Produktion
Als produzierendes Unternehmen benötigt Wasion keine unwesentlichen Mengen an Energie um seine AMI-Komponenten herstellen zu können. Im Jahr 2021 erzeugte das Unternehmen daher 15.536 Tonnen CO2-Emissionen durch seinen Geschäftsbetrieb. Leider wird eine genauere Aufteilung der Emissionen nach Scope-Dimensionen nicht veröffentlicht.
Während der Produktionsprozesse eines Smart Meters wird Strom verbraucht. In unserem betrachteten Beispiel sind dies 1,64kWh je Zähler, identisch zu dem Verbrauch für die Herstellung eines Ferraris-Zählers. Wie stark die Emissionen für den Fertigungsprozess wiegen, hängt allerding stark von dem örtlichen Strommix ab. Je höher der Anteil erneuerbarer Energien, desto geringer sind die entstandenen CO2 Emissionen je erzeugter kWh Strom. Als chinesisches Unternehmen nutzt Wasion Strom der zu großen Teilen mittels fossiler Energieträger erzeugt wurde, allen voran Kohle. 2021 machten Kohle, Öl und Erdgas zusammen 82,7% am Strommix Chinas aus. Erneuerbare Energien kamen auf einen Anteil von 15,0%. Je erzeugter kWh Strom entspricht dieser Mix in etwa 549g CO2. Die Emissionen für die Fertigungsprozesse eines Smart Meters in China belaufen sich demnach auf rund 900g CO2.
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Produkte von oben links nach unten rechts: Smart Meter, Gas Smart Meter, Wasser Smart Meter, Smart Power Distribution
Quelle: Wasion Holdings
Smart Meter erfüllen mehrere verschiedene Funktionen sowohl auf technischer Seite mit der Installation im Haushalt als auch, dass darauf aufbauend neue Geschäfts- und Innovationsfelder entstehen können. Zuallererst steht die Meldung von Messwerten an Stromanbieter und Netzbetreiber im Vordergrund. Eine hohe Meldefrequenz der Messwerte ermöglicht eine sehr genaue Betrachtung des Verbrauchs- und Einspeiseverhalten der Prosumer. Smart Meter können die Daten aber auch an das eigene private (WLAN-)Netzwerk senden, sodass über Apps oder andere Programme der eigene Stromverbrauch besser überwacht werden kann. Einsparpotenziale können somit leichter identifiziert und sichtbar gemacht werden. Auch wenn dafür zunächst eine Aktualisierung alle paar Minuten ausreichend erscheint, so sind die Anforderungen im Hinblick auf die Integration in Smart Grids deutlich höher und benötigen eine Echtzeitkommunikation. Durch die intelligente Kommunikation der Daten ermöglichen Smart Meter das Remote-Ablesen der Zähler durch Messstellenbetreiber. Diese müssen also nicht mehr zwangsläufig und persönlichen vor Ort die Zählerstände überprüfen. Energiedienstleister können künftig von den Smart Metern profitieren, in dem sie individuelle Tarifsysteme anbieten können, die auf die jeweiligen Daten der Haushalte zugeschnitten sind. Betrügerische Praktiken können ebenso schneller identifiziert und aufgedeckt werden.
Die Bestimmung des Impacts eines Smart Meters ist aufgrund des noch recht jungen Alters der Technologie mit Schwankungen und Unsicherheiten verbunden. Zum einen variiert die angegebene bzw. angenommene Nutzungsdauern bei Herstellern und wissenschaftlichen Publikationen stark, wobei lange Nutzungsdauern sich positiv auf den Impact auswirken. Der Austausch eines Geräts muss dann seltener vorgenommen werden und der Ressourcenverbrauch, sowie alle damit verbundenen Emissionen fallen geringer aus. Als grobe Einordnung dürfte sich die Lebensdauer jedoch zwischen zehn und 20 Jahren bewegen. Zum anderen birgt der eigene Stromverbrauch der Zähler Unsicherheiten. Verschiedene Studien verweisen auf die Angaben der Hersteller, die den Eigenverbrauch im Mittel auf 17,8kWh pro Jahr beziffern. Im weiteren Verlauf beziehen wir uns auf die Auswertung des Umweltbundesamtes und legen einen Eigenverbrauch in Höhe von 26kWh pro Jahr fest. Im Gegensatz zu Ferraris-Zählern, die einen geringeren Leistungsumfang haben, verbrauchen Smart Meter somit mehr als das Doppelte an Strom.
Während die oben genannten Aspekte als direkter Impact eines Smart Meters betrachtet werden können, so stellen sich auch indirekte Auswirkungen mit der Installation ein. Durch die regelmäßige Kommunikation der Verbrauchsdaten ermöglichen Smart Meter einen besseren Überblick über das eigene Stromverbrauchsverhalten. Durch Feedbacksysteme, die mit dem Stromverbrauch verbundene Stromkosten aufzeigen, können Verbraucher dazu bewogen werden ihren Verbrauch besser einzuordnen und Einsparmaßnahmen vorzunehmen.
Diverse Studien konnten bereits einen positiven Einfluss der Smart Meter nachweisen: In den Niederlanden wurden Energiekosten in Höhe von € 1,5 Mrd. eingespart. In Irland sank der Stromverbrauch um 11%, in Österreich um 3,9%. In England konnte der Strom- und Gasverbrauch um 3% reduziert werden. Meta-Auswertungen von wissenschaftlichen Publikationen bestätigen die Ergebnisse und zeigen einen langfristig niedrigeren Stromverbrauch durch Smart Meter. Wird eine spezifische Geräteerkennung hinzugenommen, können Stromfresser noch genauer identifiziert werden, was die Einsparungen deutlich verstärkt. Hierdurch konnten Einsparungen von bis zu 12% pro Jahr erreicht werden.
