Digitalisierung
Eine allgemein gültige Definition zur Digitalisierung existiert nicht (Krickel, 2015, S. 42), sie wird jedoch als das Konvertieren von analog vorhandenen Daten in digitale Daten verstanden (BDEW, 2016, S. 12; Holitzner, 2016) und hat den Alltag der Menschen schnell und umfangreich verändert (Hamidian & Kraijo, 2013, S. 16). Die zunehmende Interaktion und Konvergenz zwischen Digitalem und Physischem kann somit als Digitalisierung bezeichnet werden (International Energy Agency, 2017, S. 22).
Zum Treiber der Digitalisierung gehören vier Faktoren. Der erste Faktor ist die Innovation in der Informationstechnologie. Daraus folgt die verbundene Vernetzung und davon wird die Datenzunahme abgeleitet. Der letzte Faktor stellt die Benutzung von Plattformen dar (BDEW, 2016, S. 13).
Die ständige Optimierung der Informationstechnologie erlaubt es, den kleineren Geräten höhere Rechenleistungen zur Verfügung zu stellen (BDEW, 2016, S. 13). Durch diese Entwicklung erhöht sich die Anzahl der Daten, welche als digitale Information bereitgestellt werden (International Energy Agency, 2017, S. 22). Die Zunahme der Datenmenge und die Datenverarbeitung senken zusätzlich den Kosten für die Datenspeicherung (BDEW, 2016, S. 13). Mit Hilfe von Analysemethoden können die vorhandenen digitalen Daten ausgewertet werden und somit zu neuen Erkenntnissen beitragen (International Energy Agency, 2017, S. 22).
Die Menschen nutzen zunehmend das Internet (BDEW, 2016, S. 13). Während das Internet im Jahr 2017 von 64,2 Millionen Menschen in der Bundesrepublik genutzt wurde, lag die Beanspruchung im Jahr 2007 noch bei 40,8 Millionen Menschen (Statista, 2018b). Sie sind kontinuierlich über ihre Smartphones miteinander vernetzt. Neue Technologien ermöglichen die Verbindung der Geräte miteinander, welche als Internet der Dinge bezeichnet wird (BDEW, 2016, S. 13). Ferner können die Menschen mit Hilfe dieser Technologie mit Geräten und Maschinen über digital vernetzte Systeme kommunizieren (International Energy Agency, 2017, S. 22).
Der Gebrauch von Plattformen stellt eine Schnittstelle der genannten Faktoren dar. Eine Internetplattform vernetzt die Menschen durch intelligente Endgeräte miteinander und ermöglicht die Verbreitung sowie die Zunahme von Daten (BDEW, 2016, S. 13). Allein die Plattform Facebook hatte im Jahr 2017 30 Millionen Nutzer in Deutschland (Statista, 2018d). Alle genannten Faktoren sind dabei zusammenhängend und bilden gemeinsam den Oberbegriff Digitalisierung (BDEW, 2016, S. 13).
Die Digitalisierung hat sich auch in der Energiewirtschaft durchgesetzt (Aichele, 2012, S. 175) und ermöglicht den Unternehmen, ihre bestehenden Geschäftsmodelle zu automatisieren. Zusätzlich fördert der Einsatz der digitalen Instrumente die Neuentwicklung von weiteren Geschäftsmodellen. Durch die Nutzung von Digitalisierung können die Akteure in der Energiewirtschaft mehrere Kunden erreichen. Die herkömmlichen Dienstleistungsunternehmen bauen zudem die Sparte der Wissensvermittlung in ihre Geschäftsmodelle ein (Cvrtila, 2017).
Energiewirtschaft
Zur Energiewirtschaft gehören Akteure, welche die Energieversorgung gewährleisten, die eine große Nachfrage mit sich bringt. Zusätzlich stellen das Umwandeln, das Lagern und das Transportieren der Energieträger weitere Aufgabenbereiche dar. Zu den Energieträgern, welche der Industrie oder den Haushalten zur Verfügung gestellt werden, gehören unter anderem Strom, Erdgas, Heizöl oder Kraftstoffe. Mit Hilfe der dazugehörigen Anlagen wird dem Verbraucher die Nutzung dieser Energieträger gewährleistet (Jochem, 2018). Das Fehlen von Energie aus jeglichem Grund auf dem Markt führt dazu, dass wirtschaftliche Aktivitäten nicht sichergestellt werden können (Erdmann & Zweifel, 2010, S. 7). Die Energiewirtschaft ermöglicht somit durch den Einsatz von Energie, die Automatisierung der Prozesse in der Industrie durchzuführen (Jochem, 2018).
