Die Energiewende stellt Stromnetzbetreiber vor enorme Herausforderungen. Erneuerbare Energien, neue Verbraucher und ein steigender Strombedarf erfordern leistungsfähige Netze sowie moderne Umspannwerke und Trafostationen. Eine wesentliche Voraussetzung dafür ist die Digitalisierung bestehender Energieanlagen. Doch gleichzeitig basiert ein großer Teil der bestehenden Energieinfrastruktur noch auf analogen Anlagen. Genau darin liegt eine der größten Herausforderungen. Bevor digitale Zwillinge, automatisierte Prozesse oder künstliche Intelligenz zum Einsatz kommen können, müssen bestehende Energieanlagen zunächst digital erfasst werden.
Welche Hürden es dabei in der Praxis gibt und welche Lösungsansätze sich bereits abzeichnen, diskutierten Stephanie Kudak, Vertical Market Managerin Energy von Eplan, und Heiko Tautor, Head of Sales bei Insys Icom, im Highlight-Talk auf der „The smarter E Europe“. Im Mittelpunkt standen analoge Bestandsdaten, Datendurchgängigkeit und die Frage, wie sich bestehende Energieanlagen Schritt für Schritt in digitale Energiesysteme überführen lassen.
Größte Herausforderung liegt im analogen Bestand der Energieinfrastruktur
Bei dem Thema „Digitalisierung der Energieinfrastruktur” denken viele zunächst an intelligente Netze oder moderne Software-Lösungen. Die Realität bei zahlreichen Netzbetreibern sieht jedoch oft ganz anders aus. Noch immer bilden analoge Dokumentationen die Grundlage vieler Planungs- und Instandhaltungsprozesse. Stephanie Kudak kennt diese Situation aus zahlreichen Projekten. „Bei vielen Netzbetreibern ist ein Großteil der Bestandsdaten noch nicht digitalisiert.“ Oft existieren Schaltpläne nur auf Papier oder wurden über Jahre hinweg handschriftlich ergänzt. Bevor Ingenieure mit der Planung eines Ausbaus beginnen können, muss zunächst der vorhandene Anlagenbestand erfasst und in eine nutzbare digitale Form überführt werden.
Dabei muss längst nicht jede Energieanlage vollständig digitalisiert werden, so Kudak. „Es ist nicht zwingend erforderlich, direkt eine 100 prozentige Digitalisierung anzustreben - wenn zum Beispiel nur die besonders relevanten Anlagen und Betriebsmittel erfasst werden, haben wir schon eine gute Basis." Auf dieser Grundlage lässt sich mithilfe künstlicher Intelligenz ein großer Teil der fehlenden Informationen ableiten und das digitale Anlagenmodell schrittweise vervollständigen. Dadurch kann der Aufwand für die Digitalisierung deutlich reduziert werden.
Laut Heiko Tautor genügt selbst eine digitalisierte Dokumentation noch nicht. Für den Netzbetrieb seien vor allem aktuelle Informationen über den Zustand der Anlagen essentiell. „Momentaufnahmen reichen nicht aus. Entscheidend sind kontinuierliche Messdaten aus dem Livebetrieb.“ Erst sie ermöglichen es, Entwicklungen zu erkennen, Wartungsmaßnahmen gezielt zu planen und den Netzbetrieb langfristig zu optimieren. Diese Diskussion macht deutlich: Digitalisierung beginnt nicht mit neuer Software. Vielmehr ist eine belastbare Datenbasis entscheidend. Dafür müssen historische Bestandsdaten und aktuelle Betriebsinformationen zusammengeführt werden. Somit entsteht aus einzelnen Informationen ein nutzbares Gesamtbild.
Digitaler Zwilling kann auch rückwärts entstehen
Der digitale Zwilling gilt als zentrales Element moderner Energieanlagen. Häufig wird davon ausgegangen, dass er bereits während der Planungsphase entsteht. Anschließend begleitet er die Anlage über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg. In der Praxis sieht die Situation jedoch oft anders aus. Gerade bestehende Umspannwerke verfügen oft nicht über eine vollständige digitale Dokumentation. Stephanie Kudak schlägt deshalb einen umgekehrten Ansatz vor. Klassischerweise wird ein digitaler Zwilling bereits im Engineering aufgebaut. Man kann jedoch zunächst den tatsächlichen Anlagenzustand erfassen, beispielsweise mittels Drohnenflügen. Mithilfe dieser modernen Erfassungsmethoden und im zweiten Schritt durch den Einsatz von KI können vorhandene Unterlagen ausgewertet, Informationen strukturiert und fehlende Daten schrittweise ergänzt werden. Der digitale Zwilling entsteht somit gewissermaßen rückwärts, ausgehend vom Bestand statt von der ursprünglichen Planung.
