auch die Finanzierung von umfangreicheren Arbeitsgruppen und Clusterthemen beim Aufbau des Geschäftsfeldes Smart City und Region. Um die dafür notwendigen Ressourcen auch im Verein innezuhaben, sollen Förderanträge in Zukunft noch bewusster angegangen und umgesetzt werden.

Fazit

Civitas Connect konnte bereits im ersten Jahr deutlich zeigen, dass ein besonderes Interesse an der Thematik Smart City besteht und sich daraus viel Potenzial ableiten lässt. Es wird außerdem deutlich, dass Städte und Kommunen nur durch Kooperationen dazu befähigt werden, die Smart City adäquat umzusetzen.

LoRaWAN-Anwendungsfälle – ein 360°-Schnelldurchlauf

LoRaWAN – Welche Themenfelder sind geeignet?

Die Suche nach den richtigen LoRaWAN-Anwendungsfällen beschäftigt aktuell viele EVUs, die ein LoRaWAN-Netz betreiben oder eine Errichtung planen. Hier steht für die EVUs die Frage im Raum, welche Anwendungsfälle geeignet sind oder bereits umgesetzt wurden. Die Auswahl der Themenfelder ist an dieser Stelle groß und reicht von der internen Prozessoptimierung, dem Aufbau städtischer Smart-City-Anwendungen bis zu neuen Geschäftsfeldern für B2B-Kunden. Um etwas mehr Licht in den Dschungel der Anwendungsfelder zu bringen, wollen wir in diesem Blogbeitrag einen groben Überblick geben. Hierzu gehen wir auf ausgewählte Anwendungsfälle in den einzelnen Energiesparten und den Bereich Smart City ein:

LoRaWAN-Anwendungsfall Nr.1: Fernwärmeoptimierung

Viele EVUs beschäftigen sich mit dem Aufbau, dem Betrieb oder der Wartung eines oder mehrerer Fernwärmesysteme. Dieses umfasst zum einen die Netz- und zum anderen die Erzeugungsinfrastruktur. Die Infrastruktur ist ähnlich wie andere Energieversorgungsnetze über Jahrzehnte entstanden und wird größtenteils anhand der Expertise der vorhandenen Mitarbeiter betrieben. Ähnlich wie in den Verteilnetzen der Sparte Strom werden Fernwärmenetze wie eine Blackbox betrieben. Mit Ausnahme der Informationen rund um die Erzeugungsanlagen und einigen Messpunkten im Netz erfolgt der Betrieb und die Steuerung des Netzes größtenteils blind. Die Folge sind oft zu hohe Vor- und Rücklauftemperaturen, verbunden mit einem zu hohem Primärenergieeinsatz.

An dieser Stelle kann der LoRaWAN-Anwendungsfall Fernwärme mit einer höheren Transparenz im Fernwärmenetz unterstützen. So können LoRaWAN-Wärmemengenzähler im Netz installiert werden. Diese liefern eine zusätzliche Datenbasis über die Vor- und Rücklauftemperaturen sowie Volumenströme. Mit einer ausreichenden Anzahl   Wärmemengenzählern im Netz können die Vorlauftemperaturen im Netz analysiert, die Verletzung von Grenzwerten der Vor- und Rücklauftemperaturen erkannt und der Einsatz von Primärenergie gesenkt werden. Allein durch die potenzielle Senkung und Verlagerung von Gaslastspitzen auf Basis der neuen Daten können Fernwärmenetzbetreiber hohe finanzielle Einsparungen erzielen. Außerdem können die zusätzlichen Messdaten im Rahmen der monatlichen Abrechnung bzw. Abrechnungsinformation zur Erfüllung der regulatatorischen Anforderungen der FFVAV genutzt werden.

Mit dem Tool Grid Insight: Heat, das die items GmbH zusammen mit den Stadtwerken Iserlohn entwickelt hat, können die LoRaWAN Daten mit anderen Daten aus Drittsystemen, wie z. B. der Netzleitwarte, verschnitten und eine Wärmemengenprognose sowie eine Produktionsoptimierung des Netzes erzielt werden. Das integrierte Echtzeitmonitoring visualisiert zusätzlich die Daten der LoRaWAN-Sensorik unter Berücksichtigung der GIS-Daten.

