Nachhaltige Wirtschaftsentwicklung braucht intelligente Software

19.06.2020 - Energie, Künstliche Intelligenz, Logistik, Produktion, Technologie, Verkehr, Nachhaltigkeit

Schon heute sind Energieversorgung, industrielle Produktion und der Betrieb städtischer Infrastrukturen ohne Software nicht mehr denkbar. Um die von der UN formulierten 17 Ziele für nachhaltige Entwicklung (Sustainable Development Goals – SDGs) zu erreichen, muss daher weiter stark in die Entwicklung intelligenter Software investiert werden. Angesichts einer wachsenden Weltbevölkerung von derzeit 7,7 Milliarden Menschen (Stand 2019) sind diese Ziele nicht durch Verzicht, sondern nur durch intelligente Lösungen erreichbar.

Mit den 17 Entwicklungszielen trat Anfang 2016 erstmals eine globale Nachhaltigkeitsagenda in Kraft, die der nachhaltigen ökonomischen, sozialen und ökologischen Entwicklung der Welt bis 2030 dienen sollen. Dabei geht es unter anderem um die Beendigung der Armut, die Sicherung der Ernährung, die verlässliche Versorgung mit Energie und die Schaffung menschenwürdiger Arbeitsplätze für alle. Gleichzeitig sollen Ökosysteme geschützt und der Klimawandel bekämpft werden.

Nachhaltige und klimafreundliche Energieversorgung

Der Energiesektor soll einen wesentlichen Beitrag für den weltweiten Klimaschutz liefern. Der massive Ausbau der erneuerbaren Energie bei gleichzeitigem Ausstieg aus Kohle und Kernenergie sorgt für enorme wetterbedingte Schwankungen und eine steigende Komplexität in den Netzen, für deren Beherrschung immer mehr Intelligenz in der Steuerung notwendig ist.

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Da die Sicherheit der Versorgung zugleich höchste Priorität hat, verlassen sich Übertragungs- und Verteilnetzbetreiber in Ländern mit hohem Anteil erneuerbarer Energie schon heute auf intelligente Prognoseverfahren und Entscheidungsunterstützung, die auf aktuellen Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) basiert. So ermöglicht intelligente Leitsystemsoftware den Netzbetreibern weltweit das Beherrschen und die optimale Nutzung der volatilen Energie aus Wind und Sonne.

Intelligente Leitsystemsoftware ermöglicht durch den Einsatz von KI den Netzbetreibern weltweit das Beherrschen und die optimale Nutzung erneuerbarer Energie.

Erneuerbare Energie in allen Sektoren einsetzen

Die Sektorkopplung, also die Verknüpfung der Bereiche Strom- und Wärmeversorgung, Mobilität und industrielle Produktion ist eine Voraussetzung für eine erfolgreiche Energiewende. Durch Sektorkopplung kann der Anteil der erneuerbaren Energie in allen Sektoren deutlich erhöht werden.

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Beispiele sind der wachsende Anteil elektrischer Fahrzeuge, der Einsatz von Wärmepumpen im Gebäudesektor und die Nutzung von Power-to-Gas. Da dies die Komplexität in den elektrischen Netzen und im Gesamtsystem weiter steigert, werden intelligente leittechnische Softwareprodukte benötigt, um die Infrastrukturen für Strom, Gas, Wasser und Wärme zu einem einheitlichen System zu verbinden und das Gesamtsystem zu optimieren.

Grünes Gas in bestehenden Leitungen

Schon heute ist Erdgas allen anderen konventionellen Energieträgern hinsichtlich der Emissionen überlegen.

Durch Technologien wie Power-to-Gas, Biomethan und den verstärkten Einsatz von Wasserstoff können Emissionen weiter reduziert und überschüssige erneuerbare Energie sinnvoll genutzt werden.

Dafür muss die bestehende Gasinfrastruktur, die aus 500.000 Kilometern Leitungsnetz und großen Speichern besteht, für einen steigenden Anteil von Wasserstoff und Grüngas fit gemacht werden. Dies umfasst zum Beispiel die Einhaltung erhöhter Sicherheitsanforderungen oder die Gasbeschaffenheitsverfolgung mittels intelligenter Simulationssoftware.

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Weniger Emissionen durch sauberen ÖPNV und smarte Logistik

Der Ausbau des öffentlichen Personenverkehrs und die Förderung der Elektromobilität sind wesentliche Bausteine zur Reduktion der Emissionen in den Städten (Smart City). Zusätzliches Potenzial bietet die Optimierung der Lieferketten im Güterverkehr. Der Ausbau des öffentlichen Personenverkehrs sorgt für einen steigenden Bedarf an Softwarelösungen für intelligentes Fahrzeug-, Zug- und Depotmanagement.

Die Ladeinfrastruktur für die Elektromobilität muss intelligent in das Depotmanagement und in die bestehenden Stromnetze eingebunden werden. Im Güterverkehr gilt es, vorhandene Logistikketten mit intelligenter Software zu optimieren. Damit lassen sich Laufzeiten, Auslastung, Emissionen Standort- und Transportkosten deutlich verbessern.

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Klimafreundliche Metallproduktion

Stahl ist als wichtiger und nachhaltiger Werkstoff in den meisten Wirtschaftsbereichen nicht zu ersetzen. Neben der hohen Recyclingquote stahlintensiver Produkte nutzt auch die Kreislaufführung vieler anderer Materialien stahlbasierte Technologien. Gelingt es, die Treibhausgas-Emissionen der energieintensiven Metallerzeugung deutlich zu senken, kann Stahl einen wichtigen Beitrag zu nachhaltigem Wirtschaftswachstum leisten.

Durch neue Technologien und das Ausschöpfen bestehender Einsparpotenziale lassen sich die Emissionen langfristig deutlich reduzieren – bis hin zu einer CO₂-neutralen Stahlproduktion. Kurzfristige Einsparungen können durch Verbesserungen der Produktions- und Reihenfolgeplanung und die Optimierung des Energieeinsatzes mittels industrieller Künstlicher Intelligenz erreicht werden.

„Intelligent Green Software“ als Schlüsseltechnologie für Nachhaltigkeit

Häufig wird im Zusammenhang mit grüner Informationstechnologie nur die Energieeffizienz der eingesetzten Hardware und vielleicht noch der Einfluss der Software auf den Energieverbrauch von IT-Systemen betrachtet.

Die oben genannten Beispiele machen deutlich, dass der Nachhaltigkeitseffekt intelligenter, grüner Software die dafür eingesetzten IT-Ressourcen bei weitem übersteigen.

Zudem ist der nachhaltige Betrieb von Infrastrukturen und industriellen Prozessen ohne intelligente Software kaum noch denkbar. In der Zukunft wird es darum gehen, bestehende Lösungen durch zusätzliche Methoden industrieller Künstlicher Intelligenz weiter zu verbessern und zu übergreifenden Lösungsszenarien zu verbinden. So entstehen beispielsweise durch die Verbindung von Lösungen der Bereiche