Dadurch eröffnen sich besonders bei älteren Anlagen neue Möglichkeiten. Anstatt bestehende Dokumentationen vollständig neu zu erstellen, können vorhandene Informationen intelligent genutzt und kontinuierlich erweitert werden. Das reduziert den Aufwand und schafft gleichzeitig die Grundlage für weitere Digitalisierungsschritte. Heiko Tautor ergänzt diesen Gedanken aus Sicht des Netzbetriebs. Sein Mehrwert entsteht nicht allein durch ein digitales Abbild der Anlage, sondern durch die kontinuierliche Verknüpfung mit Betriebs- und Zustandsdaten. Erst dadurch wird aus einer statischen Dokumentation ein dynamisches Modell, das den tatsächlichen Zustand einer Anlage widerspiegelt und fundierte Entscheidungen ermöglicht.
Daten in Energieanlagen sollen nur einmal entstehen
Mit der Digitalisierung einzelner Anlagen allein ist es jedoch nicht getan. Die eigentliche Herausforderung beginnt dort, wo Informationen zwischen Planung, Engineering, Bau und Betrieb ausgetauscht werden. Noch immer werden Daten häufig mehrfach erfasst oder zwischen verschiedenen Systemen übertragen, mit entsprechendem Zeitaufwand und Fehlerpotenzial.
Für Stephanie Kudak liegt genau hier der Schlüssel zu effizienteren Prozessen. Daten sollten möglichst nur einmal entstehen. Der digitale Zwilling fungiert dabei als Single Source of Truth und dient als Einstiegspunkt in die unterschiedlichen Systeme. So steht allen Beteiligten über den gesamten Lebenszyklus einer Energieanlage hinweg eine Datenbasis zur Verfügung. Voraussetzung dafür sind durchgängige Datenmodelle und einheitliche Strukturen.
Offene Standards sind laut Heiko Tautor ein entscheidender Erfolgsfaktor. In der Energieversorgung müssen Systeme unterschiedlicher Hersteller zuverlässig zusammenarbeiten. Anstatt Daten mehrfach zu kopieren, komme es darauf an, sie genau dort verfügbar zu machen, wo sie tatsächlich benötigt werden. Erst dann lasse sich der Engineering-Aufwand reduzieren und die Digitalisierung wirtschaftlich umsetzen. Datendurchgängigkeit ist demnach weit mehr als ein IT-Thema. Sie bildet die Grundlage für effizientere Planungsprozesse und eine höhere Datenqualität. Nur so lasse sich die Vernetzung der unterschiedlichen Systeme entlang des gesamten Anlagenlebenszyklus sicherstellen.
Automatisierung schafft Freiräume für Fachkräfte
Der Ausbau der Energieinfrastruktur führt zu steigenden technischen Anforderungen und einem höheren Bedarf an qualifizierten Fachkräften. Gleichzeitig werden Planungs- und Betriebsprozesse immer komplexer. Für Stephanie Kudak und Heiko Tautor ist deshalb klar: Digitalisierung muss vor allem dabei helfen, vorhandene Ressourcen effizienter einzusetzen. Kudak sieht insbesondere im Engineering großes Potenzial. Wiederkehrende Arbeitsschritte könnten heute weitgehend automatisiert werden, sodass Ingenieure mehr Zeit für komplexe Aufgaben hätten. Ein weiterer Aspekt ist die Vereinfachung der Technik, um auch ungelernten Arbeitskräften den Umgang damit zu ermöglichen. Das Ziel besteht nicht darin, Fachwissen zu ersetzen, sondern die tägliche Arbeit zu erleichtern. „Automatisierung soll den Menschen unterstützen, nicht ihn ersetzen.
Auch Heiko Tautor betrachtet Automatisierung als wichtigen Baustein für den Betrieb moderner Energieanlagen. Intelligente Kommunikationslösungen können Zustandsdaten kontinuierlich erfassen und auswerten. Dadurch stehen die relevanten Informationen genau dann zur Verfügung, wenn Entscheidungen getroffen werden müssen. Digitalisierung bedeutet deshalb vor allem, Expertenwissen schneller verfügbar zu machen und Abläufe effizienter zu gestalten. Beide sind überzeugt, dass Automatisierung nur dann ihren vollen Nutzen entfaltet, wenn sie auf einer konsistenten Datenbasis aufsetzt. Ohne strukturierte Daten lassen sich weder Engineering-Prozesse noch Betriebsabläufe nachhaltig verbessern.