LoRaWAN-Anwendungsfall: Fernwärme

LoRaWAN-Anwendungsfall Nr.2: Wohnungswirtschaft

Neben der Optimierung von Fernwärmenetzen stellt die Wohnungswirtschaft einen weiteren LoRaWAN-Anwendungsfelder dar. Seit dem Beschluss des MsbG und der Möglichkeit, seit dem 1. Januar der Wohnungswirtschaft ein Angebot zur Mehrspartenablesung über das SMGW zu ermöglichen (§6 MsbG), ist das Geschäftsfeld Wohnungswirtschaft in den Fokus der Stadtwerke gerückt. Dabei kann LoRaWAN beispielsweise als Zusatzdienstleistung angeboten werden. Hier bietet es sich z. B. an, Rauchwarnmelder und deren Batteriestand zu überwachen. Ein jährlicher Test ist in diesem Fall dann nicht mehr notwendig. Auch bietet es sich an, LoRaWAN zum Auslesen von Zählern einzusetzen.

Da die meisten Verbrauchspunkte dezentral in einem Objekt verteilt sind, ist das Ziehen von Kabeln von der Messeinrichtung zum SMGW aus technischer Sicht sehr aufwendig und mit hohen Kosten verbunden. Hier bietet sich der Einsatz von LoRaWAN im LMN an, um die Messeinrichtungen per LoRaWAN an das SMGW anzuschießen. Die Daten können dann über die WAN-Schnittstelle des SMGW an das Abrechnungssystem weitergeleitet werden. Neben der Möglichkeit die Messwerte über das SMGW zu übermitteln kann LoRaWAN für Haushaltskunden, die nicht den Anschlusspflichten des MsbG unterliegen, als System zur Kundenselbstablesung dienen. Statt dem Kunden Karten zur Selbstablesung zu übermitteln, kann der Kunde eine Nachricht über den Verbrauchsstand erhalten und diesen bestätigen. Eine Abrechnung als System zur Kundenselbstablesung nach §40a EnWG ist in diesem Fall möglich.

LoRaWAN-Anwendungsfall: Wohnungswirtschaft& Submetering

LoRaWAN-Anwendungsfall Nr.3: Submetering

Ein weiterer LoRaWAN-Anwendungsfall ist das Submetering. Statt Messsysteme jährlich oder wie in Zukunft vom EnWG für einzelne Sparten gefordert unterjährig auszulesen und die Verbrauchsmenge vor Ort nach dem Turnschuhprinzip zu erfassen, ist eine Verbrauchsmengenerfassung auch über LoRaWAN möglich. Ob und in welchen Fällen eine Anschlusspflicht an das intelligente Messsystem besteht, haben wir bereits in einem anderen Blogbeitrag ausführlich dargestellt. Für einen Großteil der Sparten gilt dies jedoch nicht, weswegen der Einsatz von LoRaWAN-Zählern möglich ist.

Da es sich bei der Ablesung von Zählern um einen Massenprozess handelt, bei der eine Vielzahl von Verbrauchsständen erhoben wird, die es abzurechnen gilt, ist eine manuelle Bearbeitung der Daten zur Abrechnung weniger geeignet. Auch eignet sich der Einsatz einer IoT-Plattform zur Sicherstellung der Abrechnung weniger. Vielmehr sind die abrechnungsrelevanten Messwerte dem Fachsystem, also dem bereits bestehenden Billing-System, zu übergeben. Hier lässt sich z. B. die IoT ERP Bridge der items nutzen. Diese nimmt die Verbrauchswerte entgegen und stellt diese dem Abrechnungssystem zur Verfügung. Die Abrechnung kann so wie gewohnt im Fachsystem völlig automatisiert erfolgen.

