Energy Talks Ossiach, 5.-6. Juni 2014 · Energy Talks Ossiach | 6.6.2014 | © Bosch Software Innovations GmbH 2014. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung,

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Bosch Software Innovations

Technologien für den flächendeckenden Rollout von Smart Grids

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Welche Technologien fördern einen flächendeckenden

Rollout von Smart Grids?

Dr. Wilson Maluenda, Senior Consultant, Bosch Software Innovations GmbH, Deutschland

Energy Talks Ossiach, 5.-6. Juni 2014





Agenda

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Entwicklungen im Energiesektor

Internet of Things (IoT)

Technologien für flächendeckende Rollouts

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2

3

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Dienstleistungsplattformen

Zusammenfassung

5

6





Bosch-Energietechnik im Überblick

3

Thermotechnik

Bosch Software

Innovations

Internet-basierte System- und Diensteplattform

Smart Energy Systems (Smart Grid, E-Mobility, Smart Home,…)

Hocheffiziente Gas- und Ölkessel, BHKW, Wärmepumpen

Industriekessel für Warmwasser und Dampf

Solarthermie, thermische Speicher

Komponenten für

Wind-, Solar und

Meeres-Energie

Komponenten für Windkraftanlagen

Solare Nachführsysteme (PV und CSP)

Projektarbeit im Bereich Meeresenergiegewinnung

Bosch PowerTec Inverter

Hybridsysteme

Stationäre

Speichertechnik

Kleine Systeme für Eigenheime mit PV-Systemen

Demonstrationsprojekte im kW und MW-Bereich

Bosch Energy &

Building Solutions

Dezentrales Energie-Management

Energieoptimierung in (v. a. kommerziellen) Gebäuden





4





Energy Value Chain

Bisherige Geschäftsmodelle entlang der Wertschöpfungskette

5

Neue Geschäftsmöglichkeiten ergeben sich aus der Kombination von Geschäftsmodellen entlang der

Wertschöpfungskette. BOSCH unterstützt alle Geschäftsmodelle und Rollen basierend auf einer Plattform –

Kunden profitieren von niedrigem TCO und schnellem Markteinstieg.

TSO

Transport

DSO

Distribution

Energy

TraderAggregator Industry SME / Home

Energy Production Agg.

Demand Response Agg.

Charge Point Aggregator

Power Trading

Capacity Trading

Trade Balancing Energy

Portfolio Management

Energy Stock Market

Energy Transmission

Netzausgleich

Local Grid Balancing

Local Network Management

Regional Peak Shaving

Metering Services

Capacity Offering (DR)

Energy Tariffs

In-House Energy-

Production

E-Mobility

Energy Tariffs

Prosumer / Self

Production

Local Peak Demand Shaving

Managed Charging

Time of Use Tariffs

Capacity Offering

Klassische

Services

Fleet Management Services

Metering Services

Maintenance Services

Speicher

Kurzfristige

Langfristige

Energy

Production

Erneuerbare Energieproduktion

Wind & Solarparks

Energiespeicherung

Traditional Players New Players





Aktuelle Marktentwicklung: Direktvermarktung steigt

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Direktvermarktung Biomasse PV Wind Onshore Wind Offshore

Durch Herausfallen ausder EEG-Vergütung wirddie Direktvermarktung zunehmen.

Zusätzlicher Einflussfaktor: Marktprämienmodell

Herausforderung: Virtuelle Kraftwerke Handelsplattformen





Aktuelle Marktentwicklung: EE als Regelenergie

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Quelle: Studie „Möglichkeit zum Ausgleich fluktuierender Einspeisung aus erneuerbaren Energien“ vom Bundesverband Erneuerbare Energie

EE-Regelenergie Wind Onshore Wind Offshore PV Biomasse Geothermie Energiesystem wird

zunehmend volatiler Durch Verbesserung der

Prognose können EE Anlagen auch in den Regelenergiemarkt einsteigen

Herausforderung: Hohe Prognosegüte Dynamisches P-Portfolio

EE-Erzeugung, Last und Residuallast 2020





Aktuelle Marktentwicklung: Flexibilitäten als Produkt

8

Quelle Bild: Flexibilitätenreserve aus dem Wärme Markt; Bundesverband erneuerbarer Energie

Flexibilitätenmarkt Volatilität erfordert

zunehmende Flexibilität der Erzeuger und Verbraucher

Das eröffnet einen Markt für positive und negative Kapazitäten

Z.B. Dänemark: Erste Flexibilitätsbörse eröffnet!

