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Die wichtigsten Facetten der Methodik der Digitalen Dekarbonisierung werden in diesem Kapitel dargestellt. Hierbei wird ein praxiserprobter Uberblick in die wichtigsten Fragen gegeben, wie energetische Prozesse technologieoffen dekarbonisiert werden konnen. Nach Klarung der Systeme und ihrer Grenzen, die der Digitalen Dekarbonisierung zuganglich gemacht werden, wird der mathematische Optimierungsansatz mit einem besonderen Fokus auf der Modellierung von CO2-Emissionen und prinzipiellen Uberlegungen zur Dekarbonisierung von Energiesystemen dargestellt. Diese prinzipiellen Uberlegungen werden anhand von mehreren Fallbeispielen in Kap. 5 und 6 konkretisiert. Das vierte Buchkapitel gibt daruber hinaus noch einen kurzen Uberblick uber das typische Vorgehen der Digitalen Dekarbonisierung im Rahmen eines Beratungsprojekts. Zuletzt wird aufgezeigt, mit welchen Schritten ein optimal geplantes Energiesystem auch in die Praxis umgesetzt werden kann.

Im zweiten Kapitel werden die konzeptionellen Grundlagen des Dekarbonisierungsansatzes mittels dreier Leitfragen erortert. Mit der einleitenden Frage, warum sich Gesellschaft und Wirtschaft intensiv mit der Reduzierung klimaschadlicher Treibhausgase beschaftigen, werden die wesentlichen Treiber bzw. Katalysatoren der Dekarbonisierung vorgestellt. Anschliesend wird die Frage erortert, wo sich geeignete Ansatzpunkte oder Hebel in Politik, Gesellschaft, Wirtschaft und Technik fur erfolgreiche Initiativen zur Treibhausgasminimierung identifizieren lassen. Das Kapitel endet mit der Formulierung eines Zielbilds, welches die Frage zu beantworten sucht, wohin voraussichtlich die Dekarbonisierungsreise gehen wird.

Das Eis der Polkappen schmilzt, der Meeresspiegel steigt, Starkwetterereignisse nehmen weltweit zu, und seit der Jahrtausendwende erlebt unsere Erde die heisesten Jahre seit Beginn der Wetteraufzeichnungen. Infolgedessen gilt der menschengeschaffene Klimawandel heute als anerkannte Tatsache. Nur zu verstandlich ist die inzwischen von immer mehr Menschen global und lokal vehement vorgetragene Forderung nach einem konsequenten Ubergang hin zu einer klimafreundlichen Okonomie. Nur, wo stehen wir in der Klimafrage heute? Und welche Trends sehen wir perspektivisch zur Losung bei einer der grosten Herausforderungen der Menschheit aller Zeiten? Die Autoren dieses Buchs beantworten in diesem Einfuhrungskapitel diese und weitere Fragen in der gebotenen Kurze. Aber vor allem bieten sie dem Leser einen ersten Einblick in ihre Idee – und damit gewissermasen den „Nordstern“ dieser Publikation – zur Losung der Klimakrise: die Erganzung etablierter Ansatze zur Senkung des Ausstoses von Treibhausgasen durch die technologieoffene Dekarbonisierung energetischer Betriebsprozesse aller Art. Aus Sicht des Autorenquintetts kann insbesondere das gewahlte Paradigma der Technologieoffenheit einen die bekannten Instrumente erganzenden Beitrag zur Klimarettung leisten.

Im abschliesenden siebten Kapitel fassen die Autoren die Kernaussagen des Buches zum Konzept der Digitalen Dekarbonisierung zusammen. Das Buch schliest mit ausgewahlten regulatorischen Hinweisen und Anregungen, die die Autoren ihren Lesern zum Abschluss gewissermasen mit auf den Weg geben mochten. Ausgehend von den Erkenntnissen aus nationalen und supranationalen Gestaltungsfeldern soll die vorliegende Publikation somit eine weiterfuhrende Anschlussdiskussion in Academia und Praxis beflugeln.

