Smart Energy Christian Aichele Smart Energy Von der reaktiven Kundenverwaltung zum proaktiven Kundenmanagement Mit 139 Abbildungen PRAXIS Christian Aichele Fachhochschule Kaiserslautern, Deutschland Das in diesem Werk enthaltene Programm-Material ist mit keiner Verpfl ichtung oder Garantie irgendeiner Art verbunden. Der Autor übernimmt infolgedessen keine Verantwortung und wird keine daraus folgende oder sonstige Haft ung übernehmen, die auf irgendeine Art aus der Benut- zung dieses Programm-Materials oder Teilen davon entsteht. Höchste inhaltliche und technische Qualität unserer Produkte ist unser Ziel. Bei der Produktion und Auslieferung unserer Bücher wollen wir die Umwelt schonen: Dieses Buch ist auf säure freiem und chlorfrei gebleichtem Papier gedruckt. Die Einschweißfolie besteht aus Polyäthylen und damit aus organischen Grundstoff en, die weder bei der Herstellung noch bei der Ver brennung Schadstoff e freisetzen. ISBN 978-3-8348-1570-5 ISBN 978-3-8348-1981-9 (eBook) DOI 10.1007/978-3-8348-1981-9 Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografi e; detaillierte bibliografi sche Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufb ar. Springer Vieweg © Vieweg+Teubner Verlag | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 2012 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht aus- drücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfi lmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigtauch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürft en. Einbandentwurf: KünkelLopka GmbH, Heidelberg Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier Springer Vieweg ist eine Marke von Springer DE. Springer DE ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media www.springer-vieweg.de Vorwort Die Energiewirtschaft in Deutschland und Europa, ja weltweit, steht vor enormen Herausforderungen. Immer mehr Menschen bevölkern unsere Erde, immer mehr Menschen wollen Energie, sei es in Form von Wärme oder Elektrizität. Derzeit wird der Energiehunger noch überwiegend durch fossile Energieträger gestillt. Ökologische, aber langfristig auch ökonomische Gründe zwingen uns aber über Alternativen nachzudenken und diese umzusetzen. Alternative Energie gehört daher der Zukunft. Tradierte Geschäftsmodelle/Pro- zesse werden im Zuge des Wandels zu erneuerbaren Energien in Frage gestellt bzw. werden schlicht und ergreifend abgelöst. Die Energielandschaft wird sich wandeln, von überwiegend zentraler Großerzeu- gung/Produktion hin in dezentrale Systeme. Diese Systeme erfordern Infrastrukturen, feinst abgestimmte Prozesse und Infor- mationswege, um in keinem Fall die Versorgungssicherheit zu gefährden. Hinter dieser sogenannten Smart Energy steckt daher eine Mammutaufgabe, die insbesondere Prozess- und Informationstechnologie betrifft. Spannende Zeiten für alle, die diesen Wandel begleiten dürfen. Dr. Hanno Dornseifer Mitglied des Vorstandes der VSE Aktiengesellschaft Einleitung Angesichts der aktuellen politischen Diskussion und Entscheidungslage um den Ausstieg aus der Atomkraft, den Auf- und Ausbau regenerativer Energieerzeu- gung, die Bereitstellung der adäquaten Stromnetze und die Nutzung der individu- ellen Energieeinsparungspotenziale zweifelt niemand an der Notwendigkeit der Realisierung smarter Energie. Smarte Energie (engl. Smart Energy) bedeutet die klima-, umwelt- und bedarfsgerechte Erzeugung, Übertragung, Verteilung, An- wendung bzw. Verbrauch und natürlich Einsparung von Energie. Aber je weiter sich eine Gesellschaft insbesondere technologisch weiterentwickelt, desto größer wird der Energiebedarf pro Individuum. Insofern ist mittel- bis lang- fristig eher von einem noch erheblich größeren Energiebedarf auszugehen. Umso wichtiger ist der sensible Umgang mit limitierten Energieressourcen, die für ande- re Zwecke als die simple Umwandlung in thermische und elektrische Energie sinnvoller genutzt werden können. Das Potenzial zur Realisierung der technischen Infrastruktur mit dezentralen und zentralen regenerativen Energieerzeugungsan- lagen und mit ausreichenden Übertragungs- und Verteilnetzen