Sichere Kommunikation als Grundlage digitaler Energienetze
Mit der zunehmenden Digitalisierung steigen jedoch auch die Anforderungen an die Sicherheit der Datenübertragung. Energieanlagen zählen zur kritischen Infrastruktur. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an Kommunikationsnetze, Übertragungsprotokolle und Cybersecurity. Für Heiko Tautor endet Digitalisierung deshalb nicht beim Aufbau eines digitalen Zwillings. Ebenso entscheidend sei eine sichere und standardisierte Kommunikation zwischen den unterschiedlichen Komponenten einer Energieanlage.
Dabei gewinnen neue gesetzliche Anforderungen zusätzlich an Bedeutung. Mit dem Cyber Resilience Act und den NIS2-Vorgaben für Betreiber kritischer Infrastrukturen rückt die Absicherung vernetzter Systeme stärker in den Fokus. „Wir müssen schon heute sicherstellen, dass unsere Lösungen auch den Anforderungen von morgen gerecht werden“, macht Tautor deutlich. Offene Standards seien dabei kein Widerspruch zur Sicherheit, sondern eine wichtige Voraussetzung für eine zuverlässige und zukunftsfähige Kommunikation.
Stephanie Kudak knüpft an diesen Gedanken an. Datendurchgängigkeit funktioniere nur dann dauerhaft, wenn Informationen zwischen unterschiedlichen Systemen einheitlich beschrieben und sicher übertragen werden könnten. Standards seien deshalb nicht nur eine technische Voraussetzung für effizientes Engineering, sondern auch ein wesentlicher Baustein für den sicheren Betrieb von Energieanlagen.
Digitalisierung der Energieinfrastruktur gelingt nur gemeinsam
Dass die digitale Transformation der Energieinfrastruktur nur im Schulterschluss aller Beteiligten gelingen kann, wurde im weiteren Verlauf der Diskussion mehrfach deutlich. Netzbetreiber, Engineering-Anbieter, Automatisierungsspezialisten und Software-Hersteller müssten ihre Erfahrungen stärker teilen und gemeinsame Standards entwickeln.
Als Beispiel nennt Stephanie Kudak ein Innovationsprojekt mit den Hamburger Energienetzen. Gemeinsam mit mehreren Partnern arbeitet Eplan dort an Methoden, um die steigenden Anforderungen im Netzbetrieb schneller, effizienter und zukunftssicher zu meistern. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen anschließend nicht nur großen Netzbetreibern zugutekommen. Über gemeinsame Veranstaltungen und Webinare sollen auch kleinere Stadtwerke und Verteilnetzbetreiber von den Erfahrungen profitieren. Ebenso sieht Heiko Tautor den regelmäßigen Austausch als entscheidenden Erfolgsfaktor. Seiner Meinung nach lasse sich die Energiewende nur dann beschleunigen, wenn technische Lösungen auf gemeinsamen Standards basieren und unterschiedliche Systeme zuverlässig miteinander kommunizieren. Die Digitalisierung sei deshalb keine Aufgabe einzelner Unternehmen, sondern ein Gemeinschaftsprojekt der gesamten Energiebranche.
Fazit: Digitalisierung der Energieinfrastruktur beginnt lange vor dem ersten Sensor
Der Austausch zwischen den beiden Energiespezialisten macht deutlich, dass die digitale Transformation der Energieinfrastruktur weit mehr umfasst als neue Software oder intelligente Kommunikationstechnik. Der eigentliche Schlüssel liegt in der Qualität und Verfügbarkeit der Daten. Während Stephanie Kudak den Schwerpunkt auf die Digitalisierung von Bestandsanlagen, durchgängige Engineering-Prozesse und den Aufbau digitaler Zwillinge legt, zeigt Heiko Tautor, wie kontinuierlich erfasste Betriebsdaten den Netzbetrieb transparenter und effizienter machen können. Beide Perspektiven ergänzen sich: Erst wenn Planungs- und Betriebsdaten zusammengeführt werden, entsteht die Grundlage für automatisierte Prozesse und intelligente Energieinfrastrukturen. Die eigentliche Herausforderung besteht damit nicht darin, neue Technologien einzuführen, sondern jahrzehntelang gewachsene Infrastrukturen Schritt für Schritt in die digitale Welt zu überführen. Genau darin sehen beide Gesprächspartner eine der entscheidenden Aufgaben auf dem Weg zu einer leistungsfähigen und zukunftssicheren Energieversorgung.
