KI hilft bei der Energiewende

Die uneingeschränkte Verfügbarkeit von Energie scheint selbstverständlich, ist jedoch eine der größten Herausforderungen der Energiewende. Fossile Brennstoffe sind immer verfügbar, bei Solar- und Windenergie schwankt die Versorgung. Batteriespeicher bieten eine Lösung – jedoch eine kostspielige. Eine intelligentere Speicherung und Verteilung trägt dazu bei, Angebot und Nachfrage besser aufeinander abzustimmen. KI spielt dabei eine Schlüsselrolle: Sie berechnet blitzschnell Millionen von Szenarien und prognostiziert Spitzen und Tiefpunkte in Produktion und Verbrauch.

Mit KI können Unternehmen ihre energieintensiven Prozesse genau zum richtigen Zeitpunkt starten – beispielsweise in sonnigen oder windigen Zeiten, wenn viel (und günstiger) Strom verfügbar ist. Aber auch Energieversorger, die erneuerbare Energien liefern, können damit ihre Abhängigkeit von umweltschädlichen fossilen Energieträgern reduzieren.

Einige Unternehmen entwickeln KI-Tools für diese Optimierung. Damit können Produktionsprozesse automatisch an Energiepreise und Verbrauchsspitzen angepasst werden. Wenn die Kosten niedrig sind, speichert die KI die Energie in Batterien – für den Einsatz, wenn die Preise steigen. So lassen sich Kosten deutlich senken.

Know-how im Bereich Gebäudemanagement kombiniert mit Mikronetzen, an die eine kleine Gruppe von Nutzern angeschlossen ist, ermöglicht es Unternehmen, ihre Energiespeicher zu vernetzen und zum richtigen Zeitpunkt Energie auszutauschen. Dies führt zu Kosteneinsparungen und trägt zur Stabilität des Energienetzes bei.

Rechenzentren gehören zu den größten Energieverbrauchern, vor allem aufgrund der Kühlung, die erforderlich ist, um die Wärme der Server abzuleiten. Spezialisten für nachhaltige Rechenzentrumskühlung ermitteln mithilfe von KI-Algorithmen in Echtzeit, wie viel Kühlleistung benötigt wird. Entsprechend wird nachts mehr gekühlt, wenn dies aufgrund der kälteren Außenluft einfacher ist.

Erneuerbare Energien müssen preislich mit Energie aus fossilen Quellen konkurrieren können. Mit KI generierte Daten erleichtern die Vorhersage, wo und wann der Energiebedarf steigen oder sinken wird. KI hilft auch dabei, die Energieerzeugung und -verteilung entsprechend anzupassen. Das ist wichtig, denn wenn bei geringer Nachfrage zu viel Energie erzeugt wird, kommt es zu unnötigem Verschleiß und zusätzlichem Wartungsaufwand, beispielsweise bei Windkraftanlagen.

Die Senkung des Energieverbrauchs beschleunigt die Energiewende. Im Gebäudebereich wird KI schon seit langem eingesetzt, um die Energieeffizienz von Häusern und Gebäuden zu verbessern.

Durch den Einsatz künstlicher Intelligenz zur Verwaltung und Wartung von Produktionsanlagen lassen sich erhebliche Einsparungen erzielen. Intelligente Agenten können Unregelmäßigkeiten in Millionen von Datenpunkten schnell erkennen, sodass rechtzeitig Maßnahmen ergriffen werden können. Mit Erfolg: Durch vorbeugende Wartung wird die Sicherheit der Mitarbeiter erhöht, bevor gefährliche Situationen wie Brände oder Kurzschlüsse entstehen. Mithilfe von KI-gesteuerten Drohnen können die Rotorblätter von Windkraftanlagen inspiziert werden. Dadurch müssen weniger Wartungsmitarbeiter auf die Turbinen steigen und Schäden und Defekte können frühzeitig erkannt werden. Die Inspektionszeiten können so um 25 Prozent reduziert werden.

Um die Produktion von erneuerbarer Energie zu optimieren, kommen digitale Zwillinge zum Einsatz: eine digitale Nachbildung einer Maschine oder eines Netzwerks, die bzw. das denselben Bedingungen ausgesetzt ist wie das physische Objekt. Der digitale Zwilling einer Windkraftanlage oder von Solarmodulen liefert beispielsweise wertvolle Informationen über Energieertrag und Verschleiß. Dies erhöht die Effizienz und verhindert Ausfallzeiten. Die Modelle simulieren die Produktionslinie und verbessern den Einsatz von Robotern und Materialien.

KI wird seit langem eingesetzt, um die Energieeffizienz von Häusern und Gebäuden zu verbessern. Intelligente Thermostate und Energiemanagementsystemen lernen aus dem Nutzerverhalten. Sensoren wiederum melden, wenn in einem Besprechungsraum keine Bewegung mehr registriert wird, und schalten automatisch die Klimaanlage aus.

Mit der Dezentralisierung der Energieerzeugung wird ein intelligentes Energiemanagement noch wichtiger. Wer selbst erzeugten Strom direkt nutzt, statt ihn ins Netz zurückzuspeisen, entlastet auch das teilweise bereits überlastete Stromnetz. Intelligente Software kann beispielsweise den nicht dringenden Energieverbrauch – wie Waschmaschine oder Geschirrspüler – für Zeiten mit hoher Energieerzeugung einplanen.

Natürlich bringt der Einsatz von KI auch Herausforderungen mit sich, unter anderem bei Datenschutz, Transparenz von Algorithmen und die Auswirkungen auf die Beschäftigung. Die Entwicklung und das Training großer KI-Modelle erfordern enorme Rechenleistung und verursachen somit einen sehr hohen Energieverbrauch. Dennoch trägt KI dazu bei, die Energiewende zu beschleunigen: dank einer effizienteren Energienutzung und der Optimierung erneuerbarer Ressourcen. Unternehmen, die hier eine Vorreiterrolle einnehmen, bieten attraktive Investitionsmöglichkeiten.