Die Klimakrise mit ihren vielfältigen ökologischen, politischen und gesellschaftlichen Aspekten stellt die Menschheit vor eine ihrer größten Herausforderungen überhaupt. Zu den wichtigsten Maßnahmen gehört die Transformation unseres Energiesystems weg von fossilen und hin zu regenerativen Energien. Wegen der Elektrifizierung der Sektoren Wärme und Verkehr (Sektorenkopplung), liegt hier ein besonderer Schwerpunkt auf der Stromversorgung. Auch die Gasversorgung muss sich hin zu regenerativen Gasen (insbesondere Wasserstoff) fundamental wandeln.

Die neue Bundesregierung möchte die Umsetzung der Energiewende deutlich beschleunigen: „Die Regierung will die Stromversorgung Deutschlands bis 2035 komplett auf erneuerbare Energien umstellen“¹Schultz, S. Angriffskrieg auf Ukraine: Regierung will 100 Prozent Ökostrom bis 2035. DER SPIEGEL (Feb. 2022). 2022. und sieht dafür eine Reihe von zusätzlichen neuen Maßnahmen vor (massiver Zubau von Photovoltaik, Windenergie, Ladestationen für Elektrofahrzeuge, Elektrolyseanlagen etc.). Der Krieg in der Ukraine macht darüber hinaus deutlich bewusst: „Erneuerbare Energien lösen uns von Abhängigkeiten“ ²Lindner zu Krieg in der Ukraine: Erneuerbare Energien sind „Freiheitsenergien“ – Lauterbach stimmt zu. RND RedaktionsNetzwerk Deutschland (Feb. 2022). 2022. . Diese Maßnahmen und Randbedingungen erzeugen einen massiven Handlungsdruck auf die Transformation des gesamten Energiesystems und dessen Betriebsweise.

Durch die zunehmende Komplexität des Energiesystems bei gleichzeitig höchsten Ansprüchen an eine sichere Energieversorgung muss das Energiesystem entlang der gesamten Wertschöpfungskette von Erzeugung, Transport/Verteilung, Handel und Nutzung „intelligenter“ werden.

Die technologische Zielrichtung ist dafür die Transformation hin zu einer vollautomatisierten Betriebsweise, basierend auf Informationstechnologien, Kommunikationsnetzen, Automatisierungskomponenten und entsprechend intelligenten Betriebsalgorithmen.

Künstliche Intelligenz (KI) mit ihren verschiedenen Teilgebieten, z.B. Maschinelles Lernen (ML), bietet vielfältige methodische Ansätze, um eine neue Stufe der Intelligenz in der Automatisierung zu erreichen. In mehreren Studien³Bremm, S., Linh Le, B., Riechers, L., Mix, L., und Bendjebbour, Y. Künstliche Intelligenz für die Energiewirtschaft. BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft. 2020. ⁴Kratochwill, L., Richard, P., Babilon, L., Rehmann, F., Mamel, S., und Fasbender, S. Künstli-che Intelligenz – vom Hype zur energiewirtschaftlichen Realität. Vertiefte Analyse von KI-An-wendungsfeldern in der Energiewirtschaft. dena-ANALYSE. Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena). 2020. ⁵Menke, J.-H., Dipp, M., Liu, Z., Ma, C., Schäfer, F., und Braun, M. Applications of Artificial Neural Networks in the Context of Power Systems. In Artificial Intelligence Techniques for a Scala-ble Energy Transition, M. Sayed-Mouchaweh, Ed. Springer International Publishing, Cham, 345–373. 2020. wurden vielfältige Anwendungsfelder und Verbesserungsmöglichkeiten aufgezeigt.

Hierbei ist herauszuheben, dass die methodischen Weiterentwicklungen im Bereich der KI eine hohe Dynamik haben und dadurch enorme Fortschritte zu erwarten sind.

Mit dem Innovation Cluster for Cognitive Energy Systems (IC4CES) werden wir durch Einsatz innovativer Methoden der KI einen fundamental wichtigen Lösungsbeitrag für einen sicheren und effizienten Betrieb des komplexer werdenden Energiesystems leisten.

IC4CES greift den Appell von Kerstin Andreae, Vorsitzende der Hauptgeschäftsführung BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V., auf: „Lassen Sie uns gemeinsam die Energiewirtschaft zu einem Leitsektor für die Anwendung von Künstlicher Intelligenz machen!“⁶Bremm, S., Linh Le, B., Riechers, L., Mix, L., und Bendjebbour, Y. Künstliche Intelligenz für die Energiewirtschaft. BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft. 2020. . Langfristig möchte IC4CES mit der Vision von Kognitiven Energiesystemen noch einen wesentlichen Schritt weiter gehen. Kognition bedeutet, ein (technisches) Bewusstsein der eigenen Wirkungsmöglichkeiten zu haben, die Umgebung umfangreich wahrzunehmen und durch Analyse-, Lern- und Problemlösungsmechanismen selbständig Antworten für sich verändernde Aufgabenstellungen zu erarbeiten und umzusetzen.

Ziel von IC4CES ist es, mit innovativen Methoden der Künstlichen Intelligenz Kognitive Energiesysteme zu ermöglichen und unter Einbindung von Akteuren aus Forschung, Wirtschaft, Gesellschaft und Politik zu realisieren, damit eine sichere Energieversorgung auf Basis erneuerbarer Energien möglich ist.