ist vorhanden. Nur was nutzt das Spiel, wenn die Spielregeln nicht vorhanden sind. Die Ausgestal- tung der organisatorischen Infrastruktur, der Geschäfts- und Informationsprozesse und der inhärenten Informationstechnologie ggf. auf europäischer Ebene ist in großen Teilen nicht definiert. Hier besteht ein erheblicher Konzeptions- und Nor- mierungsbedarf, der allen energiewirtschaftlichen Stakeholdern1 gerecht wird. Insbesondere die Geschäftsprozesse für Smart Energy, das Management der In- formationen und die notwendige Informationstechnologie stehen im Mittelpunkt der folgenden Ausführungen. Wie muss die Informationsinteraktion gestaltet wer- den, damit die Energieerzeugung und der Energieverbrauch kongruent sind? Wie sollen die Geschäftsprozesse zur Strukturierung einer optimalen Organisation ablaufen? Welche Methoden unterstützen die Darstellung einer solchen optimalen Organisation? Das erste Kapitel „Smart Energy“ gibt einen Überblick über die Energiewirtschaft und den Strommarkt sowie über die Fragestellungen des Weges zur smarten Ener- gie. Kapitel 2 stellt die wesentlichen europäischen und deutschen Verordnungen und Gesetze dar. 1 Anmerkung: Das Prinzip der Stakeholder erfasst das Unternehmen in seinem gesamten sozialökonomischen Kontext und bringt die Bedürfnisse der unterschiedlichen An- spruchsgruppen in Einklang. Als Stakeholder gelten neben den Shareholdern (Eigentü- mer) die Mitarbeiter, die Lieferanten, die Kunden, die Kapitalmärkte sowie der Staat und die Öffentlichkeit., siehe Aichele, Intelligentes Projektmanagement, S.26 VIII Einleitung Die Vision der smarten Energie und der grundlegende Informationsprozess von der Ablesung der Energieverbräuche bis zur Abrechnung werden in dem folgen- den dritten Kapitel erläutert. Die Korrelation der Energiewirtschaft zu dem globa- len Klima und der globalen Umwelt wird verdeutlicht. Die aktuellen Informationstechnologien zur Realisierung smarter Energie und welche Faktoren den Erfolg ermöglichen, stellt das Kapitel 4 vor. Die notwendigen Methoden zur Darstellung und Modellierung des Informations- managements und der Geschäftsprozesse für Smart Energy werden im fünften Kapitel detailliert. Oliver Doleski stellt in dem folgenden sechsten Kapitel die Geschäftsprozesse der liberalisierten Energiewirtschaft dar. Die Notwendigkeit der Vereinheitlichung und Normierung der Prozesse wird transparent gemacht und die Potenziale der Smart Metering Technologie für neue Marktteilnehmer und die Gestaltung neuer Geschäftsprozesse wird verdeutlicht. Die Auswirkungen der Smart Meter Technologie auf die Energiemärkte und den Energieverbraucher werden von Patrick Margardt in dem Kapitel 7 detailliert er- läutert. Die Wichtigkeit für Energieunternehmen den Kunden auch als solchen zu erken- nen und zu behandeln und wie effizientes CRM in den Energieunternehmen ein- gesetzt werden kann, wird von Christoph Resch im Kapitel 8 eruiert. William Motsch zeigt in Kapitel 9 auf, wie dynamische Tarife zur Kundeninterak- tion in einem Smart Grid genutzt werden können. Entscheidend für den Erfolg von Smart Energy wird weniger die Überbrückung der technologischen Gaps sein, sondern die effiziente Ausgestaltung der Ge- schäftsprozesse, des Informationsmanagements und der Informationstechnologie mit den notwendigen intelligenten bzw. semi-intelligenten Programmen und Al- gorithmen sein. Christian Aichele, Ketsch, August 2011 Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis .................................................................................................. XIII(cid:3) Tabellenverzeichnis ..................................................................................................... XVII(cid:3) Abkürzungsverzeichnis ................................................................................................ XIX(cid:3) 1(cid:3) Smart Energy ............................................................................................................... 1(cid:3) 1.1(cid:3) Der Weg zu Smart Energy ........................................................................... 