Die Energiewende und das Forschungsprojekt VideKIS: Ein Blick in die Zukunft der Energieversorgung

Im September 2021 fiel der Startschuss für das Forschungsprojekt „Integrierter virtueller Kraftwerksverbund aus dezentralen Kleinanlagen zur KI-gestützten Erbringung von Systemdienstleistungen“, kurz VideKIS. Neben den Partnern TU Dortmund, Pionext, H&S GmbH und urban energy ist auch adesso an diesem Forschungsprojekt beteiligt. Das Teilprojekt von adesso umfasst die KI-gestützte Steuerungs- und Marktlogik für virtuelle Kraftwerke aus dezentralen Anlagen zur Erbringung von Systemdienstleistungen.

Die Energiewende eine Chancengeberin für Innovation und Technologien

Die Energiewende - ein tiefgreifender Wandel, der die Art und Weise, wie wir Energie erzeugen und nutzen, in den letzten Jahrzehnten stark geprägt und verändert hat - ist der Motor des aktuellen Wandels hin zu einer nachhaltigen Zukunft. Seit ihren Anfängen in den 1990er Jahren verfolgt sie ein klares Ziel: den Umstieg von fossilen Brennstoffen auf erneuerbare Energiequellen, insbesondere Wind- und Sonnenenergie. Neben diesen erneuerbaren Energien gewinnen Wasserkraft- und Biomasseanlagen zunehmend an Bedeutung für die Stromerzeugung in Deutschland. Ein wesentlicher Treiber dieser Entwicklung war die Reaktion auf die Klimakrise, das Waldsterben und vor allem die Risiken der Kernenergie, die durch Katastrophen wie den Reaktorunfall in Tschernobyl 1986 deutlich wurden und stark in den Fokus der politischen Diskussion rückten. Bereits in den 1970er Jahren gab es erste Debatten über die Endlichkeit fossiler Energieträger, doch erst in den 1990er Jahren gewann die Idee einer „Wende“ in der Energiepolitik an Fahrt. Mit dem beschlossenen Atomausstieg, der Einführung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) im Jahr 2000 und der Förderung von Wind- und Solarenergie wurde der Grundstein für einen grundlegenden Umbau des Energiesystems gelegt. Das EEG garantierte den Betreibern von Anlagen zur regenerativen Stromerzeugung feste Einspeisevergütungen, was den Ausbau dieser Technologien stark beschleunigte.

Die drei Säulen der Energiewende: Dezentralisierung, Digitalisierung und Dekarbonisierung

Drei zentrale Säulen bilden seit langem den Rahmen für die Entwicklungen in der Energiewirtschaft: Dezentralisierung, Dekarbonisierung und Digitalisierung. Diese Faktoren bilden unter anderem den Hintergrund für das Forschungsprojekt VideKIS, das sich genau in diese Logik einfügt und den Einsatz von kleinen, dezentralen Erzeugern mittels KI optimiert. Bevor wir jedoch ins Detail gehen, lohnt sich ein Blick auf die Anfänge der Energiewende, um die Dynamik und Bedeutung des VideKIS-Projekts besser zu verstehen.

Dezentralisierung: Das neue Zeitalter der Energieerzeugung

Im Zentrum der Energiewende steht die Dezentralisierung. Während die traditionelle Energieerzeugung stark zentralisiert war - große Kohle- oder Atomkraftwerke speisten den Großteil des Stroms ins Netz ein - setzt die Energiewende auf eine Vielzahl kleiner, dezentraler Anlagen. Getrieben wird dieser Wandel von den erneuerbaren Energien: Windparks, Solaranlagen und kleine Wasserkraftwerke sind meist lokal verteilt und benötigen ein flexibles, anpassungsfähiges Netz.

Die Dezentralisierung bringt nicht nur technische Herausforderungen mit sich, sondern auch Chancen. Kleine, dezentrale Anlagen können regionale Unterschiede in der Energieerzeugung ausgleichen und bieten eine höhere Resilienz gegenüber Störungen. Projekte wie VideKIS greifen genau diesen Trend auf, indem sie die dezentrale Erzeugung intelligenter und effizienter machen. Durch den Einsatz von KI und Cloud-Technologien werden kleine Erzeuger, die sonst nicht am Primärregelleistungsmarkt teilnehmen könnten, zu einem virtuellen Kraftwerk gebündelt und optimal in das Energiesystem integriert.

Dekarbonisierung: Der Weg zu einer klimaneutralen Zukunft

Neben der Dezentralisierung ist die Dekarbonisierung ein zentraler Aspekt der Energiewende. Der Umstieg von fossilen auf erneuerbare Energieträger ist notwendig, um die globalen Klimaziele zu erreichen und den CO Bis 2045 will Deutschland klimaneutral werden, das heißt, den Ausstoß klimaschädlicher Treibhausgase stoppen oder durch Maßnahmen wie Aufforstung oder CO-2-Speicherung ausgleichen. Die Energieerzeugung spielt dabei eine wichtige Rolle.