LoRaWAN-Anwendungsfall: Submetering mit der IoT-ERP-Bridge

LoRaWAN-Anwendungsfall Nr.4: Liegenschaftsmonitoring

Ein klassischer LoRaWAN-Anwendungsfall stellt das Liegenschaftsmonitoring dar. Hier geht es sowohl um die Überwachung von einzelnen Assets, wie z. B. Türen oder Fenstern, als auch das Raumklima-, Schlüssel- oder Energiemanagement. So wird u. a. Hausmeistern oder Energiemanagern ein Werkzeug an die Hand gegeben, über das sie mehr Informationen über die zu verwaltenden Liegenschaften erhalten. Ein Beispiel für ein Liegenschaftsmanagement zeigt die folgende Abbildung der Fa. Digimondo. So kann ein Hausmeister in Hamburg mit einer Lösung zum Monitoring von Liegenschaften seine Arbeitsplanung optimieren.

Hierzu zählt z. B. das Überprüfen von geschlossenen Türen und Fenstern aus der Ferne. Darüber hinaus ist aber auch ein Schlüsselmanagement von Turnhallen möglich. Oft werden Sportstätten von unterschiedlichen Nutzergruppen genutzt. Hier können intelligente LoRaWAN-Türschlösser genutzt werden, mit der die Nutzer Türen zu bestimmten Uhrzeiten öffnen können. Eine manuelle Übergabe von Schlüsseln ist so nicht mehr notwendig. Die Lösung wäre z. B. auch für die Verwaltung von Schlüsseln mit dem Zugang zu Ortsnetztrafostationen von Netzbetreibern möglich.

LoRaWAN-Anwendungsfall: Liegenschaftsmonitoring Teil 2

Des Weiteren kann die LoRaWAN-Sensorik auch zur Überwachung des Raumklimas eingesetzt werden. Hier haben sich gerade durch Corona unterschiedliche Systeme zur Überwachung des CO2-Gehalts in der Luft in Form eines Meldesystems etabliert. Das Ziel dieser Systeme ist es, ein rechtzeitiges Lüften zu signalisieren, da eine Korrelation zwischen dem CO2-Gehalt in der Luft und der Übertragbarkeit der Corona-Viren festgestellt wurde. Über diesen Anwendungsfall haben wir bereits im Blogbeitrag zur Covid-Ampel berichtet.

LoRaWAN-Anwendungsfall: Liegenschaftsmonitoring Teil 2

LoRaWAN-Anwendungsfall Nr.5: Mikroklimamanagement

Wetterdaten stellen eine der wichtigsten Informationen für EVUs dar. Mit ihnen korreliert der Wärmebedarf im Fernwärmebereich. Außerdem lassen sich Auswirkungen von Starkregenereignissen im Abwassernetz oder ähnliche Zusammenhänge analysieren. Wetterdaten bilden dabei oft ein Fundament, das für die Umsetzung von Prognose- und KI-Anwendungsfällen erforderlich ist. In der Praxis werden hierfür die Daten von Wetterstationen des DWDs genutzt. Die Messstationen sind jedoch für lokale Analysen meist zu weit entfernt. So befindet sich z. B. die Wetterstation für die Stadt Münster am Flughafen Münster Osnabrück. Die Folge sind ungenaue Wetterdaten, da die Wetterstation zu weit vom Anwendungsgebiet entfernt ist, und damit schlechtere Prognoseinformationen, die mit besseren Wetterdaten behoben werden könnten. Auch kann die Erkennung von Mikroklimaereignissen, wie z. B. Starkregen, durch lokale Wetterstationen besser und schneller erfolgen.

Hier bietet sich der LoRaWAN-Anwendungsfall Mikroklimamanagement an. LoRaWAN-Wetterstationen können hierbei im Stadtgebiet installiert werden. Zwar entsprechen die Wetterstationen nicht den gleichen Qualitätsstandards wie die des DWD, allerdings kann auch mit günstigen Sensoren und einer höheren Daten-Quantität eine solide Informationsbasis bezgl. des eigenen Mikroklimas im Versorgungsgebiet geschaffen werden. Gleichzeitig können die Daten von der Stadt im Rahmen der Stadtentwicklung genutzt werden. Ein Beispiel für ein Projekt zur Umsetzung dieses LoRaWAN-Anwendungsfalls wurde in der Stadt Soest mit der IoT-Plattform der items im Rahmen des Projekts der Bürgerwolke umgesetzt. Hierfür wurden 100 Low-Cost-Sensoren in der Stadt verbaut, um Informationen über Niederschläge, Windstärke und Globalstrahlung zu erfassen. Die Daten sollen zur Optimierung der Stadtplanung im Zuge des Klimawandels genutzt werden.

