Ja, KI wird die Energieeffizienz verbessern - „Im Grunde profitieren alle Gebäude von dieser Technologie“

KI hat ein enormes Potenzial zum Senken des gesellschaftlichen Energieverbrauchs. KI-Technologie hat den Energieverbrauch in Gebäuden bereits um 20 Prozent gesenkt und den Stromverbrauch von Mobilfunknetzen halbiert. Ein entscheidender Vorteil ist die Fähigkeit von KI, sich anzupassen und den Energieeinsatz genau dort zu optimieren, wo es gerade gebraucht wird.

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Wie heizen Sie Ihr Haus? Vielleicht ist es nachts in der Küche etwas wärmer, als es sein müsste, und vielleicht steigt die Temperatur an sonnigen Tagen in Räumen mit großen Fenstern schnell auf unerträgliche Werte? Dies ist in vielen Gebäuden der Fall, und insgesamt werden große Mengen an Energie verschwendet.

In der EU entfallen rund 40 Prozent des gesamten Energieverbrauchs und etwa 36 Prozent der Kohlendioxidemissionen auf Gebäude. Eine Senkung des Energieverbrauchs in Gebäuden kann daher erhebliche Auswirkungen auf das Klima haben. Da Energiepreise in den letzten Jahren in die Höhe schnellten, geht der Wunsch, Auswirkungen auf das Klima zu verringern, mit der Notwendigkeit zum schnellen Senken von Energiekosten für Wohnungen, Arbeitsplätze und andere Gebäude einher. Neben der Forderung nach einer umweltfreundlicheren Energienutzung und dem Wunsch zum Geldsparen gibt es eine neue Möglichkeit, Energie zu sparen: künstliche Intelligenz (KI) für Heizungs- und Lüftungstechnik.

Riesige Datenmengen

Kurz gesagt lässt sich KI als Anwendung von Rechenleistung beschreiben, um auf Daten zuzugreifen, sie zu verstehen und zu analysieren, um Vorschläge zum Handeln und Erreichen eines bestimmtes Ziels zu machen. Dazu gehören zum Beispiel Vorschläge zum optimalen Beheizen eines Gebäude mit optimalem Komfort für die Gebäudebewohner. Der Größe der Datenmengen sowie der Anzahl der Datenparameter sind keine Grenzen gesetzt. Im Gegensatz zur menschlichen Intelligenz kann die KI die riesigen Datenmengen, einschließlich der ständig aktualisierten Messdaten, nutzen und sie zum Festlegen einer bestimmten Temperatur in den Räumen verwenden, und zwar rund um die Uhr und das ganze Jahr über.

Nehmen wir als Beispiel Ihr Haus: Hier lassen sich Sensoren installieren, die kontinuierlich die Temperatur und Luftfeuchtigkeit in verschiedenen Räumen messen. Kombiniert mit Daten zur Außentemperatur und Energiezufuhr für Heizung und Lüftung ergibt sich allmählich ein Muster, wie Wetter und Energieeinsatz das Raumklima beeinflussen. Das KI-System kann auch Daten über das vorhergesagte Wetter einbeziehen und damit Heizung und Belüftung entsprechend anpassen.

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Ein Beispiel aus dem wirklichen Leben: Gustavsberg (Schweden)

Seit dem Frühjahr 2022 wird KI-Technologie in zwei großen Wohnhäusern in Gustavsberg (Schweden) eingesetzt. Zwei im Jahr 2018 errichtete Wohnblöcke mit 119 Mietwohnungen verfügen über eine mit KI-Technologie optimierte Heizung. Eine Hauptforderung war, dass der Komfort für die Mieterinnen und Mieter mindestens genauso hoch sein sollte wie vorher. Die Gebäude sind an die Fernwärme angeschlossen, aber das spielt für die Implementierung von KI keine Rolle: Die meisten Heiztechnologien sind mit KI kombinierbar.

„Tatsache ist, dass die Innentemperatur jetzt gleichmäßiger und der Komfort durch die KI-gesteuerte Belüftung und Heizung höher ist“, so Michael Skogqvist, Immobilienverwalter bei Polstjärnan, der Gebäudeeigentümerin.

„Durch die Berücksichtigung verschiedener Faktoren wie Sonneneinstrahlung und Wettervorhersagen kann das System einen Schritt voraus sein und die Wärmemenge vorhersagen, die verschiedene Gebäudeteile zum Aufrechterhalten der richtigen Temperatur mit der geringstmöglichen Wärmezufuhr benötigen“, so Michael Skogqvist weiter.

Um 30 Prozent gesunkener Energieverbrauch

Die Heizungsanlage der Gebäude ist ständig mit der KI-Software verbunden, und die Kombination aus Sensoren und Steuerung bedeutet, dass das System ständig dazu lernt, wie es die Gebäude mit dem geringstmöglichen Energieaufwand heizen kann. Durch die Einführung dieser Technologie ließ sich der Energieverbrauch in den Gebäuden in Gustavsberg bisher um etwa 20 Prozent senken. Zusammen mit anderen Maßnahmen erreichten die Energieeinsparungen insgesamt etwa 30 Prozent.

Das Potenzial für den Einsatz von KI zur Energieoptimierung erstreckt sich auf viele Energiebereiche. Ein weiteres Beispiel sind komplexe Stromnetze, die zunehmend flexibel sein müssen. Die Umstellung auf Energieerzeugung ohne fossile Brennstoffe bringt mehr wetterabhängige Quellen wie Wind- und Sonnenenergie mit sich, und große Batterien sind zur Aufrechterhaltung der Frequenz in den Netzen einsetzbar. KI ist entscheidend für die so genannten intelligenten Stromnetze, die vorhersagen können, welche Energiequellen wann benötigt werden, und dann die Energieversorgung bedarfsgemäß steuern.

Ein weiteres Beispiel sind energieintensive Mobilfunknetze, die sehr unterschiedlich ausgelastet sind, je nachdem, wo sich Menschen aufhalten, wie viele Anrufe sie tätigen und in welchem Umfang sie das Internet nutzen. Mit dem ersten KI-gesteuerten Mobilfunknetz in Japan ließ sich laut Angaben des Telekommunikationsunternehmens Nokia und des japanischen Mobilfunkbetreibers KDDI mit mehr als 60 Millionen Nutzern der Energieverbrauch in Bereichen mit relativ geringem Datenverkehr um bis zur Hälfte und pro Übertragungseinheit um bis zu 20 Prozent senken.

Bald auch in einem Gebäude in Ihrer Nähe

Aber kann KI-Technologie beim Senken des Energieverbrauchs in Ihrem Haus helfen? Nach Ansicht von Michael Skogqvist ist dies wahrscheinlich. „Ich denke, dass im Grunde alle Gebäude von dieser Technologie zur Energieoptimierung profitieren können. Das älteste Gebäude, für das wir eine KI-Optimierung planen, stammt aus dem Jahr 1905, und ich denke, es ist nur eine Frage der Zeit, bis wir dies in allen unseren Gebäuden installiert haben.“

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