Ohne digitale Infrastruktur gibt es keine »Future of Energy«

Erneuerbare Energieinfrastrukturen machen das Gesamtsystem volatil, dezentral und komplex, bieten aber auch Möglichkeiten zur besseren Nutzung, präziseren Steuerung und breiteren Teilhabe. Beherrschbar wird diese neue Systemlogik nur mit einer leistungsfähigen digitalen Infrastruktur.

Dr. Albrecht Reuter
Managing Director, Fichtner IT Consulting GmbH

Die Vorteile eines erneuerbaren Energiesystems werden mit einer drastisch steigenden Zahl und Kritikalität von Entscheidungen und Schalthandlungen erkauft, die in Echtzeit getroffen und abgesichert werden müssen. Diese Dynamik und Komplexität überfordern das kognitive Leistungsvermögen des Menschen und die Fähigkeiten herkömmlicher Systeme bei Weitem. Hinzu kommt, dass in vielen Bereichen die Verfügbarkeit entsprechend dem qualifizierten Personal an ihre Grenzen stößt. Darin liegt der fundamentale Unterschied zwischen künftigen, hochgradig digitalisierten und den heute bestehenden konventionellen Energieinfrastrukturen.

Die Leitgrößen der Energiepolitik – Versorgungssicherheit, Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit – bleiben unverändert. Im Zuge der Transformation werden sie jedoch deutlich anspruchsvoller und in ihrer Umsetzung wesentlich komplexer:

• Versorgungssicherheit verlangt die Integration und Orchestrierung einer stark wachsenden Zahl dezentraler Akteure sowie eine leistungsfähige Kommunikation mit zahlreichen IT- und OT-Komponenten in spezifischen Energieanwendungen – unter extremen Herausforderungen an Resilienz gegen natürliche, zufällige und mutwillige Störungen.
• Wirtschaftlichkeit beschränkt sich nicht auf die Kostenoptimierung im Betrieb, sondern erfordert, die für die Transformation erforderlichen Investitionen in Milliardenhöhe zu mobilisieren und effizient einzusetzen.
• Klimaverträglichkeit wird zur konkreten Transformationsaufgabe hin zur vollständig dekarbonisierten Energieversorgung.

Die Erfüllung dieses erweiterten Zielsystems setzt eine leistungsfähige digitale Infrastruktur voraus. Dazu gehören Kommunikationsnetze ebenso wie Datenplattformen und Steuerungssysteme. Zentrale Eigenschaften künftiger Energiesysteme wie Resilienz, Partizipation und Flexibilität sind ohne Digitalisierung nicht realisierbar. Insbesondere künstliche Intelligenz hat das Potenzial, der Planung und Systemführung eine neue operative Qualität zu verleihen. Ebenso entscheidend jedoch ist die organisatorische Verankerung dieser digitalen Fähigkeiten: Erforderlich ist eine gelebte Kultur kontinuierlicher Weiterentwicklung – von der Anpassung von Rollen und Prozessen bis zur fortlaufenden Befähigung der Mitarbeitenden, um digitale und KI-basierte Arbeitsweisen wirksam zu skalieren.

Einige Beispiele veranschaulichen, wie dies in der Praxis gelingt: 

Automatisierte Netzanschlussprüfung

Im Zuge der Transformation müssen sowohl die Geschwindigkeit des Zubaus als auch die Volumina der erneuerbaren Erzeugungs- und Flexibilitätskomponenten drastisch gesteigert werden. Die bisherigen Prozesse für die dafür erforderlichen Netzanschlussprüfungen können die sprunghaft gewachsene Zahl an Anschlussanfragen jedoch kaum noch bewältigen. Dafür hat z. B. Netze BW einen automatisierten Prozess zur Netzanschlussprüfung geschaffen. Herzstück ist ein digitaler Zwilling des gesamten Niederspannungsnetzes, der täglich aktualisiert wird. Durch die automatisierte Datenintegration, Topologiegenerierung und Qualitätssicherung entsteht ein durchgehend konsistentes Netzabbild, das eine sichere, schnelle und reproduzierbare Bewertung jeder Kundenanfrage erlaubt. Über die direkte Anbindung an das Anfrageportal werden heute bereits rund 1000 Anfragen pro Woche automatisch berechnet. Anfragen werden bei positiver Bewertung (keine Netzengpässe etc.) demnächst auch automatisiert zugesagt. Für Netze BW bedeutet dies kürzere Bearbeitungszeiten, weniger manuellen Aufwand und ein skalierbares Verfahren, das die wachsende Dynamik der Energiewende zuverlässig unterstützt.

Substanziellen Mehrwert erreichen nur Organisationen, die Strukturen, Prozesse und Kultur auf den Einsatz von KI ausrichten.

KI in der Energiewirtschaft

Stadtwerke automatisieren bereits heute die Kundenkommunikation, Netzbetreiber experimentieren mit prädiktiver Wartung, Energieversorger nutzen KI-gestützte Dokumentenanalysen. Die Frage ist nicht, ob, sondern in welchem Tempo und mit welcher Qualität KI eingeführt wird. Denn es sind einige Hürden zu überwinden: Viele Werkzeuge, insbesondere Cloud-Dienste, erfüllen europäische Datenschutzanforderungen wie DSGVO und EU-KI-Verordnung nicht oder nur unzureichend. Fehlende Inventare und schlechte Datenqualität bremsen jede KI-Initiative, noch bevor das erste Modell trainiert ist. Ohne saubere Prozesse und klare Standards erzeugt KI Rauschen statt Mehrwert. Sprachmodelle inszenieren auch falsche oder lückenhafte Informationen überzeugend. Es genügt daher nicht, KI-Werkzeuge einzuführen. Substanziellen Mehrwert erreichen nur Organisationen, die Strukturen, Prozesse und Kultur auf den Einsatz von KI ausrichten. Bewährt hat sich dabei das Gegenstromprinzip, das strategische Leitplanken von oben mit der Entwicklung konkreter Anwendungsfälle von unten verbindet und den Menschen in die Sorgfaltspflicht einbindet.

Zentrale Datenplattformen

Die Zahl und Vielfalt der Akteure im künftigen erneuerbaren Energiesystem ist zu groß für direkte Punkt-zu-Punkt-Kommunikation. Zentrale Datenplattformen werden damit zum Bindeglied zwischen Akteuren, Prozessen, Daten und Software. Sie schaffen die notwendige Konnektivität, die aktive Teilhabe am Energiesystem ebenso ermöglicht wie die effiziente und komfortable Bewältigung zentraler Aufgaben. So führt z. B. im Innovationsprojekt »Amazing1« unter Federführung der Stadtwerke Karlsruhe eine zentrale Datenplattform die Netzdaten von fünf Verteilnetzbetreibern in einem digitalen Zwilling zusammen, sodass eine Analyse und Optimierung der Steuerung des Netzzustands innerhalb der Netzgebiete erfolgen kann. Auch in industriellen Energiesystemen entsteht der Mehrwert erst dann, wenn verteilte Anlagen, Daten und Prozesse integriert, transparent gemacht und im Betrieb übergeordnet gesteuert werden.

1 AMAZING ist ein vom BMWE gefördertes Projekt

Text Dr. Albrecht Reuter