Zu Beginn der Energiewende zeigte sich der Fortschritt im Wesentlichen durch die technologische Optimierung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Ressourcen und deren steigendem Anteil an der Gesamtstromproduktion. Die Masnahmen hatten sich allein auf den Stromsektor konzentriert. Heute wird fur die Dekarbonisierung in Landern wie Deutschland, die diesen Weg schon seit Langerem eingeschlagen haben, klar, dass weitere Fortschritte allein im Stromsektor nur zu stark steigenden Kosten zu realisieren sind. Aus diesem Grund sind in den letzten Jahren zu Recht die ubrigen Energiesektoren in den Fokus geraten. Fur Lander wie beispielsweise Deutschland sind hier allen voran der Warme- und Verkehrssektor relevant; unter anderen klimatischen und geographischen Randbedingungen sind Sektoren wie Wasserentsalzung oder Kuhlung zu nennen. Nach einer kompakten Auflistung der entscheidenden methodischen Aspekte der Makromodellierung zeigt dieses Kapitel die Rolle der Sektorkopplung zur Erreichung der Klimaziele am Beispiel Deutschland auf. Hierfur werden insbesondere die Konsequenzen einer Elektrifizierung des Warmesektors und der Elektromobilitat auf den Stromsektor abgeleitet. Die Ergebnisse der Makromodellierung werden sodann kritisch diskutiert und bewertet. Auch wenn Deutschland ein lehrreiches Fallbeispiel fur die Moglichkeiten der Digitalen Dekarbonisierung liefert, wollen die Autoren im Folgenden gleichwohl sich der weltweiten Sicht annahern. Hierzu diskutieren sie Energiesysteme mit differierenden Randbedingungen und die Moglichkeiten von Archetypen.

Im dritten Kapitel wird das Konzept der Modellierung von Energiesystemen als Grundlage fur die Identifikation der wirksamsten Masnahmen zur Digitalen Dekarbonisierung eingefuhrt. Energiebedarfe werden dazu mit der optimalen Kombination aus vorhandenen und zukunftigen Technologien fur die Versorgung mit Strom, Warme, Kuhlung, Antriebsenergie, Trinkwasser und chemischen Energieformen gedeckt. Freiheitsgrade sind hierbei langfristig die Auswahl der Komponenten und kurzfristig deren optimierter Betrieb. Die Basis fur bestmogliche Auslegung und Betrieb der Energiesysteme sind Prognosen der Energiebedarfe und eine Datenbank mit den technischen und wirtschaftlichen Eigenschaften der verfugbaren Komponenten. Insbesondere bei den wirtschaftlichen Annahmen muss mit Szenarien gearbeitet werden, denn die zukunftige Entwicklung wesentlicher Grundgrosen – wie zukunftige Zinssatze, Primarenergiepreise oder konjunkturbedingte Nachfrageschwankungen – sind zum Zeitpunkt der Investition in Komponenten mit Abschreibungszeitraumen von uber zehn Jahren und mehr unbekannt.

Starting with the elementary discussion of the business model concept, the final section completes the explanation of the advanced operations idea by assuming an integrative business model perspective that addresses the strategic benefit of advanced operations and outlines what sustainable business success looks like when normality is a digital world.

This section explains how a strategic target scenario for digitalization is created in a systematic procedure and how solution models offering a corresponding level of legal assurance, scalability and cost-efficiency can be developed.

This section outlines a way to approach selection and analytical/technical development and initiation of the advanced analytics use cases based on defined solution models. The methodological/organizational core aspect of a digitalization initiative is described here on this basis.

This section fills in the remaining details of the medium-term concept presented here with selected success factors for optimizing implementation, which, addressing the strategic stipulations and taken in tandem with the use cases, mark out the way for a well-managed digitalization initiative.

Der Geist der Digitalisierung ist auch in der Energiewelt langst aus der Flasche. Wir befinden uns nicht erst am Beginn der viel beschworenen Digitalisierung der Energiewende, wir sind bereits mittendrin. Deutliches Indiz dafur ist die zunehmende Durchdringung der energiewirtschaftlichen Wertschopfung mit digitalen Technologien. Oliver D. Doleski beschreibt die unmittelbaren Konsequenzen dieser fortschreitenden Digitalisierung und die daraus resultierenden Chancen fur Energiekonzerne, Regionalversorger und Stadtwerke. Er spannt dabei den Bogen von der Identifizierung relevanter Handlungsfelder uber die Ableitung eines zukunftsorientierten Zielbilds im Kontext moderner Digitalisierungsinitiativen und die anschliesende Identifikation konkreter Handlungsbedarfe bis hin zur systematischen Ableitung praktischer Empfehlungen fur moderne Energieunternehmen, den Utility 4.0. Der Text beschrankt sich jedoch nicht auf die Beschreibung energiewirtschaftlicher Digitalisierungsvorhaben an sich. Dem Leser wird uberdies und weiterfuhrend eine anwendungsorientierte Roadmap zur digitalen Transformation des Versorgungsgeschafts an die Hand gegeben. Der Beitrag schliest mit einem Ausblick, wie sich Utility-4.0-Organisationen perspektivisch uber die Integration datentechnologischer Analyseverfahren und algorithmenbasierter Innovationen zu fortschrittlichen Advanced Operations des Energiesektors weiterentwickeln konnen.