Herausforderung: Steuerbare Anlagen Konzepte für DMS Virtuelle Kraftwerke





Aktuelle Marktentwicklung: Entwicklung vernetzter Business Cases

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Quelle Bild 1: http://www.hannovermesse.de/product/seamless-e-vehicle-smart-grid-connectivity/454315/D420431

Quelle Bild 2: http://www.telefon24.de/blog/besten-smart-home-loesungen-einsteiger/

Smart Markets Vehicle to Grid als

Regelleistung Smart Home Applikationen

mit Energiedienstleistungen Z.B. BMW, EnBW: Erste

Pilotversuche mit kombinierten Geschäfts-modellen aus Mobilität und Gridfunktionalität

Herausforderung: Neue dynamische Märkte Steuerbarkeit, RealTime Neue Uses und Business

Cases





Aktuelle Marktentwicklung: Smart Metering kommt in die Gänge

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Quelle Bild: http://blogs.btk-fh.de/ubiqint/files/2011/05/PK_Mainova_2.jpg

Smart Metering Rollout in mehreren

Ländern AT, DE, Anfragen aus:•USA•UK •DK•Andere …

Herausforderung: Automatisiertes Rollout Technische und

organisatorische Sicherheit Weitere Opportunities ...

Allgemeiner Trend zur Vernetzung schreitet kontinuierlich voran.

jedoch nur langsam!





Wie begegnen wir diesen Herausforderungen?

Der dringend erforderliche fundamentale Umgestaltung der Energiesysteme kommt nur schleppend voran. Es gibt Ängste, sich von alten Denkmustern zu verabschieden.

Die Verbreitung neuer Geschäftsmodelle im Sinne des Smart Markets beschränkt sich zur Zeit auf Pilotprojekte. Replikation und Skalierung sind gefordert.

Die traditionelle Wertschöpfungskette wird aufgebrochen. Neue und flexible Akteure drängen mit stark vernetzten Geschäftsmodellen auf den Markt. Flexibilitäten als Dienstleistungsbasis!

Unsichere politische Rahmenbedingungen bei gleichzeitig hohen Investitionskosten bedingen hohe Risiken. Die Politik ist auch gefordert!

Hohe Initialaufwände führen vorübergehend zu einem Fachkräftemangel. Das Bündeln der Kräfte ist notwendig.

Der extrem hohe Vernetzungsgrad (technisch und organisatorisch) bedingt höchst komplexe und sensible Infrastrukturen Sicherheit wird zum Leitthema!

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„Die Energiewende muss an die Box!“

Wie kann man die Marktdurchdringung mit neuenProdukten und Services beschleunigen?





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Positive Entwicklung: Vernetzung

1 billion

2 billion

5 billion

6.593 billion devices in 2015

0.062 billion vehicles

0.019 billion in telemedicine

0.070 billion in security

0.120 billion smart meters

0.260 billion TVs

0.625 billion tablets

3.000 billion mobile phones

1.498 billion laptops

0.895 billion desktops

0.044 billion servers

3 billion

4 billion

Devices connectedPeople connected

World population

People connected to the internet

1995 2005 2015

1995 2005 2015

5.7bn

0,7%

6.5bn

15%

7.3bn

75%

DE 2012:

1,14 Mio. nicht /

nur teilweise

vernetzte EEG

Anlagen!





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Connected Mobility Connected City

Connected Energy Connected Industry

Connected Life

Die vernetzte Welt von Bosch.

Neue Dienstleistungen werden möglich.