LoRaWAN-Anwendungsfall: Mikroklimamanagement Teil 1
LoRaWAN-Anwendungsfall: Mikroklimamanagement Teil 2

LoRaWAN-Anwendungsfall Nr.6: Bodenfeuchtemessung

Die Zunahme von Hitzeperioden stellt eine zunehmende Herausforderung für Grünanlagen und Bäume im Stadtgebiet dar. Über Informationen, welche Pflanzen und Bäume am meisten unter der Trockenheit leiden, verfügen die Städte aber in der Regel nicht. Dabei sind die Kosten für Baumsetzlinge nicht unrelevant und können schnell einen vierstelligen Betrag pro Baum erreichen. Ein Monitoring relevanter Punkte im Stadtgebiet hinsichtlich des Status der Bodenfeuchte kann mit dem Einsatz von Bodenfeuchtemesssystemen, die LoRaWAN unterstützen, erreicht werden. Dies wurde z. B. von den Stadtwerken Bielefeld umgesetzt, die 2 Sensoren in der Bielefelder Promenade installiert haben sowie 13 weitere an 7 Standorten in der Stadt, um die Bodenfeuchtigkeit und auch die -temperatur zu überwachen. Für einen Rollout werden ca. 100 Sensoren an 50 Standorten benötigt. Die Datenübermittlung erfolgt täglich, so dass die Stadt schnell einen Überblick darüber erhält, an welchen Stellen eine Bewässerung der Bäume und Grünanalgen erforderlich ist. Die Folgen sind ein gezielter Einsatz der städtischen Mitarbeiter und eine Bewässerung an den kritischen Stellen in der Stadt.

LoRaWAN-Anwendungsfall: Bodenfeuchtemonitoring

LoRaWAN-Anwendungsfall Nr.7: Gewässermonitoring

Das Gewässermonitoring ist ein weiterer LoRaWAN-Anwendungsfall. Durch steigende Temperaturen können Gewässer umkippen, auch Schadstoffen im Gewässer z. B. durch die Landwirtschaft, schaden ihnen. In solchen Fällen kann ein Monitoringsystem bei der Überwachung der Gewässer helfen. Ein Beispiel wurde von der items GmbH mit der Stadt Münster im Rahmen des Aasee-Monitorings umgesetzt. Nachdem im Jahr 2018 der Aasee auf Grund starker Temperaturen umkippte und ein Fischsterben mit mehr als 20 Tonnen toter Fisch auslöste, wurde gemeinsam mit der Stadt Münster und weiteren Sponsoren ein System zur Überwachung des Aasees auf LoRaWAN-Basis installiert. Hierzu zählt u. a. die Überwachung der Temperatur, des Sauerstoffgehalts, der Trübung und etlicher weiterer Parameter hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung.

LoRaWAN-Anwendungsfall: Gewässermonitoring

LoRaWAN Anwendungsfall Nr.8: Pegelstandsmonitoring

Neben der Überwachung von Gewässern ist das Monitoring von Grundwassermessstellen mittels LoRaWAN-Pegelsonden ein weiterer LoRaWAN-Anwendungsfall. In der Praxis stehen Grundwassermessstellen über größere Distanzen im gesamten Trinkwasserversorgungsgebiet verteilt und werden monatlich nach dem Turnschuhprinzip vor Ort manuell ausgelesen. Die Messwerte sollen eine Indikation über die Entwicklung der Grundwasserpegelstände geben und bilden eine Basis für die späteren Trinkwasserförderrechte, die von der zuständigen Behörde zu genehmigen sind.

Um eine bessere Datenbasis zu erhalten, welche Auswirkungen z. B. der Klimawandel mit zunehmender Trockenheit auf die Messstellen hat, bietet sich der Einsatz von LoRaWAN-Pegelsonden an. Diese können die Höhe des Wasserstands, die Wassertemperatur und ggf. weitere Werte zur chemischen Zusammensetzung erfassen. Mit der automatischen, kontinuierlichen Messung von Grundwasserpegelständen entfällt außerdem die manuelle Messung vor Ort. Das zunehmend knappe Personal kann so an wichtigeren Stellen eingesetzt werden. Mit einer Integration der Messwerte der LoRaWAN-Pegelsonden über die IoT-Plattform der items in das System AquaInfo kann außerdem automatisch ein Report für die Behörde erstellt werden. Medienbrüche bei der Aufbereitung der Daten können so vermieden werden.

