Mit IT nach­haltigere Energie­systeme schaffen

Bulletin: Die Energie­informatik ist ein breites Feld. Wo sehen Sie vielver­spre­chende Ansätze, die eine Transition zu einem nachhaltigen Energie­system beschleunigen könnten?

Astrid Niesse: Überall da, wo wir mit infor­matischen Methoden die Entwicklung cyber-physischer, sicherer und nachhaltiger Energiesysteme voranbringen können. Nachhaltigkeit beschränkt sich hier aber nicht auf die technischen Beiträge zur optimierten Abstimmung von regenerativer Erzeugung und steuerbarer Lasten. Für die Transition erarbeiten wir mittlerweile auch disziplin­übergreifend Ansätze, die Bürgerinnen und Bürger in diesen Prozess einbeziehen, und dort eine vollständige Automa­tisierung einbringen, wo es nicht nur technisch sinnvoll, sondern auch gewünscht ist.

Ein grosser Beitrag der Energie­informatik zur Nachhal­tigkeit besteht darin, nachhaltige Geschäftsmodelle möglich zu machen – wenn wir z.  B. einem Betreiber von Energiespeichern mit unserer Schwarmspeicher-Technologie ermöglichen, Batteriespeicher besser zu nutzen, ist das auch ein Beitrag zur Ressourceneffizienz.

Gibt es neue Forschungstrends in der Energieinformatik?

Wir sehen gleichzeitig eine Verbreiterung und Konsoli­dierung der Energieinformatik. Im deutsch­sprachigen Raum spielt die jährliche Konferenz DACH+ Energy Informatics, die seit 2012 im Wechsel zwischen Deutschland, Österreich und der Schweiz ausgerichtet wird, eine wichtige Rolle. Hier werden neue Forschungs­trends vorgestellt und diskutiert. In diesem Jahr findet die Konferenz endlich wieder in Präsenz in Freiburg, unter der Leitung von Prof. Anke Weidlich statt. Da gibt es zwei prominente Trends: Die digitale Trans­formation der Energiesysteme, die von Prof. Verena Tiefenbeck diskutiert wird – übrigens eine Kollegin mit Vergangenheit an der ETH Zürich – sowie die Verschränkung von marktbasierten Ansätzen in Energiesystemen mit Methoden der Spieltheorie und Simulation. Als weiteren Trend in der Forschung sehe ich die Übertragung von Ansätzen aus dem Bereich selbst­organi­sierender Systeme auf die Anforderungen sicher­heits­kritischer cyber-physischer Energiesysteme – ein Thema, das meine Arbeitsgruppe in Oldenburg und mich besonders umtreibt.

Ein weiterer Trend zeigt sich im Paradigma der Open Science: Oft suchen wir nach Daten, Simulations­modellen oder Software, und greifen auf Ergebnisse aus eigenen Projekten zurück, die andernorts ggf. viel passender für unsere Forschungsfrage in der Schublade liegen. Die FAIR-Prinzipien sollen dabei helfen, die Ergebnisse auffindbar (findable), erreichbar (accessible), interoperabel und wieder­verwendbar (reusable) zu gestalten. Wir digitalisieren also nicht nur die Energie­systeme, sondern auch die Energie­system­forschung.

Welche Rolle spielt dabei das IoT?

Die techno­logischen Grundlagen in diesem Bereich wachsen deutlich seit Beginn dieser Forschungs­richtung: Im Energiebereich beschäftigt uns z.  B. die Authentizität der beteiligten Komponenten sowie die Absicherung der Kommunikation. Und die Daten­sparsamkeit: Welche Kompo­nenten dürfen, können und sollten miteinander in welchem Detailgrad kommuni­zieren? Können wir Anomalien z.  B. mit Mitteln der KI rechtzeitig bestimmen, und steht das im Gegensatz zur Daten­sparsamkeit?

Welche Technologien finden Sie persönlich am spannendsten?

Ich bin begeistert von selbst­organisie­renden Systemen. Ob es nun um die Entwicklung von Edge-basierten KI-Verfahren geht, oder um Schwarmspeicher – wir benötigen eine zunehmende Flexibilisierung in Energie­systemen, um unsere Klimaziele erreichbar zu machen. Dass wir dabei einen resilienten Betrieb dieser stark verteilten Systeme erreichen, ist mein Kernanliegen.