Smart Meter - die intelligenten Stromzähler

Stromverbrauch und -erzeugung müssen mit Stromzählern erfasst werden. Bisher sind in vielen Haushalten noch analoge Zähler eingebaut. Der Aufwand, sie abzulesen, ist groß und die Netzbetreiber haben keine aktuellen Informationen, welche Strommengen durch ihre Netze fließen. Hier sollen intelligente Messeinrichtungen Abhilfe schaffen. Die Einführung der Smart Meter hat eine wichtige Funktion bei der Umsetzung der Energiewende, denn nur so lassen sich schwankende Stromerzeugung und der aktuelle Verbrauch aneinander anpassen. Seit Anfang 2020 läuft der Einbau in Haushalten und damit die digitale Übermittlung der Verbrauchsdaten. Alles Wissenswerte zum Smart Meter, den Hintergründen für die Einführung der intelligenten Stromzähler und den damit verbundenen Kosten lesen Sie in diesem Artikel.

Smart Meter – gelegentlich auch Smartmeter geschrieben – sind Energiemengenzähler, die gemessene Daten speichern und kommunizieren können – in der Fachsprache werden sie als intelligente Messsysteme (iMSys) bezeichnet. Sie bestehen aus einem digitalen Stromzähler (oder einer modernen Messeinrichtung) und einem Modul zur Kommunikation, dem Smart Meter Gateway (SMGW), das die Daten versenden und empfangen kann.

Ein digitaler Stromzähler alleine ist noch kein Smart Meter. Er ersetzt lediglich den alten analogen Stromzähler und zeigt den Zählerstand in einem digitalen Display an. Die moderne Messeinrichtung, wie sie offiziell genannt wird, speichert die Daten mindestens alle 15 Minuten und ermöglicht zwei Jahre lang einen rückwirkenden Abruf des Stromverbrauchs für einzelne Tage, Wochen, Monate oder Jahre. Diese Datenspeicherung  ist der große Unterschied zu den bisher verwendeten Zählern mit der rotierenden Scheibe, die nur den Gesamtverbrauch seit ihrer Installation anzeigen.

Erst durch die Ergänzung mit dem Smart Meter Gateway wird aus der reinen Messeinrichtung ein intelligentes Messsystem, der Smart Meter. Das Smart Meter Gateway ermöglicht eine gesicherte Übertragung von Daten – in beide Richtungen. Verbrauchs- und Erzeugungsdaten werden über den Messstellenbetreiber zum Netzbetreiber und Energieversorger übermittelt. Steuersignale können über einen zweiten Kommunikationskanal eine Photovoltaikanlage, den Betrieb der Wärmepumpe oder die Wallbox für ein Elektrofahrzeug steuern.

Wir müssen also unterscheiden:

• Digitaler Stromzähler: Im Unterschied zum alten Stromzähler hat ein digitaler Stromzähler eine digitale Anzeige und kann die Verbrauchsdaten speichern. Es handelt sich dabei nicht um ein Smart Meter.
• Smart Meter: Erst wenn ein digitaler Stromzähler eine Kommunikationseinheit bekommt, das Smart Meter Gateway, wird daraus ein Smart Meter oder intelligentes Messsystem.

Mit der Übertragung der Daten von Stromverbrauch und -erzeugung kennen Netzbetreiber die Auslastung ihrer Netze und Energieversorger den Bedarf ihrer Abnehmer. So können beide den Ausbau von Netzen besser planen und die Stromerzeugung an den Bedarf anpassen.

Die Netzbetreiber haben nach §14a des EnWG (Energiewirtschaftsgesetz) die Möglichkeit, "steuerbare Verbrauchseinrichtungen" abzuregeln, wenn dies der Stabilität des Netzes dient. Diese Lösung ersetz jedoch nicht den Ausbau des Netzes. 

Mit der Zielsetzung Klimaschutz hat die Bundesregierung beschlossen, die Stromerzeugung aus fossilen Energiequellen durch eine aus erneuerbaren Quellen (z. B. Wind, Sonne, Wasser) zu ersetzen. Da erneuerbaren Energien wie Wind- und Solarenergie von den Witterungsbedingungen abhängig sind und keine konstante Stromerzeugung ermöglichen (“volatile” Energien), benötigt das regenerative Energiesystem eine Verknüpfung von Erzeugung, Verbrauch und Stromnetz. Nur so wird eine Kommunikation der Akteure untereinander möglich, um das Angebot an Strom mit der Nachfrage von Stromverbrauchern zu verbinden. Das gewährt einen sicheren und effizienten Betrieb des Stromnetzes. 

