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Eine moderne Messeinrichtung besteht aus einem digitalen Stromzähler, der den elektrischen Bezug oder die Einspeisung geeicht misst und die Messwerte auf einem Display anzeigt. Sie ersetzt nach und nach die Vorgängergeneration, den analogen Ferraris-Zähler. Außerdem kann sie die Messdaten digital an das Smart-Meter-Gateway (SMGW) weitergeben.

Der Messstellenbetreiber ist dafür verantwortlich, dass der Anschlussnutzer seinen tatsächlichen Energieverbrauch tages- wochen- monats- und jahresbezogen für die letzten 24 Monate einsehen kann. Ein Vorteil der modernen Messeinrichtung ist die entsprechende Fähigkeit, die Messdaten in diesen historischen Zeiträumen aufschlüsseln und anzeigen zu können. Eine moderne Messeinrichtung ist ohne ein intelligentes Messsystem nicht in ein Kommunikationsnetz (z.B. Telekommunikationsnetz) eingebunden, daher bleiben die Messwerte ausschließlich lokal vor Ort gespeichert Für die Ablesung des Jahresstromverbrauchs ist nach wie vor die manuelle Ablesung erforderlich.

Es besteht jedoch die Möglichkeit eine moderne Messeinrichtung mit einem SMGW zu verbinden und die Messdaten gesichert über ein Kommunikationsnetz an den Messstellenbetreiber und berechtigte Empfänger versenden zu lassen.

Eine moderne Messeinrichtung alleine ist noch nicht "smart", da ihr die Kommunikationseinheit fehlt, mit der vertrauliche Daten sicher gesendet oder empfangen werden können. Als Kommunikationseinheit dient das Smart-Meter-Gateway (SMGW). Das Smart-Meter-Gateway verfügt über ein integriertes Sicherheitsmodul, das Signatur- und Verschlüsselungsverfahren für das Smart-Meter-Gateway bereitstellt und diesem als sicherer Speicher für das Schlüsselmaterial dient. Beide Geräte zusammen (moderne Messeinrichtung und Smart-Meter-Gateway) bilden ein intelligentes Messsystem (Smart-Metering-Systems).

Mit dem Smart-Meter-Gateway kann die moderne Messeinrichtung sicher in das intelligente Stromnetz der Zukunft (Smart Grid) eingebunden werden, in dem die Erzeugung, Speicherung und der Verbrauch von Energie optimal gesteuert und aufeinander abgestimmt werden können.
Ein Smart-Meter-Gateway erlaubt zudem die sichere Anbindung weiterer Messeinrichtungen (beispielsweise für Gas, Wasser, Wärmemengenzähler oder Heizkostenverteiler) sowie steuerbarer Anlagen (z.B. Photovoltaik oder Wärmepumpen).

Die Voraussetzung für eine erfolgreiche Digitalisierung der Energiewende ist die Digitalisierung des Verteilnetzes auf Basis intelligenter Messsysteme. Denn durch die Verwendung von intelligenten Messsystemen und der damit einhergehenden Verwendung des zertifizierten Smart-Meter-Gateways, werden zukünftig wichtige Systeme des Energienetzes über eine sichere Kommunikationsinfrastruktur vernetzt.

Es können zudem Netzzustandsdaten erhoben werden, so dass die Transparenz über die Leistungsflüsse im Verteilnetz deutlich erhöht werden kann. Außerdem können flexible Verbrauchseinrichtungen (Wärmepumpen, Elektromobile usw.) und dezentrale Erzeugungsanlagen zukünftig über das intelligente Messsystem gesteuert und netz- oder marktdienlich eingesetzt werden.

Mithilfe des intelligenten Messsystems können dem Endverbraucher flexible Tarife, Mehrwertdienste und innovative Visualisierungslösungen angeboten werden. Durch die Nutzung dieser wird der Verbraucher zum aktiven Akteur in der Energiewende und trägt somit wesentlich zum erfolgreichen Gelingen dieser bei. Der Verbraucher erhält Transparenz über den eigenen Stromverbrauch und kann sich diesen visualisiert anzeigen lassen. Der eigene Stromverbrauch kann exakt ermittelt und z.B. mit den Monats- oder Jahreswerten aus dem Vorjahr verglichen werden. Unangenehme Überraschungen bei der Jahresendabrechnung des Stromverbrauchs können so vermieden und "Stromfresser" leichter identifiziert werden.

Der Stromlieferant kann wiederum mit attraktiven, zeitvariablen Tarifen preisliche Anreize für die Endverbraucher schaffen, den Strom in Zeiten schwacher Nachfrage zu beziehen, um eine Überlastung des Stromnetzes zu vermeiden.

Das BSI entwickelt keine Smart-Meter-Gateway (SMGW), sondern legt sicherheitstechnische Anforderungen für die Entwicklung, Produktion und Auslieferung der SMGW und für deren Betrieb fest.

Das SMGW stellt dabei technisch die Umsetzung von Datensicherheit und Datenschutz sicher. Die Prüfung von Berechtigungen und die Verschlüsselung von Daten spielt hierbei eine zentrale Rolle. Sämtliche Kommunikationsflüsse finden entsprechend höchster und etablierter Sicherheitsstandards nur verschlüsselt statt. Diese stellen sicher, dass Informationen unverändert (Integrität), für Dritte nicht einsehbar (Vertraulichkeit) sowie eindeutig den Kommunikationspartnern zugeordnet (Authentizität) übertragen werden.