Connected Enterprise

Beispiele für die intelligente Vernetzung via Internet





Was fehlt noch?

Kommunikation (Module, Protokolle, Bandbreite)

Data Management

Security, Safety, Kryptographie

Prognosetools (Preis, Verbrauch, Erzeugung, Last, etc., ...)

Steuerstrecken (Anlagen, DSM, andere, ...)

Monitoringsysteme (real time)

Time Series Management

Apps (Smart Home, Mobilität, Optimierung, Forecasting, …)

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Notwendige Technologien für ein flächendeckendes Smart Grid

Technologien stehen bereits zur Verfügung. Die Vernetzung ist weiter auszubauen.





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Dienstleistungsplattformen:skalierbar, sicher und günstig. Für die rasche Marktpräsenz





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Internet – The Driver of Change

Connected Business Models

Internet of Things & ServicesConnecting the physical world

with the virtual world

Web 3.0

Co

nn

ecti

vit

y

Connected

People

Connected

Documents

Connected

BusinessWeb-Services

Java, XML

Browser, Webserver

Business-Services

200520001995 2020

Web 0 Web 1.0 Web 2.0

Early Birds

Pioniere"Spinner"

New Economy

SocialNetwork

"Virtual CommodityWorld"Und wo ist die Energiewirtschaft?





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Trend: Vom Device zur Cloud

Vom Device

Zur Cloud

Vorteile:

Datenhoheit

Hoher Vernetzungsgrad

Zentrale Verwaltung von Funktionen

Mehrfachnutzung von Steuerstrecken

Starke Kundenbindung

Angebot von angepassten Diensten

Permanente Verfügbarkeit

Device wird austauschbar

Herausforderung:

Sicherheitskonzepte sind notwendig

Datenflut muss beherrschbar sein

Hohe Anforderung an die Verfügbarkeit

Prozesse stehen im Vordergrund

Bildquelle: https://www.coursera.org/course/mobilecloud





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Globaler Managed Service Markt für Smart Grid

0,470,81

4,3

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

2010 2011 2015

in Mrd. USD

Quelle: http://www.ecmag.com/section/miscellaneous/smart-grid-managed-services-market-grow-75-percent-2011

Alle machen es,

nur die Energiewirtschaft schläft noch!





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Source: Pike Research

Sicherheitsmarkt wächst von 3 Mrd. USD auf 14 Mrd. USD in knapp 5 Jahren!

Folge: Sicherheitsthemen sollten Experten überlassen werden. Eigenentwicklungen sind zu aufwändig.

Zentrale Lösungen sind besser und kostengünstiger.

Globales Marktpotential für Smart Grid

Sicherheitstechnologie (IT/ICS) 2011-2018





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Neue Technologien: „Security by Design“ basierte Dienste für die E-Wirtschaft!

Kommerzielle

VPPs

Technische

VPPs

Smart

Metering

Energy

Trader

Aggregator

Industrie

SME / Home

E-Mobility

Storage

Energy Services Value Chain

Dienstleistungsplattformen

Information Information Information Information

Steuerung Steuerung Steuerung Steuerung

Neue Tech-

nologienCharging

Infrastructure

Information

Steuerung

Markt-

preise

Energy

Production

TSO

Transport

DSO

Distribution

Klassische

Services

Engpass

mangt.

DesignedServices

ERP

Billing

systeme

WFM

WIM

Prozesse

Standardisierte, sichere

Schnittstellen

Dienst-anbieter

End-kunde

Schnittstellen

Dienstleistungsebene

Technologische Ebene

Sicherheitsbereich

Nutzerverhalten

Nachfrage

Neue Services

Anforderungen

Flexibles Dienstleistungsportfolio

Sicherheitslinie

Regula-

tor

Wetter-

daten

Contract

mangt.

Lösungen für die Nutzung von Economies of Scale sind bereits für jeden zugänglich!