Das vorhandene Netz lässt sich mit den gewonnenen Daten der Einspeisung und Nachfrage besser auslasten. Teurer Netzausbau kann auf den tatsächlich notwendigen Bedarf reduziert werden, denn die Netzbetreiber haben künftig zuverlässige Informationen über die reale Auslastung und den Zustand ihrer Netze. Bei einer zu hohen Nachfrage können Netzbetreiber in Zukunft den Verbrauch von steuerbaren Geräten in Zeiten mit einer geringeren Nachfrage verschieben.

Derzeit gehen Netzbetreiber bei Haushalten von einem Standardlastprofil aus, um die Auslastung ihrer Netze zu ermitteln. Dieses Durchschnitts-Profil (wer wann wie viel verbraucht) können sie noch nur anhand der Daten aus der Vergangenheit anpassen, denn die derzeit noch vorhandenen analogen Stromzähler werden nur jährlich abgelesen und liefern keine aktuellen Werte.

Vor diesem Hintergrund hat die Bundesregierung 2016 das Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende beschlossen. Es hat das Ziel, die Grundlagen für ein intelligentes Stromnetz und die Vernetzung der Akteure (Verbraucher und Erzeuger) am Strommarkt zu schaffen. Wichtige Bestandteile des Gesetzes regeln dabei den Austausch der alten analogen Stromzähler gegen ein digitales Messsystem, die Anforderungen an die Kommunikation und den Messstellenbetrieb.

Die Trennung von moderner Messeinrichtung und Smart Meter Gateway sorgt für den erforderlichen Datenschutz und die Sicherheit der Daten. Das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) zertifiziert die Smart Meter Gateways und stellt so die Einhaltung der Standards sicher. Eine solche Aufteilung der Funktionen gibt es nur in Deutschland.

Die Kommunikationsfähigkeit der Smart Meter ermöglicht eine Reihe neuer Funktionen. Naheliegend ist die Möglichkeit, Erzeugungs- und Verbrauchsdaten aus der Ferne auszulesen. Das leisten autorisierte Marktteilnehmer, wie der Netzbetreiber oder der Energieversorger. Auch der Nutzer selbst kann sich fast in Echtzeit über einen Webbrowser oder eine App über seine Verbrauchsdaten, oder als Besitzer einer Photovoltaikanlage auch über seine Erzeugungsdaten, informieren. Weitere Unternehmen benötigen eine mit dem Datenschutzrecht konforme Einwilligung des Kunden.

Durch die Möglichkeit, mit der digitalen Übertragung der Daten und der genauen Erfassung der Verbrauchsdaten eine exakte Abrechnung zu erstellen, können Energieversorger variable Tarife anbieten, die sich beispielsweise am Stromangebot orientieren (Lastmanagement). Bei einem Überangebot im Netz sinkt der Strompreis und bei geringem Angebot steigt er. Die Stromtarife können auch zeitabhängig sein, so dass flexible Verbraucher zu günstigen Zeiten eingeschaltet werden können. Das kann zum Beispiel Geräte wie eine Wärmepumpe oder eine Wallbox sein, die mit einem Steuersignal vom Netzbetreiber aktiviert wird.

Ein anderer Anwendungsfall ist das Erzeugungsmanagement des Netzbetreibers. Der kann, falls notwendig, die Einspeisung kleiner Erzeugungsanlagen (z. B.  Photovoltaikanlagen) über einen Kommunikationskanal des Smart Meter Gateways abschalten.

Das Smart Meter Gateway kann die Daten mehrerer Zähler auslesen und übertragen, auch die von anderen Medien, wie zum Beispiel von Gaszählern. Voraussetzung ist aber, dass auch diese Zähler digitale Daten an das Gateway übermitteln können.

Die Übermittlung der Daten aus dem intelligenten Messsystem werden, wenn mit dem Stromversorger nichts anderes vereinbart wurde, nur einmal im Monat übermittelt. Bei Stromtarifen mit wechselnden Preisen, zum Beispiel entsprechend der Last im Netz, werden die Messwerte mit einer maximalen Genauigkeit von 15 Minuten ausgelesen.