Die Energiewirtschaft durchlebt in wahrhaft sturmische Zeiten. Traditionelle Geschaftsmodelle von Energiekonzernen, Regionalversorgern und Stadtwerken stosen angesichts der beherrschenden Trends der Digitalisierung, Automatisierung und Dezentralisierung mehr oder weniger offensichtlich an ihre Grenzen.

In diesem Kapitel wird erlautert, wie mittels eines systematischen Vorgehens ein strategisches Zielbild der Digitalisierung entsteht und wie schlieslich rechtssichere, skalierbare und kosteneffiziente Losungsmodelle entwickelt werden konnen.

Wie eine auf definierten Losungsmodellen basierende Auswahl, analytisch-technische Entwicklung und Initiierung der Advanced-Analytics-Anwendungsfalle angegangen werden konnen, skizziert dieser Abschnitt. Insofern wird der methodisch-organisatorische Kernbereich einer Digitalisierungsinitiative hier beschrieben.

Die traditionelle Energieversorgung befindet sich in einer Zasur. Das seit Jahrzehnten bewahrte und stabile Geschaftsmodell einer zuverlassig planbaren, zentralen Energieerzeugung mit anschliesender unidirektionaler Verteilung geriet spatestens seit der Energiewende des Jahres 2011 immer mehr unter Druck. Angesichts fortschreitender Digitalisierung und Dezentralisierung einerseits und gestiegener Erwartungshaltung der Kunden gegenuber „ihrem“ Versorger andererseits sieht sich die Energiebranche heute einem epochalen Transformationsprozess gegenubergestellt. Bei diesem entwickeln sich aus den monopolistischen Versorgern des 19. und 20. Jahrhunderts (Utility 1.0), uber die liberalisierten Energieversorgungsunternehmen (Utility 2.0) und Energiedienstleistungsunternehmen (Utility 3.0) heutiger Pragung, die digitalen Energiedienstleistungsunternehmen (Utility 4.0) von morgen. Oliver D. Doleski beschrankt sich in seinem Beitrag nicht auf die reine Beschreibung dieses Veranderungsprozesses an sich. Vielmehr werden daruber hinaus sowohl die mit dieser Entwicklung verbundenen ubergeordneten Ziele als auch die wesentlichen Anforderungen an erfolgreiche Utilities 4.0 skizziert. Das Kapitel endet mit einem pragnanten Uberblick profitabler Betatigungsfelder, die zur Sicherung der okonomischen Zukunft von Energiekonzernen, Regionalversorgern und Stadtwerken beitragen konnen.

Die Energiewirtschaft benotigt neue, digitale Geschaftsmodelle. Gegenwartig folgt auf Liberalisierung und Energiewende die nachste Stufe einer weitreichenden Bereinigung des Versorgungsmarktes. Digitalisierung und Dezentralisierung sind heute in aller Munde und verlangen nach neuen Produkten und Dienstleistungen. Dabei wirken die immensen Herausforderungen einer digitalen Energiewelt wie Beschleuniger fur die Transformation im Versorgungssektor und tragen damit zur breiten Etablierung von Utilities 4.0 bei. Dieser Entwicklungsprozess vollzieht sich mithilfe unterschiedlicher Methoden zur Realisierung neuer Geschaftsideen. Allerdings greifen die gangigen Konzepte zur Entwicklung von Geschaftsmodellen gerade im Hinblick auf die Berucksichtigung komplexer, unbestandiger Rahmenbedingungen und spezifischer Anforderungen der digitalen Energiewelt mitunter zu kurz. Vor diesem Hintergrund wird das auf dem ganzheitlichen St. Galler Management‐Konzept beruhende Integrierte Geschaftsmodell iOcTen als geeignetes Instrumentarium zur Geschaftsmodellentwicklung vorgestellt. Neben der Modellbeschreibung unterstutzt ein intuitiv verstandlicher Leitfaden den Praktiker bei der Transformation vom klassischen Versorgungsunternehmen zum digitalen Energiedienstleistungsunternehmen.