Alle am Datenaustausch beteiligten unterschiedlichen Netze (HAN (Heimnetz), WAN (Weitverkehrsnetz) und LMN (Lokales Metrologisches Netz)) sind physisch und logisch voneinander separiert. Um die Sicherheit noch zusätzlich zu erhöhen können Kommunikationsverbindungen nur vom SMGW ausgehend nach außen hin aufgebaut werden.

Die dafür notwendigen Anforderungen an Datenschutz und Datensicherheit werden in Form von Schutzprofilen und Technischen Richtlinien vom BSI vorgegeben. Die Einhaltung der Vorgaben wird durch entsprechende Prüfungen bei neutralen, unabhängigen und anerkannten Prüfstellen untersucht und nachgewiesen. Bei positivem Ergebnis bestätigt das BSI abschließend den korrekten Ablauf des Verfahrens und die Richtigkeit der Ergebnisse mit einem Zertifikat. Konkret überprüft das BSI im Rahmen des Produktzertifizierungsverfahrens nach Common Criteria (ISO 15408) für SMGW beispielsweise die Ergebnisse der Gerätetests, die Angaben der Hersteller in Form von funktionalen Tests, Quellcode-Analysen und Sicherheitstests. Neben der eigentlichen Produktprüfung sind Herstellungs- und Entwicklungsprozesse Bestandteil der Zertifizierung. Durch die Zertifizierung wird sichergestellt, dass nur Geräte für die Markteinführung freigegeben werden, bei denen die Informationssicherheit und der Datenschutz für die Verbraucherinnen und Verbraucher gewährleistet ist. Das Zertifikat wird für acht Jahre erteilt und alle zwei Jahre in einem sogenannten Re-Assessment durch das BSI überprüft.

Darüberhinaus prüft das BSI die Einhaltung der Vorgaben für die Interoperabilität im Rahmen einer Zertifizierung nach Technischer Richtlinie. Dabei werden funktionale Tests ebenfalls von einer unabhängigen Prüfstelle durchgeführt, die die einheitliche Umsetzung technischer Protokolle im Fokus haben. Das Zertifikat dieser Prüfung ist fünf Jahre gültig.

Ähnlich erfolgt die Prüfung und Zertifizierung der CLS-Komponenten. Auch diese müssen ihre Anforderungen an die Interoperabilität durch eine Zertifizierung nach Technischer Richtlinie mit Hilfe einer unabhängigen Prüfstelle nachweisen, sowie in der Regel eine "Beschleunigte Sicherheitszertifizierung" durchlaufen. In beiden Verfahren wird jeweils bei Erfolg ein Zertifikat erlangt. 

Messstellenbetreiber sind gesetzlich verpflichtet, Stromkunden mit einem Jahresverbrauch von über 6.000 kWh bzw. mit einer Einspeiseleistung von über 7 kW mit einem intelligenten Messsystem auszustatten. Bei einem Stromverbrauch von weniger als 6.000 kWh Jahresstromverbrauch oder einer geringeren Einspeiseleistung ist der Einbau optional und die Entscheidung über einen Einbau liegt beim grundzuständigen Messstellebetreiber.

Für die Umrüstung der verpflichtend auszustattenden Messstellen ist im Gesetz eine verbindliche Frist genannt, so dass spätestens bis zum Jahr 2032 jeder Haushalt mit einer modernen Messeinrichtung oder einem intelligenten Messsystem ausgestattet sein muss.

Messstellenbetreiber sind gesetzlich verpflichtet, Stromkunden mit einem Jahresverbrauch von über 6.000 kWh bzw. mit einer Einspeiseleistung von über 7 kW mit einem intelligenten Messsystem auszustatten. Bei einem Stromverbrauch von weniger als 6.000 kWh Jahresstromverbrauch oder einer geringeren Einspeiseleistung ist der Einbau optional und die Entscheidung über einen Einbau liegt beim grundzuständigen Messstellebetreiber.

Für die Umrüstung der verpflichtend auszustattenden Messstellen ist im Gesetz eine verbindliche Frist genannt, so dass spätestens bis zum Jahr 2032 jeder Haushalt mit einer modernen Messeinrichtung oder einem intelligenten Messsystem ausgestattet sein muss.

Verantwortlich für den Einbau und Betrieb von modernen Messeinrichtungen und intelligenten Messsystemen ist der Messstellenbetreiber. In der Regel ist der örtliche Netzbetreiber auch der grundzuständige Messstellenbetreiber (z.B. die Stadtwerke). Dieser ist u.a. für den Einbau, die Wartung und den sicheren Betrieb zuständig.

Die Kosten für den Messstellenbetrieb müssen die Endverbraucher tragen, wobei sich der grundzuständige Messstellenbetreiber an die im Messstellenbetriebsgesetz vorgegebenen Preisobergrenzen halten muss. Die folgende Tabelle zeigt die Preisobergrenzen nach Jahresstromverbrauch:

Verbrauch bis (in kWh)	Preisobergrenze (in EUR pro Jahr)
2.000	23
3.000	30
4.000	40
6.000	60
10.000	100

Der Anschlussnutzer kann jedoch grundsätzlich den Messstellenbetreiber frei wählen (entsprechende Angebote vorausgesetzt). Alle anderen Messstellenbetreiber (wettbewerbliche Messstellenbetreiber) sind an keine Preisobergrenzen gebunden.