Die Rolle des Messstellenbetreibers im Stromsystem ist vielfältig: Er baut die Mess- und Kommunikationseinrichtung ein, betreibt und wartet sie. Zudem ist er zuständig für die Übermittlung der Daten an den Stromversorger und Netzbetreiber.

In der Regel ist der örtliche Verteilnetzbetreiber sogenannter “grundzuständiger Messstellenbetreiber”. Alternativ kann jeder Haushalt einen anderen Anbieter für den Messstellenbetrieb frei wählen, unabhängig vom Netzbetreiber und Stromanbieter. Wichtig ist nur, dass der Messstellenbetreiber ein vom BSI zertifiziertes Smart Meter Gateway einsetzt.

Messstellenbetreiber können sich durch zusätzliche Leistungen voneinander abgrenzen. Diese Leistungen bieten den Haushaltskunden zusätzlichen Nutzen, zum Beispiel die Visualisierung von Verbrauchs- und Erzeugungsdaten in einer App, inklusive Hinweisen zu besonders großen Stromverbrauchern, zu Einsparmöglichkeiten oder zur Optimierung des Eigenverbrauchs der Solaranlage.

Der Messstellenbetreiber rechnet seine Kosten bisher über die Stromversorger ab, sie sind daher in der Stromrechnung enthalten. Wer eine moderne Messeinrichtung oder ein intelligentes Messsystem bekommt, muss damit rechnen, eine separate Rechnung vom Messstellenbetreiber zu erhalten. Dies ist der Fall, wenn die erforderlichen Regelungen zum Messstellenbetrieb nicht im Stromliefervertrag enthalten sind.

Die Rechnung für den Messstellenbetrieb enthält die Kosten für Einbau, Wartung und Betrieb der Messeinrichtung, sowie für die Messung und Übertragung der Daten.

Seit der sogenannten “Markterklärung” durch das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) im Januar 2020 läuft der Einbau der Smart Meter in Deutschland. 

Die alten analogen Zähler mit der Drehscheibe werden nicht mehr eingebaut und sollen bis spätestens 2032 komplett durch moderne Messeinrichtungen ersetzt werden.  Lange Zeit kam der Einbau jedoch nur langsam voran. Im Mai 2023 wurde daher das "Gesetz zum Neustart der Digitalisierung der Energiewende" beschlossen, das aufwändige Verwaltungsfahren für die Freigabe der Smart Meter vereinfach. Im Gesetz werden zudem die Kosten des Smart Meters für Haushalte und Kleinanlagenbetreiber auf 20 Euro pro Jahr gedeckelt. Und ab 2025 müssen alle Stromversorger zeitvariable Stromtarife anbieten.

Für einige Haushalte und Unternehmen ist der Einbau von Smart Metern gesetzlich vorgeschrieben. Bei allen anderen ist der Einbau eine Entscheidung des jeweiligen Messstellenbetreibers. Verbraucher müssen den Einbau der intelligenten Messsysteme akzeptieren, sie können sich nicht dagegen wehren, denn es besteht eine allgemeine Smart Meter Pflicht.

Die wenigsten Stromkunden sind sich bewusst, dass sie auch schon für den Einbau und den Betrieb des analogen Stromzählers zahlen mussten, denn der war schon immer da und hat sich aber über viele Jahre nicht verändert. Nur wenn die Eichfrist abgelaufen war, wurde er ausgetauscht. Die Kosten für den klassischen Zähler, beziehungsweise für den Messstellenbetrieb, wurden direkt mit der Stromrechnung abgerechnet und liegen heute für die meisten Haushalte zwischen 8 und 17 Euro im Jahr. 

Mit dem Einbau der Smart Meter werden die Zählerkosten für den Endverbraucher sichtbar und sie steigen ein Stück. Der Gesetzgeber hat dabei Obergrenzen für die Kosten von Einbau und Betrieb der digitalen Stromzähler festgelegt, die der zuständige Messstellenbetreiber einhalten muss. Nur für den digitalen Zähler darf der Verbraucher, unabhängig von seinem Stromverbrauch, nicht mehr als 20 Euro pro Jahr zahlen. 