Ausgehend von der grundsatzlichen Diskussion des Geschaftsmodellbegriffs finalisiert das abschliesende Kapitel durch die Einnahme einer integrierenden Geschaftsmodellperspektive, welche den strategischen Nutzen einer Advanced Operations thematisiert und somit den nachhaltigen Geschaftserfolg im Zuge einer digitalen Normalitat skizziert, die Explikation der Advanced-Operations-Idee.

Die digitale Transformation der Energiewirtschaft steht ganz oben auf der Tagesordnung. Digitalisierung und Dezentralisierung gelten in energiewirtschaftlichen Zukunftsszenarien und Fachdiskussionen als die Trends mit den grosten Auswirkungen auf das gesamte Energiesystem. Klassische Versorgungsunternehmen mussen sich den veranderten Rahmenbedingungen stellen und geeignete Antworten auf die akute Bedrohung ihrer traditionellen Geschaftsmodelle finden. Auf absehbare Zeit werden nur diejenigen Energieversorgungsunternehmen uberleben, denen der Ubergang von der traditionellen zur digitalen Energieversorgung gelingt.

Perspektivisch fuhrt in der Energiewirtschaft kaum ein Weg an der sukzessiven Ablosung klassischer Produkt- und Dienstleistungsangebote vorbei. Fur Fuhrungskrafte und Strategen der Energiebranche stellt sich folgerichtig die Kardinalfrage, wie dieser Veranderungsprozess in der betrieblichen Praxis weitgehend reibungslos vonstattengehen konnte. Kurzum bedarf es einer anwendbaren Idee, eines praktikablen Instrumentariums, um Versorgungsunternehmen der zweiten und dritten Evolutionsstufe strukturiert auf das Niveau von Utility 4.0 anheben zu konnen. Dabei muss es Stadtwerken und Co. gelingen, einerseits die Betriebsprozesse mit Losungen der Informationstechnologie zu verschmelzen und andererseits synchron ein marktadaquates Angebot datenbasierter Produkte und innovativer Dienstleistungen anzubieten. Infolgedessen ist es fur zukunftsorientierte Versorgungsunternehmen von vitaler Bedeutung, ein eigenes, tragfahiges digitales Angebot zu entwickeln und letztendlich dieses erfolgreich im Energiemarkt zu platzieren. Zur Verwirklichung dieser Zielsetzung verfugt das heutige Management uber eine breite Auswahl differenzierter Geschaftsmodellkonzepte, die als praxiserprobte Methoden der systematischen Entwicklung neuer Geschaftsideen und strukturierten Gestaltung des Leistungsangebots dienen.

Nichts zu tun ist angesichts der vorgenannten Rahmenbedingungen keine Option! Einfach den althergebrachten Kurs zu halten ware fatal. Die traditionelle unidirektionale Versorgung mit Strom, Gas und Warme befindet sich in einer Zasur. Energieversorger, die sich auf absehbare Zeit nicht mit einem wenig auskommlichen Nischendasein zufriedengeben wollen, mussen ihre angestammten Geschaftsmodelle infrage stellen. Unwiderruflich vorbei sind die Zeiten geschutzter Gebietsmonopole als regionale Versorgungsbiotope, in denen zwangsloyale Letztverbraucher den Energieunternehmen jahrzehntelang stabile Ertrage bescherten. Wahrend der Margendruck im Energiesektor ansteigt, belasten gleichzeitig die im Zuge der Energiewende notwendigen Investitionen die Finanzsituation vieler Versorger merklich. Der Handlungsdruck innerhalb der Branche ist evident: Energieversorgungsunternehmen mussen sich neu erfinden.