1(cid:3) 1.2(cid:3) Der Aufbau und die Struktur der Energiewirtschaft ............................... 3(cid:3) 1.3(cid:3) Der Aufbau und die Struktur des Strommarktes ..................................... 9(cid:3) 1.3.1(cid:3) Der europäische Strommarkt ........................................................... 9(cid:3) 1.3.2(cid:3) Der deutsche Strommarkt .............................................................. 15(cid:3) 1.3.3(cid:3) E-Energy Modellregionen .............................................................. 19(cid:3) 2(cid:3) Entwicklung der gesetzlichen Rahmenbedingungen .......................................... 21(cid:3) 2.1(cid:3) Europäische Verordnungen und Gesetze ............................................... 21(cid:3) 2.2(cid:3) Verordnungen und Gesetze in Deutschland .......................................... 28(cid:3) 3(cid:3) Energie und Umwelt ................................................................................................ 39(cid:3) 3.1(cid:3) Die Smart Energy Vision ........................................................................... 39(cid:3) 3.2(cid:3) Der Prozess von der Ablesung bis zur Abrechnung ............................. 43(cid:3) 3.3(cid:3) Mechanische Zähler ................................................................................... 44(cid:3) 3.4(cid:3) Digitale Zähler ............................................................................................ 45(cid:3) 3.5(cid:3) Klima und Umwelt ..................................................................................... 48(cid:3) 4(cid:3) Die Smart Energy Technologie ............................................................................... 53(cid:3) 4.1(cid:3) Automatic Meter Reading ......................................................................... 53(cid:3) 4.2(cid:3) Advanced Meter Management ................................................................. 56(cid:3) 4.3(cid:3) Advanced Metering Infrastructure .......................................................... 57(cid:3) 4.4(cid:3) Smart Grids .................................................................................................. 64(cid:3) 4.5(cid:3) Der Weg zu Smart Energy ......................................................................... 66(cid:3) 4.6(cid:3) Erfolgsfaktoren für Smart Energy ............................................................ 71(cid:3) 5(cid:3) Smart Energy Organisation ..................................................................................... 73(cid:3) 5.1(cid:3) Informationsmanagement für Smart Energy .......................................... 73(cid:3) 5.2(cid:3) Informationssysteme für Smart Energy ................................................... 76(cid:3) 5.3(cid:3) Organisationsoptimierung für Smart Energy ......................................... 77(cid:3) 5.3.1(cid:3) Erweiterte Ereignisgesteuerte Prozesskette (eEPK) .................... 79(cid:3) 5.3.2(cid:3) Business Process Modelling Notation (BPMN) ........................... 86(cid:3) X Inhaltsverzeichnis 5.3.3(cid:3) Aktivitätsdiagramm ........................................................................ 99(cid:3) 5.3.4(cid:3) Sequenzdiagramm ......................................................................... 105(cid:3) 5.3.5(cid:3) Entity Relationship Modelle (ERM) ............................................ 109(cid:3) 6(cid:3) Geschäftsprozesse der liberalisierten Energiewirtschaft .................................. 115(cid:3) 6.1(cid:3) Zusammenfassung .................................................................................... 115(cid:3) 6.2(cid:3) Rahmenbedingungen für die Geschäftsprozesse der liberalisierten Energiewirtschaft ...................................................................................... 116(cid:3) 6.2.1(cid:3) Rechtlicher Rahmen als Basis: Normative Vorgaben für das Messwesen ........................................................................ 117(cid:3) 6.2.2(cid:3) Herausforderungen des Marktes und der Kunden .................. 