Wie in der Abbildung 1 dargestellt, ist die primäre Aufgabe eines Akteurs in der Energiewirtschaft, einen Energieträger, wie z. B. fossile Brennstoffe wie Uran oder erneuerbare Energien wie Wind und Sonne, in eine nutzbare Energie umzuwandeln und dem Verbraucher zur Verfügung zu stellen (Ströbele, Pfaffenberger, & Heuterkes, 2012, S. 227). Die Wertschöpfung beginnt, indem die Ressourcen in den Kraftwerken zu nutzbarem Strom umgewandelt werden (EnBw, 2018). Der erzeugte Strom wird in das Übertragungsnetz eingespeist, welches den Ferntransport ermöglicht. Der Strom, der den Transportweg hinter sich gelassen hat, wird in das Verteilernetz eingeschleust. Vom Verteilernetz aus werden die Endkunden mit Energie beliefert. Für jede dieser Transportstufen werden Verträge vereinbart (Ströbele u. a., 2012, S. 227–228). Jeder einzelne Prozess sorgt dafür, dass der Preis für den Kunden weiter ansteigt. Hinzu kommen steuerliche Abgaben an den Staat, welcher mit diesen Beiträgen die Energiewende finanziert. Die Abgaben ermöglichen den Akteuren in der Energiewirtschaft den Ausbau von Leitungen auf öffentlichen Plätzen (EnBw, 2018).
Energien wie Strom können in einer Börse frei gehandelt werden. Zusätzlich kann zwischen dem Erzeuger und dem Händler eine Verhandlung stattfinden. Der Marktwert für herkömmliche Energiequellen wird durch Angebot und Nachfrage bestimmt. Die Preise für die Erzeugung und den Verkauf von erneuerbaren Energien werden jedoch gesetzlich geregelt. Energieversorgungsunternehmen kalkulieren die Kosten und den Verbrauch vorab, um den notwendigen Strom zum richtigen Zeitpunkt einkaufen zu können. Die Energieversorger versuchen somit, ihren Kunden den bestmöglichen Tarif anzubieten (EnBw, 2018).
S. 228)
Die Energiewirtschaft stellt für die Bundesrepublik eine bedeutsame Branche dar (EnBw, 2018). In Deutschland existierten im Jahr 2015 ungefähr 770 Elektrizitätsversorgungsunternehmen. Diese Unternehmen machten einen Umsatz von insgesamt 462 Milliarden Euro und investierten knapp 9,3 Milliarden Euro für zukünftige Entwicklungen. Für diese Unternehmen arbeiteten im selben Jahr ungefähr 195.000 Menschen (Statistisches Bundesamt, 2018).
Die Energiewirtschaft in Deutschland befindet sich in einem Veränderungsprozess. Die herkömmliche Erzeugung von Strom durch die Kraftwerke wird seit der Energiewende mit Hilfe von erneuerbaren Energiequellen in eine dezentrale Erzeugung umgewandelt. Folglich wird die Struktur auf dem Markt aufgrund der Regulierungen und des Kostendrucks intelligenter gestaltet. Als Beispiel kommen hier das Smart Grid und das Smart Metering zum Einsatz. In der Energiewirtschaft wird die Interaktion mit dem Kunden intensiver. Zudem wird mit Hilfe von Smart Home die Vernetzung nach auswärts gefördert (Ackermann & Grützmacher, 2012, S. 101).
Hinzu kommt, dass Neuregelungen und der stärker werdende Wettbewerb den Akteuren keine hohen Renditen mehr versprechen, weshalb sich die Struktur der klassischen Wertschöpfungskette ändert. Die Energiewirtschaft steigt in neue Märkte ein, in denen es z. B. um den Einsatz von Elektromobilität der Zukunft geht. Die Informations- und Kommunikationstechnologien werden immer wichtiger für die Beteiligten in der Energiewirtschaft und für die von ihnen hervorgehenden innovativen Entwicklungen (Ackermann & Grützmacher, 2012, S. 101).
Elektrizität und Transport
Die Elektrizität ist das Ergebnis von elektrischer Ladung, welche durch die Bewegung der Elektronen entsteht. Hierbei wird die Bewegung vom Minuspol zum Pluspol realisiert. Das Ergebnis daraus besteht aus unterschiedlichen physikalischen Einheiten. Dazu gehört einerseits die Stromstärke, welche den Einheitsnamen Ampere besitzt. Zudem ist die Spannung, die als Volt bezeichnet wird, ein weiterer Teil dieser Einheit. Beide Eigenschaften bilden zusammen die elektrische Leistung. Diese Leistung wird mit dem Einheitsnamen Watt gekennzeichnet und wird pro Stunde gemessen. Es ist üblich, die Leistung in Kilowatt oder Megawatt anzugeben (Erdmann & Zweifel, 2010, S. 292–293).