LoRaWAN-Anwendungsfall: Pegelstandsmonitoring

LoRaWAN-Anwendungsfall Nr.9: digitaler Bienenstock

Ein klassischer Smart City LoRaWAN-Anwendungsfall stellt die Überwachung von Bienenstöcken dar. Da die Bienenstöcke meist über ein größeres Gebiet verteilt sind und der Imker sie regelmäßig überprüfen muss, bietet sich eine Überwachung mittels LoRaWAN-Sensorik an. Maßgebliche Werte sind die Temperatur im Bienenstock sowie das Gewicht. Bienen benötigen eine konstante Temperatur, um im Bienenstock überleben zu können. Die Waage zur Erfassung des Gewichts gibt u. a. Aufschlüsse über die An- und Abwesenheit der Bienen sowie die Honigproduktion und somit auch deren Gesundheitszustand. Der LoRaWAN-Anwendungsfall des digitalen Bienenstocks eignet sich dafür, aktiv das Thema Umweltschutz voranzutreiben. Über die genauen Umsetzungsmöglichkeiten und Mehrwerte erfahrt ihr in unserem bereits veröffentlichten Blogbeitrag zum digitalen Bienenstock.

LoRaWAN-Anwendungsfall: Bienenstock

LoRaWAN-Anwendungsfall Nr.10: Trafostationsmonitoring

Einer der üblichen LoRaWAN-Anwendungsfälle ist das Monitoring von Trafostationen im Verteilnetz eines Stadtwerks. Ähnlich wie Fernwärmenetze sind Netzbetreiber auf der Ebene des Verteilnetzes blind. Ein Monitoring ist meist nur auf höheren Spannungsebenen vorhanden. Im Zuge der Energiewende im Verteilnetz erfolgt die Integration von EE-Anlagen und größeren Verbrauchern wie z. B. Ladeinfrastruktur für E-Autos jedoch zunehmend auf den unteren Spannungsebenen, weswegen eine höhere Informationsbasis gerade auch mit Blick auf die Netzplanung erforderlich ist.

Eine Datenbasis schaffen beispielsweise intelligente Messsysteme. Diese Daten reichen jedoch nicht aus, da nur eine geringe Anzahl von Haushaltskunden ein intelligentes Messsystem bekommen wird. Auch findet am Anschlusspunkt des SMGW nur ein Monitoring der Strom- und Spannungsflüsse am Übergabepunkt vom Netz zum Haushalt statt. Allerdings ist auch eine Messung in den kritischen Assets wie Ortsnetztransformatoren notwendig, um ein Gesamtbild über die Auslastung des Verteilnetzes zu erhalten. Aus diesem Grund bietet sich der Einsatz von LoRaWAN-Sensorik an. Ein Beispiel haben wir in einem separaten Blogbeitrag zum Netztrafo Node von Acafl BFi vorgestellt.

Außerdem lassen sich Sensoren zur Überwachung von Kurzschlussanzeigern in Trafostationen installieren. In der Praxis findet ein Monitoring oft nicht statt, weswegen im Zweifel alle in Reihe angeschlossenen Ortsnetztrafostationen einzeln angefahren werden müssen, um die Quelle des Fehlers zu identifizieren. Der hohe Fahraufwand hat eine hohe Bearbeitungszeit zur Folge, was sich negativ auf das Q-Element des Netzbetreibers auswirkt. Hier besteht eine Möglichkeit Kosten zu senken, allein schon wenn eine Überwachung der Kurzschlussanzeiger erfolgt und ein gezieltes Anfahren der Station möglich ist.

