Die Integration digitaler Technologien in Energie- und Mobilitätssysteme ist für die Erreichung dieser Nachhaltigkeitsziele von entscheidender Bedeutung. Ein aktueller Bericht des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Informationstechnologie FIT, unterstützt von der GD CONNECT, untersucht das transformative Potenzial digitaler Infrastrukturen, um die Dekarbonisierung an der Schnittstelle von Energie und Mobilität voranzutreiben.
Die Notwendigkeit einer sektorübergreifenden Integration
Um das EU-Ziel „Netto-Null bis 2050“ zu erreichen, sind erhebliche Investitionen erforderlich, um den Energiesektor mit Mobilität, Industrie, Bauwesen und Landwirtschaft zu verbinden. Die Elektrifizierung spielt eine entscheidende Rolle bei der Verringerung der CO2-Emissionen in diesen Sektoren. Die jährliche Lücke bei den Infrastrukturinvestitionen in der EU, die sich auf über 406 Mrd. EUR beläuft, stellt jedoch eine erhebliche Herausforderung dar. Die Überbrückung dieser Lücke ist von entscheidender Bedeutung, um den ökologischen Wandel durch innovative sektorübergreifende Anwendungsfälle wie das bidirektionale Laden von Elektrofahrzeugen zu ermöglichen.
Das Konzept der digitalen Wirbelsäule
Der Digital Spine ist ein Konzept, das entwickelt wurde, um die Investitionslücken in der Infrastruktur durch die Nutzung fortschrittlicher digitaler Technologien zu schließen. Durch die Erleichterung dezentraler sektorübergreifender Informationen verbessert Digital Spine die Effizienz und Nachhaltigkeit bestehender Infrastrukturen. Diese digitale Schicht ermöglicht die optimale Nutzung erneuerbarer Energiequellen (EE) in allen Sektoren und reduziert den Bedarf an umfangreichen Investitionen in die physische Infrastruktur.
Der Schwerpunkt des Digital Spine liegt auf der Verbesserung der Kommunikation und Standardisierung digitaler Infrastrukturen, insbesondere an den Schnittstellen verschiedener Sektoren. Dieser gestraffte Einsatz von Lösungen für erneuerbare Energien und Maßnahmen zur Energieflexibilität beschleunigt die Fortschritte bei der Verwirklichung der Nachhaltigkeitsziele und gewährleistet gleichzeitig die langfristige wirtschaftliche Wettbewerbsfähigkeit in Europa.
Die Rolle der generativen KI in der digitalen Wirbelsäule
Generative KI (GenAI) ist ein leistungsstarkes Instrument, um die ehrgeizigen Herausforderungen vieler energie- und mobilitätsbezogener Themen anzugehen. Im Energiebereich hat es das Potenzial, das intelligente Netz zu optimieren und neu entstehende Infrastrukturen wie erneuerbare Energiequellen, Smart Metering, Laden von Elektrofahrzeugen und intelligente Gebäude intelligent zu integrieren.
- Vorhersage der Energieerzeugung: GenAI kann die Energieproduktion aus erneuerbaren Quellen vorhersagen, indem es riesige Datenmengen analysiert, einschließlich historischer Nutzung, Wettermuster und Demografie. Dies ermöglicht eine genauere und zuverlässigere Energieprognose.
- Koordinierung des Ladens von Elektrofahrzeugen: Durch die Koordinierung der Ladezeiten von Elektrofahrzeugen, um Spitzenlastzeiten zu vermeiden, kann GenAI dazu beitragen, die Last im Netz auszugleichen und Überlastungen zu vermeiden.
- Automatisierung energieeffizienter Verfahren: In intelligenten Gebäuden könnte GenAI energieeffiziente Verfahren automatisieren, wie die Anpassung von Heizung, Lüftung und Beleuchtung an die Belegung und die äußeren Bedingungen.
Schlüsselbausteine für die Transformation
Der Bericht des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Informationstechnologie FIT identifiziert vier kritische Bausteine, die digitale Technologien nutzen, um branchenübergreifende Anwendungsfälle zu implementieren, die für die grüne und digitale Transformation von Industrien unerlässlich sind:
- Bidirektionales Laden durch digitales Identitätsmanagement ermöglichen: Dazu gehört die Schaffung digitaler Identitäten für Elektrofahrzeuge, um nahtlose und sichere bidirektionale Ladedienste zu ermöglichen. Das digitale Identitätsmanagement gewährleistet eine benutzerzentrierte Authentifizierung, einen sicheren Datenaustausch und die Echtzeitkoordinierung von Ladediensten über verschiedene Netzwerke und Diensteanbieter hinweg.