Das Stromnetz ist hierarchisch gegliedert. Die erzeugte Elektrizität wird vertikal (Weirich, 2015, S. 159) an unterschiedliche Orte geliefert und wird deshalb auf dem Transportweg unterteilt, wie in der Abbildung 2 dargestellt. Hierzu gehört z. B das Niederspannungsnetz mit 220 bis 380 Volt, welches als Feinverteilung bezeichnet wird (Erdmann & Zweifel, 2010, S. 295-296) und dem Verbraucher über seine Steckdosen zur Verfügung gestellt wird (Ströbele u. a., 2012, S. 233). Das nächsthöhere Mittelspannungsnetz liefert 1.000 – 30.000 Volt Strom an regionale Gebiete. Zusätzlich existiert ein Hochspannungsnetz, welches mit zwischen 35.000 und 110.000 Volt Stromlieferung für den überregionalen Transport zuständig ist. Für den Ferntransport der erzeugten Elektrizität ist das Höchstspannungsnetz verantwortlich. Es hat eine Kapazität von 220.000 bis 380.000 Volt (Erdmann & Zweifel, 2010, S. 295-296). Das Höchstspannungsnetz ist für den gesamten Transport im europäischen Raum Verantwortlich (Ströbele u. a., 2012, S.233).
Die Menge des durch die Kraftwerke ins Netz eingespeisten Stroms verhält sich linear zur aktuellen Nachfrage (Friege & Kampwirth, 2012, S. 159). Die Stromerzeugung wird also der gegebenen Last, die am Netz hängt, angepasst. Bei weniger Last wird die Erzeugung des Stroms reduziert und die Spannung im Netz somit gesenkt (Roß, 2012, S. 288). Die Erzeugung von Strom ist zeit- und ortsabhängig, weshalb unterschiedliche Marktpreise zustande kommen können (Erdmann & Zweifel, 2010, S. 293).
Die Akteure in der Energiewirtschaft müssen neue Geschäftsmodelle konzipieren, um beim Ausbau der Netzinfrastruktur wettbewerbsfähig zu bleiben. Die herkömmlichen Geschäftsmodelle sind nicht auf intelligente Netze ausgelegt, weshalb die Entwicklung eine Notwendigkeit darstellt. Zusätzlich treten durch die Liberalisierung neue Akteure in den Markt ein, welche die etablierten Unternehmen wirtschaftlich schwächen können. Traditionelle Telekommunikationsunternehmen sehen beispielsweise durch die zunehmende Verknüpfung der Informations- und Kommunikationstechnologien mit den Energiedienstleistungen die Möglichkeit, in diese Sparte einzutreten, da sie bereits viele Kunden vorweisen können (Poppe, 2012, S. 307–308).
Durch die Energiewende und den damit verbundenen Einsatz von erneuerbaren Energieträgern ist der Ausbau von Smart Grid notwendig, wie in der Abbildung 3 vorgestellt wird. Energiequellen wie z. B. Wind oder Sonne sind nicht dauerhaft zugänglich (Adam, 2012, S. 355). Nichtdestotrotz muss die Versorgungssicherheit der Kunden durch die Integration der erneuerbaren Energie in das bestehende Netz gewährleistet sein (Goette & Pfau, 2012, S. 366). Das intelligente Netz optimiert hierbei die Kommunikation (Adam, 2012, S. 355) und ermöglicht die Datenübertragung in beide Richtungen (Poppe, 2012, S. 307). Ein wesentlicher Kommunikationsweg ist das Internetprotokoll, welches für den Ausbau des intelligenten Netzes notwendig ist (Adam, 2012, S. 362). Bei übermäßiger Erzeugung durch die erneuerbaren Energieträger wird die überschüssige Energie gespeichert und bei erhöhter Nachfrage in das Netz eingespeist (Goette & Pfau, 2012, S. 366). Somit wird die Übereinstimmung zwischen Angebot und Nachfrage ermöglicht und die Stabilität des Netzes gewährleistet (Adam, 2012, S. 355). Das herkömmliche Netz wird mit der Informationstechnologie erweitert, wodurch die Datengewinnung und deren Analyse dieser Daten arrangiert wird. Sensoren, Energiespeicher sowie Erzeuger und Verbraucher stellen die erforderlichen Daten bereit (Krickel, 2015, S. 56). Zusätzlich kann jeder eigenständige Stromerzeuger, wie z. B. ein Immobilienbesitzer, seinen durch Photovoltaik-Anlagen erzeugten Strom in das Netz einspeisen, um Lastspitzen entgegenzuwirken (Goette & Pfau, 2012, S. 368). Der Ausbau des intelligenten Netzes stellt zusätzlich eine Grundvoraussetzung für den zukünftigen Smart City dar (Krickel, 2015, S. 62).