118(cid:3) 6.2.3(cid:3) Technische Anforderungen an die Geschäftsprozesse ............. 120(cid:3) 6.3(cid:3) Einheitliche Geschäftsprozesse: Die Festlegungen der Bundesnetzagentur ................................................................................... 123(cid:3) 6.3.1(cid:3) Die Lieferantenwechselprozesse GPKE und GeLi Gas ............ 124(cid:3) 6.3.2(cid:3) Gliederung der Wechselprozesse im Messwesen (WiM) ......... 125(cid:3) 6.4(cid:3) Vom klassischen Zähl- und Messwesen zum Smart Metering ........... 127(cid:3) 6.4.1(cid:3) Intelligente Zähler als technologische Basis smarter Abläufe . 128(cid:3) 6.4.2(cid:3) Smart Metering als integraler Bestandteil der Geschäftsprozesse von morgen ............................................ 130(cid:3) 6.4.3(cid:3) Prozesse im Smart Metering: Automatisierung der Geschäftsprozesse .......................................................................... 131(cid:3) 6.4.4(cid:3) Zwischenfazit: Vorteile von Smart Metering entlang der Wertschöpfungskette .................................................................... 134(cid:3) 6.5(cid:3) Vorgehen bei der Prozessoptimierung zur Umsetzung der Festlegungen der BNetzA ........................................................................ 136(cid:3) 6.6(cid:3) Ausblick und Fazit .................................................................................... 142(cid:3) 6.6.1(cid:3) Rollout-Management: Wie erfolgt die Umstellung auf smarte Prozesse? ..................................................................... 142(cid:3) 6.6.2(cid:3) Perspektive Mehrwertdienste: Chancen in interessanten Geschäftsfeldern ............................................................................ 145(cid:3) 6.6.3(cid:3) Wohnungswirtschaft: Sub Metering und Smart Metering wachsen zusammen ...................................................................... 146(cid:3) 6.6.4(cid:3) Fazit ................................................................................................. 149(cid:3) 7(cid:3) Smart Metering, auf dem Weg in die Energiemärkte der Zukunft ................ 151(cid:3) 7.1(cid:3) Smart Metering .......................................................................................... 152(cid:3) 7.1.1(cid:3) Auf dem Weg zum Smart Metering ............................................ 152(cid:3) 7.1.2(cid:3) Smart Metering heute .................................................................... 156(cid:3) 7.1.3(cid:3) Was die erste Generation von Smart Meter mit sich bringt ..... 158 Inhaltsverzeichnis XI 7.2(cid:3) Auswirkungen auf die Energiemärkte .................................................. 160(cid:3) 7.2.1(cid:3) Endlich Bewegung auf den Märkten .......................................... 160(cid:3) 7.2.2(cid:3) Neue Ideen sind gefragt ............................................................... 161(cid:3) 7.2.3(cid:3) Neue Marktteilnehmer sehen ihre Chance ................................ 163(cid:3) 7.3(cid:3) Auf dem Weg zum Smart Grid ............................................................... 167(cid:3) 7.3.1(cid:3) Vom Smart Meter zum Smart Grid ............................................. 167(cid:3) 7.3.2(cid:3) Intelligente Kraftwerkssteuerung und intelligente Kraftwerke ......................................................... 168(cid:3) 7.3.3(cid:3) Elektrische Speicher und Elektromobilität ................................ 170(cid:3) 7.3.4(cid:3) Smart Home ................................................................................... 172(cid:3) 7.4(cid:3) Was die Zukunft bringen könnte ........................................................... 175(cid:3) 8(cid:3) CRM4Energy ........................................................................................................... 177(cid:3) 8.1(cid:3) Herr Meier ist gestresst ............................................................................ 177(cid:3) 8.2(cid:3) Was ist das CRM? oder CRM das unbekannte Wesen ........................ 179(cid:3) 8.2.1(cid:3) Ökonomischer Nutzen durch CRM ............................................ 