Bei intelligenten Messsystemen aus digitalem Zähler und Übertragungseinheit, sprich Smart Meter, ist die Höhe der maximalen Kosten vom jährlichen Stromverbrauch oder von der Erzeugungsanlage bzw. dem steuerbaren Verbraucher abhängig.

Preisgrenze für intelligente Messsysteme

Der Kunde muss zusätzlich die Kosten übernehmen, wenn für die Installation der modernen Messeinrichtung oder des intelligenten Messsystems der Umbau des Zählerschranks notwendig ist. Für diesen Umbau gibt es keine Preisgrenze, nur für die Messsysteme selbst. 

Beauftragt der Stromkunde freiwillig den Einbau eines Smart Meters, gelten die genannten Preisgrenzen nicht. Sie gelten auch nicht bei einem freiwilligen Wechsel des Messstellenbetreibers.

Messstellenbetreiber können Zusatzdienste anbieten, die einen Wechsel lohnenswert machen. Das können Auswertungen von Verbrauch und Erzeugung sein, sowie Hinweise auf Möglichkeiten zur Energieeinsparung oder zur Optimierung des Eigenverbrauchs.

Für Smart Meter sprechen: 

• Zum Ablesen der Stromzähler müssen keine fremden Personen in Haus oder Wohnung.
• Automatisierte Übermittlung der Verbrauchs- und Erzeugungsdaten an den Stromversorger und Netzbetreiber.
• Haushalte können ihren Stromverbrauch in Echtzeit und für jeden Zeitraum per App oder Browser auslesen. 
• Überblick über Stromverbrauch und Nutzungszeiten hilft, große Verbraucher zu erkennen und Einsparpotentiale aufzudecken.
• Überblick über Verbrauch und Erzeugung hilft den Eigenverbrauch von Solaranlagen zu optimieren.
• Steuerbare Verbraucher wie Wärmepumpe und Wallbox lassen sich mit Smart Meter so betreiben, dass Stromnetze / die eigene Stromerzeugung besser genutzt werden können.
• Hohe Sicherheitsstandards der Smart Meter Gateways und der Datenübertragung sorgen für Schutz vor unbefugtem Zugriff.
• Strom kann in den Zeitintervallen von 15 Minuten abgerechnet werden, so wie er an der Börse gehandelt wird.
• Monatliche Abrechnung des Stromverbrauchs statt der bisherigen Abschlagszahlung  wird möglich.
• Mehr Möglichkeiten zur Vertragsgestaltung für Stromversorger, zum Beispiel volumenabhängige Tarife oder Verbrauchs-Flatrate analog zu Mobilfunktarifen. 
• Durch die Nutzung flexibler Stromtarife lassen sich Kosten sparen.

Gegen Smart Meter sprechen:

• Viele Menschen betrachten die neue Technik kritisch.
• Es besteht die Sorge, dass fremde Unternehmen das Nutzungsverhalten im Haushalt erkennen können. 
• Die Kosten für den Messstellenbetrieb können deutlich höher sein, der Nutzen ist jedoch nicht erkennbar.
• Arbeitsplätze für Ablesung der Zählerdaten fallen weg.
• Moderne Messeinrichtungen haben eine komplexe Technik zum Ablesen der Verbrauchsdaten.
• Viele Vorteile der Smart Meter können auch ohne Smart Meter Gateway mit einem Smart Home System erzielt werden.

Mit dem Ausbau von erneuerbaren Energien für die Stromerzeugung ist eine Kommunikation zwischen Erzeugungs- und Verbrauchsanlagen sowie dem Stromnetz notwendig, um Angebot und Nachfrage sicher in Einklang bringen zu können. Dazu müssen große Verbraucher, Verbraucher mit flexiblen Lasten und Erzeugungsanlagen auf sicheren und standardisierten Wegen kommunizieren können.

Die Digitalisierung der Energiewende steckt aber noch in den Kinderschuhen und es sind nicht alle technischen und rechtlichen Regelungen verbindlich und zufriedenstellend gelöst. Es fehlen auch attraktive Angebote, den Haushalten die Mehrkosten schmackhaft zu machen. Nur so wird es möglich sein, bei den Verbrauchern für Vertrauen zu sorgen.