LoRaWAN-Anwendungsfall: Trafostationsmonitoring

Fazit

Wie an diesem Blogbeitrag ersichtlich wurde, ist die Umsetzungsvielfalt für LoRaWAN-Anwendungsfälle groß und reicht von der internen Prozessoptimierung bis zu Smart City-Anwendungsfällen. Die hier vorgestellten Anwendungsfälle können von EVU umgesetzt werden. Es existieren jedoch auch eine Vielzahl weiterer Anwendungsfälle für Sie. Es sollte beim Infrastrukturaufbau aber nicht die Erwartungshaltung bestehen, diese mit einem LoRaWAN-Anwendungsfall finanzieren zu wollen. Vielmehr ist die Infrastruktur als Ausgangsbasis zu sehen, auf der eine Vielzahl von Anwendungsfällen umzusetzen sind, wobei jeder Anwendungsfall seinen Beitrag zur Finanzierung leisten muss. Über die Möglichkeiten des Aufbaus eines LoRaWAN-Geschäftsmodells haben wir bereits in unserem Blogbeitrag LoRaWAN Geschäftsmodell – Die Möglichkeiten im Überblick berichtet.

Bei Fragen und Anregungen zu den einzelnen LoRaWAN-Anwendungsfällen sprecht uns gerne an. Wenn ihr Ideen für einen völlig neuen Einsatz habt und einen Umsetzungspartner benötigt, stehen wir gerne mit unserer Expertise zur Verfügung. Sollte euch der Blogbeitrag gefallen haben abonniert gerne unseren Blog.

ZfK-Interview: 450 MHz und die Digitalisierung von Infrastrukturkomponenten

Seit März 2021 ist die Frequenz von 450 MHz für die Nutzung von kritischer Infrastruktur vergeben. Damit hat die Bundesnetzagentur einen Startschuss für den Aufbau eines deutschlandweiten 450 MHz Funknetzes gegeben, auf den ein Großteil der Branche schon lange wartet. Die Beweggründe dafür lagen im Bedarf nach einer sicheren, robusten und breitbandigen Technologie, die den neuen Anforderungen des Stromnetzes gewachsen ist. Da die 450 MHz Technologie genau diesen Ansprüchen genügte und bislang in Deutschland kaum genutzt wurde, rückte die Technologie in den Fokus der Branche.

Die Digitalisierung von Infrastrukturkomponenten steht noch am Anfang. LoRaWAN war der Beginn, der 450-MHz-Ausbau wird das Ganze massiv treiben.

Alexander Sommer, Leiter Innovation und Transformation bei der items GmbH

Im Interview mit der ZfK beantwortet Alexander Sommer grundlegende Fragen, vor denen jetzt viele Energieversorger, Netzbetreiber und Messstellenbetreiber stehen. Für welche unterschiedlichen Einsatzzwecke sind LoRaWAN und die 450 MHz-Technologie geeignet? Welche Herausforderungen ergeben sich für Unternehmen, die die neue Technologie nutzen wollen? Ab wann sollte man sich aktiv mit der neuen Technologie auseinandersetzen und wie? Welche praktischen Anwendungsfälle gibt es bereits in der Entwicklung?

Wertstoffhof ohne Warten

items entwickelt zusammen mit der RheiNet GmbH Warteschlangenanzeige auf Basis von LoRaWAN

Münster, 09.07.2021

Zu den Stoßzeiten stauten sich die Autos vor dem Werkstoffhof der Stadt Rheine, was nicht nur längere Wartezeiten für die Kunden, sondern auch den Verkehrsfluss auf der Bundesstraße behinderte. Spätestens seit der Corona-Pandemie und den damit verbundenen verstärkten Zutrittsbegrenzungen wird der Wertstoff in Rheine nicht der einzige mit diesem Problem gewesen sein. Um langen Warteschlangen am Wertstoffhof entgegenzuwirken, haben die Technischen Betriebe Rheine, gemeinsam mit der RheiNet GmbH und der items GmbH aus Münster eine Lösung auf Basis von LoRaWAN entwickelt. Seit Anfang Juni findet sich auf der Website der Technischen Betriebe Rheine eine Warteschlangenanzeige, die grafisch den Stau vor der Einfahrt des Wertstoffhofes anzeigt und eine geschätzte Wartezeit angibt.