- Aufbau einer grenzüberschreitenden bidirektionalen Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge: Die Verknüpfung nationaler und sektoraler Register über interoperable Schnittstellen erleichtert den nahtlosen Datenaustausch. Diese Integration ist von entscheidender Bedeutung, um EV-Nutzern den Zugang zu bidirektionalen Ladediensten in ganz Europa zu ermöglichen und die Netzstabilität und die Nutzung erneuerbarer Energien zu verbessern.
- Bidirektionales Laden mit intelligenten Energieanwendungen verbinden: Intelligente Energieanwendungen bieten umfassende Einblicke in den Energieverbrauch, die Solarerzeugung und den Betrieb von Wärmepumpen. Diese Anwendungen ermöglichen es den Nutzern, ihren Energieverbrauch zu optimieren, zwischen Eigenversorgung und Netzdienstleistungen zu wechseln und am lokalen Energiehandel teilzunehmen. Durch die effektive Nutzung intelligenter Energieanwendungen können die Energiekosten um bis zu 20 % gesenkt werden (vgl. Tennet, Plexigrid).
- Aufbau sektorübergreifender Verbindungen zur Schließung digitaler Infrastrukturlücken: Die Stärkung der sektorübergreifenden Zusammenarbeit und die Integration digitaler Technologien an der Schnittstelle von Energie und Mobilität sind von entscheidender Bedeutung. Dazu gehört die Entwicklung einer ganzheitlichen digitalen Infrastruktur, die die Integration verschiedener Branchenaktivitäten unterstützt und die Dekarbonisierung und Nachhaltigkeit vorantreibt. Insbesondere hat sich die Union verpflichtet, ihre Kapazität für erneuerbare Energien bis 2030 auf 1.200 GW zu erhöhen, was einen erheblichen Sprung von den derzeitigen 511 GW installierter Kapazität darstellt.
Sofortige Maßnahmen und politische Empfehlungen
Um die Annahme dieser Bausteine zu beschleunigen, sind sofortige Maßnahmen auf europäischer Ebene erforderlich. Die Kanalisierung von Infrastrukturinvestitionen in Initiativen, die die Entwicklung eines sektorübergreifenden Digital Spine unterstützen, ist von entscheidender Bedeutung. Die politischen Entscheidungsträger sollten zentrale Leistungsindikatoren festlegen, um die Einführung digitaler Infrastrukturen zu überwachen und eine verstärkte Zusammenarbeit zwischen öffentlichen und privaten Einrichtungen zu fördern. Kontinuierliche Forschung und Entwicklung sind notwendig, um digitale Lösungen für nachhaltige Ergebnisse zu verfeinern und auszubauen. Die Priorisierung von Investitionen in digitale Infrastrukturen ist für die Förderung des langfristigen wirtschaftlichen Wohlstands und der ökologischen Nachhaltigkeit von entscheidender Bedeutung.
Schlußfolgerung
Die Integration digitaler Infrastrukturen und generativer KI in den Energie- und Mobilitätssektor ist ein Eckpfeiler der EU-Strategie zur Verwirklichung der Klimaneutralität bis 2050. Digital Spine und seine Bausteine bieten praktische Lösungen für den Aufbau einer nachhaltigen, vernetzten und wettbewerbsfähigen europäischen Wirtschaft. Durch die Nutzung fortschrittlicher digitaler Technologien kann Europa seinen ökologischen Wandel beschleunigen, die CO2-Emissionen senken und seine Industrien durch ein effizienteres und widerstandsfähigeres Energiesystem stärken.
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Links:
- Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT
- Digitalisierung des Energiesystems
- GD CONNECT Beschleunigung des digitalen Wandels des europäischen Energiesystems
- Webseiten der Kommission zu den Zielen für erneuerbare Energien und zur Umsetzung des europäischen Grünen Deals
- Die europäische Internet-of-Things-Politik