Die technische Grundlage der in dieser Artikelserie über eine intelligente Energieversorgung vorgestellten smarten Technologien ist die Vernetzung der einzelnen kommunizierenden Module der verschiedenen Systeme und Akteure. Dies erfolgt über sogenannte Smart Gateways, die seit Dezember 2018 in Deutschland in Betrieb genommen wurden, und deren grundlegende Funktionsweise in diesem Beitrag umrissartig beschrieben werden soll.

Smart Gateways, übersetzt soviel wie „intelligente (informationstechnologische) Durchgänge“ bzw. Übergabestellen, stellen die elementaren zentralen Kommunikationseinheiten und somit die technologische Basis eines digitalen Energieversorgungssystems dar. Ihre primäre Funktion besteht in der kontinuierlichen sicheren und zuverlässigen Datenspeicherung und -übertragung inner- und außerhalb der unterschiedlichen verbundenen Netzwerke, so zum Beispiel im Rahmen eines Smart Grid, Market, Home oder Metering (vgl. die vorangegangenen Artikel).

Am Beispiel des Smart Metering besitzt das entsprechend benannte Smart-Meter-Gateway (SMGW) eines solchen intelligenten Messsystems drei verschiedene Schnittstellen zu unterschiedlichen Funktionen und Netzebenen. Die drei angebundenen Bereiche bestehen dabei erstens im lokalen metrologischen Netz (LMN) für die Kommunikation mit den elektronischen Zählgeräten zur Erfassung des anfallenden Strom-, Erdgas-, Trinkwasser- oder Fernwärmebedarfs des Letztverbrauchers, zweitens im Wide Area Network bzw. „Weitverkehrsnetz“ (WAN) für den Zugriff von außen (zum Beispiel per GPRS) sowie drittens im Home Area Network (HAN) für den internen Zugriff aus dem lokalen Heimnetz per Ethernet. Abgesehen von dieser spezifischen Systemarchitektur dürfen sämtliche Datenübertragungen über das Gateway nur TLS-verschlüsselt erfolgen und aus Sicherheitsgründen nur mit vertrauenswürdigen, das heißt mit bekannten bzw. angemeldeten Akteuren und Geräten kommuniziert bzw. interagiert werden.

Die Geräte wurden nach den standardisierten Vorgaben des Bundesamtes für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) entwickelt, das im Rahmen der Digitalisierung der Energiewende kraft des zugehörigen Gesetzes (Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende [GDEW] von 2016) vom Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) dazu einen entsprechenden Auftrag erhielt. Auf der Grundlage einer ebenfalls erarbeiteten Technischen Richtlinie (TR-03109-1) übernimmt das BSI auch die eigenständige Zertifizierung der Geräte, was den funktionalen Anforderungen des Gesetzes über den Messstellenbetrieb und die Datenkommunikation in intelligenten Energienetzen (MsbG von 2016) zur Regelung des Marktes für den Betrieb von Messstellen sowie der Ausstattung der leitungsgebundenen Energieversorgung mit modernen Messeinrichtungen und intelligenten Messsystemen entspricht.

Die im Zusammenhang mit den Kommunikationseinheiten anfallenden Aufgaben wie zum Beispiel Installation, Inbetriebnahme, Konfiguration, Administration oder Wartung der Smart Gateways sowie der informationstechnischen Anbindung anderer IT-Elemente intelligenter Systeme übernimmt der Gateway-Administrator, der für den sicheren technischen Betrieb der Geräte verantwortlich zeichnet. Weiterhin muss der Admin vom BSI zertifiziert sein. Vorteile von Smart Gateways werden in der Verbrauchstransparenz, in der Kostenreduktion durch die Vermeidung von Zählerablesungen vor Ort sowie in der Netzstabilität gesehen. Kritikpunkte können demgegenüber in der Kostensteigerung durch den Neueinbau intelligenter Zählsysteme, im Datenschutz und in der IT-seitigen Angreifbarkeit derartiger Systeme bestehen.