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Angebot auf Basis von Dienstleistungsplattformen der neuesten Generation

Virtuelles Kraftwerk

Auf Basis von BPM und M2MErzeugung von Flexibilitäten aus unter-

schiedlichen Erzeugungstechnologien

Prognosefunktionalität zur Deckung zukünftiger

Energienachfragen

Einsatzoptimierung durch Realtime Monitoring

Schnittstellen zur Direktvermarktung (Börse)






Smart Metering

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Auf BPM BasisSmart Meter Gateway Administration

Für diverse Gateway Hersteller (Theben, PPC, Devolo…)

Eigene PKI Infrastruktur (Zertifikate, Kryptographie,

Schlüssel, CA, etc.)

Eigene Marktkommunikation

80 verschiedene Konnektoren (Edifact, SAP, MSCons,

etc.)






E.ON Ruhrgas: Central Platform for Market Communication

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Benefits

Die Umsetzung der Anforderungen der Zusammenarbeit mit der „Vereinbarung Gas" sowie die neuen Standards der Europäischen Komitees EASEE Gas

Reduktion der Server von 11 auf 5, verringerte Betriebskosten

BPMUmsetzung von nationalen und internationalen Anforderungen

Konsolidierung der IT-Landschaft nur mit kleinere projektspezifischen Modifikationen

Anschluss von internen Systemen

Hochproduktive Überwachung von unternehmensrelevanten Prozessen

Turnover >700 billion kWh petroleum gas p.a.

One of the leading gas companies in Europe,

one of the major private importers of

petroleum gas worldwide





Angebot auf Basis von Dienstleistungsplattformen der neuesten

Generation eMobility “pioneering technology in Singapore”

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Project figures

2011: Launch of Charging Service

2012: 60 Electric Vehicles, 63 charging stations

2014: break-even 1,500-3000 EV (ca. 2% of vehicles)

By 2016: Develop business model, partners & drivers

eMobility SolutionTechnologie und Serviceanbieter

Offenheit für 3rd-Party-Anbieter

Integration von neuen Geschäftsmodellen

Lokale Betrieb der Infrastruktur

Second highest population density

Top ranked on Innovation Index

Living city lab and talent hub (AP)






John Deere machines (U.S.): "Machine health revolution"

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Rules TechnologyTelemetrische Maschinendiagnose

Diverse Services für John Deere Kunden

Intelligentes Monitoring diverser Maschinen KPIs und Flüssigkeitenmanagement

Optimierte Service Intervalle

Global market leader

2010 sales: USD 26 billion

> 50,000 employees worldwide

Project figures

Minimierung der Stillstandszeiten

Preisreduktion der SLA

Wettbewerbsvorteil: "Move More Dirt for Less Money"(quote, John Deere)





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Prognostizierende Wartungsplattform

Steigern der Effektivität des Equipments

Service Portal für Angestellte und Kunden

Integriertes Maschinensystems

Echtzeiterfassung der Maschinendaten

Toolunterstützte Prognose der möglichen Stillstandszeiten

Customer benefit

Planung des optimalen Wartungsaufwands

Reduktion von Reparatur-, Ressourcen und Energiekosten

Erhöhung der Produktitivät durch Prophylaxe von ungeplanten Stillständen


Intelligent Maintenance based on Remote Service Portals






Intermodale Transportsysteme

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Target Groups

Transportation

Providers

Public Institutions

Carsharing providers

Tourism Associations

Content Providers

Vernetzte Mobilitätsdienste

Wir entwickeln Software-Systeme, die eine breite Palette von

Mobilitätsdienstleistungen (z.B. Kurzstrecken, öffentliche Verkehrsmittel,

Auto- und Fahrrad-Sharing) auf einer Plattform zusammen bringen –

inklusive Zahlungsfunktionen und Kundenbindungsplänen.

Benefits

Billing and reservation functionality for a wide

range of providers, all through a central

interface/platform

Convenience and added value for end users,

creating greater enthusiasm for alternate

modes of transportation






Elektromobilität

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Brokering-Dienstleistung (eRoaming)

Eine Software-Plattform für die Verwaltung von gemeinsam genutzten

Infrastrukturen der Elektromobilität mit verschiedenen Dienstleistern:

Benutzer können bequem auf die von verschiedenen Anbietern

angebotenen Dienstleistungen zurückgreifen.