Die technologische Entwicklung in den Informations- und Kommunikationstechnologien sowie der Versuch, Energiespeicherlösungen zu finden, und der Ausbau der Elektromobilität tragen zum Ausbau des Stromnetzes bei (Aichele & Schönberger, 2014, S. 306). Die Stromerzeugung sowie die Versorgung werden dezentraler. Dies hat zur Folge, dass sich die herkömmliche Netzstruktur ändert. Die Stromerzeugungsanlagen werden kleiner und an unterschiedlichen Orten aufgestellt. Die private Stromerzeugung nimmt an Akteuren zu und wird unabhängig vom vorhandenen Gesamtsystem (Weirich, 2015, S. 159–160). Einen weiteren Faktor stellt der Klimawandel dar. Der Versuch, das Kohlenstoffdioxid zu verringern, erhöht dabei die Energiekosten. Durch die Transformation wird versucht, dem entgegenzutreten. Die Kunden werden aus ihrer passiven Haltung entzogen und in das Geschehen eingebunden (Aichele & Schönberger, 2014, S. 306).
Geschäftsmodell
Das Geschäftsmodell gibt das Vorgehen eines Unternehmens als Abbild wieder und beschreibt dabei, inwiefern die Kunden und die Unternehmenspartner daraus profitieren (Schallmo, Reinhart, & Kuntz, 2018, S. 25). Das Modell stellt den Ressourceneinsatz und den Ertrag vor. Es dient dazu, den ökonomischen Erfolg sicherzustellen und dabei soziale und ökologische Aspekte auszubauen (Ahrend, 2016, S. 12). Des Weiteren stellt das Geschäftsmodell eine Abstraktion der Wirklichkeit dar und ist das Ergebnis von der Auslegung einer bestimmten Unternehmensstrategie. Diese Auslegung dient dabei zu Analysezwecken in der Wertschöpfung. Hierbei werden die Arbeitsabläufe sowie die Organisationsstruktur in einem Modell wirklichkeitsnah dargestellt, um somit gegebenenfalls die vereinfachte Strategieoptimierung oder Neuausrichtung auszuführen (Stähler, 2003, S. 62).
Das Geschäftsmodell wird in drei Faktoren unterteilt. Dabei wird der erste Punkt durch die Value Proposition verkörpert, welche den Nutzen für die Kunden oder den Unternehmenspartner beschreibt (Stähler, 2003, S. 64). Der Profit besteht hierbei aus der Leistung, die für den Kunden oder den Partner erbracht wird. Zusätzlich wird die Beziehung zu den Kunden oder den Partnern näher dargestellt und es werden Kanäle aufgezeigt, über die eine Kommunikation stattfindet (Schallmo u. a., 2018, S. 25–26). Der zweite Faktor stellt die Architektur der Wertschöpfung dar (Stähler, 2003, S. 64) und gibt die dafür notwendigen Ressourcen an. Zusätzlich werden dabei im Modell die Prozesse wiedergegeben (Schallmo u. a., 2018, S. 26). Das Ertragsmodell stellt einen weiteren Aspekt dar. Hiermit wird aufgezeigt, durch welche Prozesse das Unternehmen Gewinne erwirtschaftet. Dabei geben die Einnahmen Ausschluss darüber, ob das bestehende Geschäftsmodell das richtige für das Unternehmen ist (Stähler, 2003, S. 64–65). Das Ziel ist es, durch die enge Verzahnung dieser Faktoren miteinander, den Ablauf zu optimieren und somit ein einzigartiges Geschäftsmodell zu konzeptualisieren (Schallmo u. a., 2018, S. 26), um somit das Imitieren der Geschäftsmodelle zu unterbinden (Ahrend, 2016, S. 361).
Geschäftsmodelle, die sich durch Entscheidungsfindungen und Aktivitäten im Unternehmen in ihre Struktur integriert haben, können auch bei bestehenden Unternehmen unbeabsichtigt entstehen (Stähler, 2003, S. 62). Allerdings stellen Geschäftsmodelle keine gefestigten Strukturen dar. Sie müssen gegebenenfalls geändert werden und an die Gegebenheiten in der Umwelt angepasst werden. Beispielsweise kann sich das Produktportfolio des Unternehmens ändern oder vorhandene Dienstleistungen werden nicht weiter benötigt. Daraus resultierend müssen bestehende Geschäftsmodelle regelmäßig überprüft und bei Notwendigkeit modifiziert werden (Ematinger, 2018, S. 21).
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