Digitalisierung: Die Zukunft der Energie durch intelligente Systeme

Die dritte Säule der Energiewende ist die Digitalisierung. Moderne Energiesysteme benötigen digitale Technologien, um effizient und zuverlässig zu funktionieren. Intelligente Netztechnologien, Energiemanagementsysteme und Plattformlösungen spielen eine entscheidende Rolle bei der Steuerung dezentraler Erzeuger und Verbraucher. KI-gestützte Technologien agieren im Hintergrund, analysieren die gesammelten Daten und optimieren unter anderem die Energieerzeugung und -nutzung. Die Digitalisierung geht aber über die technische Optimierung hinaus. Sie ermöglicht auch neue Geschäftsmodelle und Vermarktungsstrategien. Durch die Vernetzung von Verbrauchern und Erzeugern in Echtzeit können flexiblere Preismodelle und dynamische Tarife entwickelt werden, die den Energieverbrauch steuern und optimieren.

VideKIS – Forschung als Bestandteil der adesso DNA

Das Forschungsprojekt VideKIS hat ein klares Ziel: Es soll ein virtuelles Kraftwerk entwickelt werden, das in der Lage ist, Primärregelleistung aus dezentralen Kleinanlagen im Bereich der erneuerbaren Energien bereitzustellen. Dies ist für die Stabilität des Stromnetzes besonders wichtig, da Primärregelleistung dazu beiträgt, Schwankungen im Netz in Echtzeit auszugleichen. Während bisher vor allem große Kraftwerke diese Aufgabe übernehmen, zeigt VideKIS einen zukunftsweisenden Weg auf, wie auch kleine, verteilte Anlagen in dieses System integriert werden können.

Durch die Entwicklung einer modernen und speziell angepassten Softwarelösung wird es möglich, ungenutzte Potenziale von Kleinanlagen - wie zum Beispiel Solaranlagen, Windkraftanlagen oder kleinen Wasserkraftwerken - zu identifizieren und effektiv zu nutzen. Bisher konnten diese Anlagen aufgrund ihrer geringen Größe oft nicht am Markt für Primärregelleistung teilnehmen. VideKIS will diese Lücke schließen und dafür sorgen, dass auch diese Akteure der Energiewende einen Beitrag zur Netzstabilität leisten können.

Primärregelleistung aus erneuerbaren Energien: Ein Meilenstein für die Energiewende

Hauptziel des Projektes ist die Bereitstellung von Primärregelleistung vollständig aus erneuerbaren Energien. Damit leistet VideKIS einen entscheidenden Beitrag für eine Zukunft, in der die Energiewirtschaft zu 100 Prozent auf erneuerbaren Energien basiert. Die Energiewende erfordert nicht nur den massiven Ausbau von Wind- und Solarenergie, sondern auch intelligente Lösungen zur effizienten Integration und Steuerung dieser dezentralen und fluktuierenden Energiequellen.

Neben der Bereitstellung von Primärregelleistung hat das Projekt weitere Schwerpunkte. Diese sind:

• Die Verbesserung von Leistungs- und Preisprognosen, um eine präzisere Planung und Vermarktung zu ermöglichen.
• Die Reduzierung manueller Tätigkeiten durch Automatisierung, wodurch der Betrieb effizienter und kostengünstiger wird.
• Die Sicherstellung eines zuverlässigen Kraftwerksbetriebs, der auch in einem zunehmend komplexen und dezentralen Energiesystem funktioniert.

Intuitive Software für effizientes Management

Ein weiterer zentraler Aspekt von VideKIS ist die Entwicklung einer benutzerfreundlichen Softwarelösung. Diese Software bietet den Anlagenbetreibern eine intuitive Oberfläche, die einfach zu bedienen ist. So können auch technisch weniger versierte Betreiber ihre Anlagen problemlos in das virtuelle Kraftwerk integrieren und die Möglichkeiten der Primärregelleistung nutzen. Darüber hinaus ermöglicht die Software eine Datenverarbeitung und -analyse in Echtzeit, so dass die Betreiber fundierte Entscheidungen auf Basis aktueller Informationen treffen können. Dies ist besonders wertvoll, um flexibel auf Marktbedingungen oder Netzanforderungen reagieren zu können.

VideKIS zeigt, wie die Kombination aus erneuerbaren Energien, dezentraler Erzeugung und moderner Technik die Zukunft der Energiewirtschaft gestalten kann. Es bietet nicht nur Lösungen für aktuelle Herausforderungen, sondern schafft auch neue wirtschaftliche Perspektiven für kleine und mittelständische Anlagenbetreiber.

Wer sich für die Forschungsergebnisse interessiert oder mehr erfahren möchte, trifft uns auf der E-World 2025 in Essen.

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