Target Groups

Charging Station

Operators

Electromobility

Providers

Benefits

Customers can use charging points run by any

provider

Customers have online access, e.g. via app

Providers can form networks

Billing and payments are administered through

a central platform






Smart City Monaco 3.0 Plattform

*Source: McKinsey

Mobility + Public Services

Eine Eintrittskarte für die städtischen

Verkehrsmittel (ÖPNV, Mietwagen

und Taxis) und öffentliche

Veranstaltungen/ eCity Marktplatz

Energy + Security + Mobility

Überwachungskameras können mit

intelligenten Straßenbeleuchtung

kombiniert werden, auf der Straße

Park-lösungen und mit EV-

Ladestationen erweitert

Mobility + Cameras

Ampeloptimierung mit Kameras

reduziert Durchlaufzeit

Governance + Security

Kameras helfen, Verbrechen zu

reduzieren und ermöglichen eine

schnellere Notfallreaktionszeit

Städte profitieren von der höheren Attraktivität bei Bevölkerung und

Industrie.

Bürgerinnen und Bürger profitieren von der verringerten Fahrzeiten,

günstigeren Kosten und besseren Services.





Was spricht für SaaS als Beschleuniger?

Stark verteilte Systeme bei gleichzeitig hohem Vernetzungsgrad

Technisch: Alles ist vernetzt und von außen steuerbar (dezentral verteilte Assets)

Organisatorisch: Komplexe kooperative Geschäftsmodelle mit vielen

unternehmensübergreifenden Prozessen (externe Services)

SaaS ermöglicht die starke Entflechtung mit zentralen Hubs und der gemeinsamen

Nutzung technischer Infrastrukturen wie z.B. Steuerstrecken und Kommunikationswege

Hoher Investitions- und Zeitaufwand bei Eigenentwicklung

Viele Business Cases sind in der Anfangsphase nicht wirtschaftlich darstellbar

SaaS bietet skalierbare Preismodelle und erlaubt den raschen Einstieg, auch wenn die

Skaleneffekte noch nicht vorhanden sind (das System wächst mit)

Hoher Aufwand für sichere, zertifizierte Infrastruktur und Betrieb

Komplexe Sicherheitssysteme mit langwierigen Zertifizierungen oder Präqualifiziernugen

SaaS verringert den Aufwand und legt die Zertifizierungsaufwände auf mehrere

Mandanten um

Hoher Aufwand für Steuerstrecken

Kenntnisse über diverse Technologien, Protokolle, und Bandbreiten

SaaS nutzt bestehende Standards und optimiert die Nutzung der Steuerstrecken

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SaaS bietet erhebliche Kosteneinsparungen bei Infrastruktur und im Betrieb!





Zusammenfassung

Durch die gemeinsame Nutzung von SaaS-Services (Sichere Infrastruktur, Betrieb,

Steuerstrecke,..) durch mehrere Mandanten ergeben sich erhebliche Kostenvorteile

bei geringerem Betriebsrisiko

SaaS ermöglicht einen wesentlich rascheren Markteinstieg mit gleichzeitig niedrigen

Investitionskosten

Die Einrichtung kundenspezifischer Prozesse mit Integration in die bestehenden

Systeme ist immer möglich (Anpassbarkeit)

SaaS reduziert den Engpass an Fachkräften (IKT)

Skalierbare nachvollziehbare Preismodelle sind ein wesentlicher Erfolgsfaktor

Kunden profitieren von der kontinuierlichen Weiterentwicklung und können sich auf

Ihre Kernkompetenzen konzentrieren

Es ist kein "entweder oder" sondern eine Frage der

sinnvollen Verknüpfung existierender und künftiger Services

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Vielen Dank! Fragen?Bosch Software Innovations GmbH Dr. Wilson Maluenda

Schöneberger Ufer 89-91 Senior Consultant

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