Mogest du in interessanten Zeiten leben! Dieses bekannte chinesische Sprichwort – genau genommen handelt es sich ursprunglich um einen Fluch – trifft seit einigen Jahren insbesondere auch auf die deutsche Energiewirtschaft zu. Schlieslich durchleben Versorgungsunternehmen heutzutage wahrlich „interessante“ Zeiten. Die zunehmende Dezentralisierung der Energieversorgung und der in Deutschland gesellschaftlich gewollte Vorrang Erneuerbarer Energien gefahrden zunehmend den wirtschaftlichen Betrieb konventioneller Kraftwerke. Dank der Liberalisierung drangen neue Unternehmen aus ursprunglich energiefernen Branchen in den Versorgungsmarkt. Aus Letztverbrauchern werden selbstbewusste Kunden, die ihre Elektrizitatsversorgung in die eigenen Hande nehmen und deren Loyalitat zu „ihrem Versorger“ zusehends schwindet. Initiativen zur Steigerung der Energieeffizienz einerseits und eine langfristig schrumpfende Bevolkerung andererseits fuhren zur spurbaren Abnahme der absoluten Strom- und Gasnachfrage. Wahrend die Vertriebsmargen erodieren, mussen gleichzeitig die im Zuge der Energiewende notwendigen Investitionen in die Infrastruktur finanziert werden. Und nicht zuletzt verstarken neue Technologien, der Megatrend Digitalisierung, die fortschreitende Vernetzung und gestiegene vertriebliche Anforderungen die Komplexitat von Betriebsablaufen und Systemen heutiger Energieversorgungsunternehmen immens.

In einem sich dynamisch verandernden Umfeld sichern speziell Geschaftsmodellinnovationen die langfristige Wettbewerbsfahigkeit von Unternehmen. Dieses Paradigma des Innovationsmanagements gilt fraglos auch fur die Entwicklung von Utility 4.0. Neuartige Geschaftsmodelle und innovative Geschaftsideen fur die digitale Welt von morgen flankieren den Weg vom Energieversorgungs- zum Energiedienstleistungsunternehmen – ein komplexer Umwandlungsprozess, der nur mit Hilfe eines systematischen Vorgehens – eines pragmatischen Leitfadens – erfolgreich durchlaufen werden kann. Managern, Strategen und Organisationsentwicklern der Versorgungswirtschaft eine taugliche Methodik zur Entwicklung zukunftsfahiger, digitaler Geschaftsmodelle an die Hand zu geben, ist Anspruch des Integrierten Geschaftsmodells iOcTen.

Die Akteure des Energiesektors sehen sich heute einer Vielzahl regulatorischer, okonomischer, gesellschaftlicher, technologischer und okologischer Einflussfaktoren gegenubergestellt. Diese sind von fundamentaler Bedeutung fur die Zukunft des gesamten Versorgungssystems, sind sie doch fur den auf Energieunternehmen aller Art inzwischen lastenden Handlungsdruck verantwortlich.

Zur sicheren Versorgung urbaner Ballungszentren sowie landlicher Regionen mit Strom, Gas und Warme bedarf es heute und vermutlich auch in Zukunft einer umfangreichen, weitraumig angelegten Energieinfrastruktur. Mit Errichtung und Betrieb von Energieerzeugungsanlagen, Netzeinrichtungen, Grosspeichern usw. gehen in Abhangigkeit von der jeweils eingesetzten Energieform spezifische Umwelteinflusse wie bspw. ein erheblicher Flachenverbrauch oder die Freisetzung von Kohlendioxid einher. Als einzigartiger Natur- und Kulturraum ist die Alpenregion von den landschaftsverandernden Eingriffen der Energiewirtschaft besonders betroffen. Folgerichtig ist die Beschaftigung mit nachhaltiger Erzeugung, ressourcenschonender Verteilung und sparsamem Einsatz von Energie fur den Alpenraum von herausragender, existenzieller Bedeutung.

One factor that has defined the world of the twenty-first century is undoubtedly the significant increase in complexity, and this applies equally to all sectors and industries. The introduction in Sect. 3.1 addresses the complexity issue and finds that established business model concepts are in principle suited to reducing complexity, but in practice insufficient in an increasingly difficult environment. A more extensive, comprehensive concept is therefore required for output design. An integrative approach is proposed here as a suitable method for managing complexity in a business context. Before we introduce and detail the idea of the Integrated Business Model, however, Sect. 3.2 outlines the underlying theory: the St. Gallen Management Concept that provides the conceptual basis for the new approach. Section 3.3 outlines the design of the new integrated model and the two sections that follow detail the characteristics and components of that model. If a business model is to be successful in the long term, it cannot be developed or operated in isolation from its environment. Section 3.4 therefore details a method for defining the relevant creative and decision-making scope; Sect. 3.5 then describes the ten core elements of the Integrated Business Model.