180(cid:3) 8.2.2(cid:3) Warum wechseln Kunden? Oder Menschen sind vergesslich – Kunden nie .................................................................................. 181(cid:3) 8.2.3(cid:3) CRM Prozesse: eine kurze Beschreibung ................................... 187(cid:3) 8.2.4(cid:3) CRM Komponenten ...................................................................... 188(cid:3) 8.2.5(cid:3) Kritische Erfolgsfaktoren des CRM ............................................ 192(cid:3) 8.2.6(cid:3) Der nächste Evolutionsschritt: xRM ........................................... 197(cid:3) 8.3(cid:3) Wie werden Sie eine „Customer Centric Enterprise“ .......................... 199(cid:3) 8.3.1(cid:3) Das CRM-Paradigma .................................................................... 199(cid:3) 8.3.2(cid:3) Beispiele aus realen Systemen ..................................................... 200(cid:3) 8.4(cid:3) CRM mit Energie – wie können Energieversorger CRM sinnvoll nutzen? ........................................................................................ 205(cid:3) 8.4.1(cid:3) Aufgabenfelder des Geschäftsprozessmanagements ............... 209(cid:3) 8.4.2(cid:3) Prozessführung .............................................................................. 210(cid:3) 8.4.3(cid:3) Prozessorganisation ...................................................................... 210(cid:3) 8.4.4(cid:3) Prozesscontrolling ......................................................................... 214(cid:3) 8.4.5(cid:3) Prozessanpassung ......................................................................... 215(cid:3) 8.5(cid:3) Herr Meier hat es geschafft ..................................................................... 227(cid:3) 9(cid:3) Dynamische Tarife zur Kundeninteraktion mit einem Smart Grid ................. 229(cid:3) 9.1(cid:3) Die Stellung des Endkunden im Smart Grid ........................................ 229(cid:3) 9.1.1(cid:3) Der Kunde als Bestandteil von Smart Energy ........................... 229(cid:3) 9.1.2(cid:3) Die Bedeutung eines Smart Grid für Endkunden ..................... 231(cid:3) 9.1.3(cid:3) Intelligente Stromzähler als Grundlage dynamischer Tarife ....................................................................... 233 XII Inhaltsverzeichnis 9.2(cid:3) Klassische Tarifstrukturen in der Strombranche .................................. 237(cid:3) 9.2.1(cid:3) Basis- und Volumentarife ............................................................. 238(cid:3) 9.2.2(cid:3) Hochtarif/Niedertarif (HT/NT) .................................................... 240(cid:3) 9.2.3(cid:3) Gewerbetarife ................................................................................. 242(cid:3) 9.3(cid:3) Dynamisierung der Stromtarifstrukturen und -preise ........................ 244(cid:3) 9.3.1(cid:3) Ansatz und Ziele von variablen Tarifen ..................................... 244(cid:3) 9.3.2(cid:3) Lastvariable und Zeitvariable Tarife ........................................... 246(cid:3) 9.4(cid:3) Forschungsprojekt „e-configurator“ im Tarifsektor ............................ 250(cid:3) 9.4.1(cid:3) Ziel und funktionaler Aufbau des e-configurator ..................... 250(cid:3) 9.4.2(cid:3) Konfiguration klassischer und dynamischer Tarife .................. 253(cid:3) 9.4.3(cid:3) Einsatzgebiete und Nutzen für Versorger und Kunden .......... 256(cid:3) Literaturverzeichnis ....................................................................................................... 259(cid:3) Monographien ...................................................................................................... 259(cid:3) Zeitschriften/Artikel/Statistiken/Studien/Kongresse ...................................... 262(cid:3) Online .................................................................................................................... 263(cid:3) Sachwortverzeichnis ...................................................................................................... 271(cid:3)