Eine Analyse der Kosten und Nutzen von Smart Metering Systemen der Europäischen Mitgliedsstaaten aus dem Jahr 2018 bestätigen das Energieeinsparpotenzial. In ihren Erhebungen kommen die Staaten auf ein Einsparpotenzial zwischen 5,4% und 7,9% des Stromverbrauchs eines Haushaltes. Der erste Wert bezieht sich auf das Potenzial ohne ein Echtzeit-Feedback, der zweite auf das Potenzial inklusive des Features. Ebenfalls wurde das Potenzial zur Lastenverschiebung ermittelt. Smart Meter in Kombination mit Energiespeichereinheiten und Solaranlagen ermöglichen das Effiziente Management von Stromerzeugung und -verbrauch bei Haushalten. Durch das Verschieben des Stromverbrauchs in Phasen von geringerer Stromnachfrage können sowohl Kosten eingespart als auch Netze entlastet werden, da die Versorgungsspitzen geglättet werden. Die Speichereinheiten werden in Phasen niedriger Nachfrage aufgeladen und zu Zeiten hoher Nachfrage entladen. Großbritannien und Deutschland wiesen darüber hinaus auf potenzielle Einsparungen beim Netzausbau hin. Durch die erzeugten Stromeinsparungen können Investitionen in die Netze aufgeschoben oder ganz eingespart werden.
Auf Basis von Daten der Internationalen Energieagentur lag der durchschnittliche Stromverbrauch je Haushalt in China im Jahr 2022 bei 2.180kWh. Nehmen wir der Einfachheit halber ein indirektes Stromeinsparpotenzial durch die Installation von Smart Metern von 6,7% an (Durchschnitt aus Kosten-Nutzen-Analyse der Europäischen Mitgliedsstaaten), ergibt sich ein Einsparpotenzial von 146kWh je Jahr. Was zunächst erst einmal nach keinem großen Impact klingt, wird in Bezug auf die vermiedenen CO2 Emissionen über die Lebensdauer eines Smart Meters jedoch deutlich klarer.
Im Falle des beispielhaft analysierten Smart Meters fielen durch Rohstoffe und Vorprodukte Emissionen in Höhe von 25,1kg CO2 an. Der Stromverbrauch während des Herstellungsprozesses aus den einzelnen Komponenten verursachte weitere 900g CO2. Recyclinggutschriften werden aufgrund unzureichender Studienlage nicht betrachtet. So ergeben sich insgesamt verursachte Emissionen in Höhe von 26kg CO2. Ausgehend von der Annahme der Europäischen Kommission über eine erwartete Lebensdauer von 15 Jahren, bezweckt ein Smart Meter indirekte Stromeinsparungen in China von 2.191kWh über seinen Lebenszyklus. Davon ist der eigene Stromverbrauch des Smart Meters abzuziehen. Dieser liegt im Mittel bei 26kWh pro Jahr, über die Lebensdauer also 390kWh. 2021 wurden im chinesischen Strommix mit der Erzeugung einer kWh Stroms 549g CO2 ausgestoßen. So errechnen sich vermiedene CO2 Emissionen in Höhe von 989kg über die Gebrauchsphase des Smart Meters je Haushalt. Abzüglich der ursprünglich angefallenen Emissionen wird ein positiver Impact in Höhe von 963kg vermiedenen CO2 Emissionen erreicht. Unter Berücksichtigung der großen Bevölkerungszahl und somit auch Anzahl an Haushalten in China ergibt sich hiermit ein enormer Hebel für Emissionseinsparungen.
Ergebnis
In den vorherigen Abschnitten haben wir den beispielhaften Fußabdruck eines Smart Meters berechnet und in Relation zu seinem Strom-/CO2-Einsparpotenzial gesetzt. Durch Rohstoffe und Vorprodukte, sowie dem Herstellungsprozess fallen insgesamt 26kg CO2 an. Durch direkte und indirekte Effekte errechneten wir Einsparpotenziale von 963kg CO2 über die Lebensdauer des Smart Meters. Recyclinggutschriften auf den Emissionsausstoß der Vorprodukte haben wir aufgrund der unzureichenden Studienlagen nicht gewährt. Wegen des hohen Plastikanteils und dessen geringer Recyclingquote, dürften diese aber ohnehin nicht allzu hoch ausfallen. Aus energetischer Sicht amortisiert sich der Smart Meter somit bereits nach weniger als fünf Monaten. Der positive Impact wurde hier im Kontext des Gebrauchs von Haushalten betrachtet. Der Hebel kann sich noch vergrößern, wenn die Effekte für Unternehmen betrachtet werden.
Der zunehmende Anteil erneuerbarer Energien und der stetig wachsende Zubau von Solaranlagen stellen die Stromnetze vor Herausforderungen. Wasions AMI Komponenten helfen bei der Transformation zu Smart Grids und ermöglichen somit nicht nur zuverlässige und sichere Stromnetze, sondern helfen auch vor allem durch Smart Meter Stromverbräuche und Einsparpotenziale zu identifizieren. Nicht zuletzt sind sie fundamentaler Baustein für die Transformation der Netze, um einen steigenden Anteil erneuerbarer Energien überhaupt erst verwalten zu können. Aufgrund des dezentralen Charakters von Solar- und Windkraft müssen Netzbetreiber in der Lage sein Stromverbrauchs- und Einspeisedaten einsehen und verwerten zu können, sodass das volle Potenzial der Technologien in Hinblick auf CO2 Einsparungen realisiert werden können. Ohne Smart Metering Technologien ist eine grüne Transformation der Stromnetze praktisch nicht zu bewerkstelligen.
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