VeDS

Vertrauenswürdiger Datenaustausch für verteilte Stromnetze

Energieproduzenten und -abnehmer*innen kommen auf Plattformen, auf denen mit Energie gehandelt wird, zusammen. Wie können diese Handelsportale für alle Beteiligten noch sicherer und vertrauenswürdiger gemacht werden? Mit dieser Frage beschäftigen sich Forschende aus dem Institut für IT-Sicherheit der Universität zu Lübeck gemeinsam mit zwei lokalen Unternehmen.

Die Produktion von erneuerbaren Energien hängt stark von Faktoren wie Wind und Wetter ab. Daher spielen flexible Verbrauchsanlagen, wie E-Autos und Wärmepumpen, und dezentrale Speichertechnologien eine immer wichtigere Rolle. Diese Anlagen können ihren Energiebezug an die volatile Erzeugung erneuerbarer Energien anpassen, Speicher nehmen überschüssige Energie auf und können diese in Zeiten erhöhten Bedarfs wieder abgeben. Je präziser Produktion und Verbräuche vorhergesagt und aufeinander abgestimmt werden können, desto effizienter ist die Lösung sowohl für die Energieproduzenten als auch für die -abnehmer*innen, die jeweils die Speicher nutzen.

Mit der steigenden Anzahl an E-Autos, Wärmepumpen und Hausbatteriespeichern sowie der fortschreitenden Energiewende steht die Energiewirtschaft vor einem Paradigmenwechsel. Schon heute übersteigt die Ladeleistung aller deutschen Elektroautos die Leistung aller deutschen Pumpspeicherkraftwerke. Damit diese kleinteilig verteilten Endkundenanlagen gleichermaßen zur Systemstabilität beitragen können, ist eine sichere und vertrauenswürdige Kommunikation notwendig. Grundlage für den Prozess ist, dass die Daten zwischen Erzeuger*innen, Verbraucher*innen und Speichern sicher ausgetauscht werden können. Eine wichtige Dienstleistung einer Stromhandelsplattform ist zudem eine maschinell gelernte Vorhersage von zukünftigen Stromverbräuchen. Da diese Informationen zum großen Teil personenbezogen sind und außerdem für Unternehmen tiefe Einblicke in die Produktionsprozesse und Auslastungen erlauben, ist der Schutz der Daten ein Schlüssel für den Erfolg der Energiewende.

Insbesondere wenn die Marktteilnehmer zueinander in Konkurrenz stehen, ist die Vertrauenswürdigkeit der Plattformen, der sie sensible Daten anvertrauen sollen, von enormer Wichtigkeit. Deshalb erforschen wir in VeDS drei unterschiedliche Ansätze, die die Vertrauenswürdigkeit der Datenverarbeitung auf unterschiedlichen Ebenen sicherstellen können.

Bei dem neuen Projekt „Vertrauenswürdiger Datenaustausch für verteilte Stromnetze“ (VeDS) verfolgen das Unternehmen EnergieDock GmbH und die Universität zu Lübeck mithilfe des Softwareentwicklers NAECO Blue das Ziel, sicherheitsrelevante Bausteine zu erforschen, um später die Geschäftsmöglichkeiten für digitale Aggregationsplattformen auszuweiten. In diesem effizienzsteigernden Prozess kann der flexible Lastbezug von kleinteiligen Endkundenanlagen (z. B. E-Mobilität oder Wärmepumpen) oder Speichern an das volatile Erzeugungsverhalten der erneuerbaren Energien angepasst werden und somit der Anteil von erneuerbaren Energien am Strommix signifikant erhöht werden. Dabei werden die notwendigen Vorhersagemodelle durch KI-Algorithmen erstellt.

Klassisch maschinell gelernte Vorhersagemodelle können tiefe Einblicke in die personenbezogenen Daten geben, mittels derer sie gelernt haben. Wir arbeiten in VeDS an maschinellen Lernverfahren, bei denen die Vorhersagemodelle keine Informationen Einzelner preisgeben. Dadurch werden Datenschutzrisiken minimiert. Durch das Schaffen von Vertrauen beim Thema Datenschutz soll eine Hürde bei der Akquise neuer Kund*innen verringert werden.

Das Projekt VeDS ist am 1. Oktober 2023 gestartet und hat eine Laufzeit von drei Jahren. Das Land Schleswig-Holstein fördert das Vorhaben mit 500.000 Euro, davon gehen knapp 100.000 Euro an EnergieDock GmbH und knapp 400.000 Euro an die Universität zu Lübeck.