Zur Ermittlung dieser Daten werden LoRaWAN-Sensoren eingesetzt, die in der Straße eingelassen wurden und erkennen, ob sich an einer bestimmten Stelle ein Fahrzeug befindet oder nicht. Die Sensoren übertragen die Information über das von der RheiNet GmbH errichtete und betriebene LoRaWAN-Netz. Die Sensordaten ermöglichen durch eine passende Logik eine Einschätzung der Wartezeit.

Die Hoffnung ist es, den Stau vor dem Wertstoffhof zu verringern. „Dieser konnte an stark frequentierten Tagen zu einem Problem werden, unter anderem da sich die wartenden Autos teilweise bis auf die Bundesstraße stauten“, so Manfred Ventker, Geschäftsführer der RheiNet GmbH. Diesem Problem soll durch die neu geschaffene Möglichkeit entgegengewirkt werden. „Auch zukünftig möchten wir in Rheine neue Technologien einsetzen, um die Stadt mit ihren angrenzenden Gebieten noch lebenswerter zu machen“, so der Geschäftsführer.

Für die Zukunft sind in Rheine weitere Digitalisierungsprojekte geplant, welche auf der LoRaWAN-Technologie aufbauen. So befindet sich aktuell ein Projekt zur Umsetzung der Fernauslesbarkeit der Grundwassermessstellen per LoRaWAN in der Umsetzung, um eine bessere Datenbasis über die Entwicklung der Grundwasserstände zu erhalten. Die neugewonnenen Informationen sollen zur Weiterentwicklung des Wassernetzes, aufgrund der neuen Herausforderungen des Klimawandels und der zunehmenden Hitzeperioden, beitragen. Ein weiteres Projekt, welches sich derzeit in der Umsetzung befindet, ist die bedarfsorientierte Bewässerung von Blumenbeeten durch den Einsatz von Feuchtigkeitssensoren. Dies spart zukünftig Wege und Wasser durch eine effizientere Bewässerung.

Die items GmbH, mit Hauptsitz in Münster und vier weiteren Standorten, ist ein Beteiligungsunternehmen mehrerer Stadtwerke. Das Unternehmen bietet den IT-Infrastrukturbetrieb, die Einführung, Betreuung und Weiterentwicklung von Anwendungssystemen und Prozess-Services an. Zudem unterstützt items viele Stadtwerke bei der Digitalisierung von Städten und Regionen (Smart City).

IN 150 MINUTEN ZUM EIGENEN LORAWAN-NETZ

Intensiv-Workshop zum Netzaufbau

Mit dem anspruchsvollen Motto “In 150 Minuten zum eigenen LoRaWAN-Netz” treten wir gemeinsam mit dem Netzwerk Energiewirtschaft – Smart Energy der EnergieAgentur.NRW in bewährter Manier an, um Ihnen möglichst effizient die verschiedenen Facetten des LoRaWAN-Netzaufbaus näher zu bringen. Mit maximal 20 Teilnehmern von Stadtwerken und Energieversorgungsunternehmen schaffen wir den idealen Rahmen für einen Intensivworkshop, in dem gemeinsam der Aufbau von LoRaWAN-Netzen erarbeitet werden soll. Vorerfahrungen sind hier durchaus sinnvoll, da wir besonders über die Spezialthemen von LoRaWAN, also der Netzplanungen, Reichweitentests, Betriebskonzepte und perspektivisch über Geschäftsmodelle sprechen wollen.

Die Teilnahme an der Veranstaltung ist kostenfrei.

Anmeldung
Hier geht’s zur Anmeldung

Programmübersicht

9:00 Begrüßung

9:15 Erfahrungsbericht aller Teilnehmer

9:30 Wie kann ich ein LoRaWAN-Netz aufbauen?

10:00 Netzplanung und Standordsimulation

10:45 Pause

11:00 Netzanalyse und Reichweitentest

11:30 Betriebskonzept und interne Kommunikation

12:00 Pause

12:10 LoRaWAN-Netz als Produkt für Dritte

12:15 Fazit

Ansprechpartner

Leiter Themengebiet Energiewirtschaft
EnergieAgentur.NRW
0211 86642427
buescher@energieagentur.nrw

Maximilian Winter M. Sc.
Energiewirtschaft Smart Energy
EnergieAgentur.NRW
0211 86642414
winter@energieagentur.nrw