Quelle: etalytics / Dr. Niklas Panten

Höhere Energieeffizienz und mehr Klimaschutz in Unternehmen durch Künstliche Intelligenz

Wie können Unternehmen ihre Energieeffizienz deutlich erhöhen und damit einen wertvollen Beitrag zum Klimaschutz leisten? Diese Frage hat sich das Darmstädter Softwareunternehmen etalytics GmbH zur Aufgabe gemacht: „Eine Möglichkeit besteht darin, die Energieeffizienz und -flexibilität versorgungstechnischer Anlagen zum Heizen oder Kühlen von Gebäuden oder Produktionsprozessen in Unternehmen zu verbessern. In diesen Systemen werden bislang oft noch gigantische Energiemengen verschwendet“, erklärt Niklas Panten, Doktor der Ingenieurwissenschaften, Mitgründer und CEO von etalytics. Das Unternehmen hat eine auf Künstlicher Intelligenz basierende Software entwickelt, mit der sich der Energiebedarf von Versorgungsanlagen verringern (Energieeffizienz) oder zeitlich verschieben (Energieflexibilität) lässt und somit möglichst klimafreundlich gedeckt werden kann. Das spart nicht nur Kosten, sondern auch CO2-Emissionen. Mit dem Projekt, die Software im Frankfurter Rechenzentrum FR6 der Firma Equinix anzuwenden, wurde etalytics beim „Ideenwettbewerb Klimaschutz 2019“ des Energiereferats der Stadt Frankfurt am Main als einer der Preisträger ausgezeichnet. Bereits zum vierten Mal förderte das Energiereferat im Rahmen des Ideenwettbewerbs spannende Geschäftsideen und technische Neuheiten von Unternehmen und Start-ups. Voraussetzung ist, dass sie nachweislich dazu beitragen, CO2-Emissionen in Frankfurt am Main zu reduzieren und die Klimaschutzziele zu erreichen.

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„Wir möchten mit unserer Software einen nennenswerten Beitrag zu Energieeinsparungen und CO2-Verminderung leisten.
Dr.-Ing. Niklas Panten“

Energieeffizienz versus Energieflexibilität

Ursprünglich zum Wettbewerb angetreten war etalytics allerdings mit dem Thema Energieflexibilität: Dabei wird versucht, den Energiebedarf auf einen Zeitpunkt zu verschieben, zu dem erneuerbare Energie in großer Menge und zu einem günstigeren Preis verfügbar ist. Das setzt Möglichkeiten zum Speichern der Energie voraus, oft in Form von thermischen Speichern.

Die im Rahmen des Wettbewerbs erfolgte Analyse der Daten ergab jedoch, dass die Speicherpotenziale in einem Rechenzentrum vergleichsweise gering sind. „Zum Kühlen der Server werden sehr große Energiemengen benötigt, die bei Bedarf unverzüglich bereitgestellt werden müssen. Um diese zu verschieben, würden riesige Speichersysteme gebraucht. Das ist hinsichtlich des Platzbedarfs im städtischen Umfeld und der Kosten problematisch“, so Panten, und weiter: „Gezeigt hat sich dagegen, dass sich die Energieeffizienz des kompletten Kältesystems zur Kühlung der Server sehr gut optimieren lässt. Es besteht in den meisten Rechenzentren aus versorgungstechnischen Komponenten wie Kühltürmen, Kältemaschinen, Pumpen, Wärmetauschern sowie verschiedenen Wasser- und Luftkreisläufen. Bislang generell noch selten im Einsatz bietet ein auf Künstlicher Intelligenz basierendes Regelungssystem die Möglichkeit, den Energieverbrauch solcher komplexen Versorgungssysteme zu managen und deutlich zu reduzieren.“

Genau hier setzt etalytics an: Alle Komponenten des Kältesystems sind informationstechnisch angeschlossen und liefern permanent Daten über ihren Zustand und Energiebedarf. Diese Daten lassen sich in die etaONE-Plattform für Energy Intelligence von etalytics einspeisen. Mit Hilfe der Plattform wird daraus ein Softwaremodell errechnet, welches das energetische Verhalten der einzelnen Komponenten und des Gesamtsystems abbildet. Unter Einbeziehung zahlreicher Parameter wie Wettereinflüsse oder interne Verbrauchsspitzen lässt sich der Betrieb so optimieren und automatisieren, dass die einzelnen Komponenten stets mit geringstmöglichem Energieverbrauch ineinandergreifen. Dafür wird die Plattform etaONE in das Betriebssystem des Rechenzentrums integriert.

Intelligentes Energiemanagement für Rechenzentren

Das im Rahmen des „Ideenwettbewerbs Klimaschutz“ erstellte Softwaremodell sowie das gesammelte Know-how lassen sich auf weitere Rechenzentren anwenden. Es dient somit als Basis für weitere Umsetzungsprojekte, mit dem Ziel, den Energieverbrauch datenbasiert zu managen und somit deutlich zu reduzieren: „Rechenzentren können mit unserer Software bis zu 50 % der Energie zur Kühlung der Server einsparen“, so Panten. Bei einem Rechenzentrum der üblichen Größe, das Flächen zum Betrieb von Informationstechnik für Dritte bereitstellt (Colocation Rechenzentrum), können bis zu 600.000 Kilowattstunden und rund 240 Tonnen CO2 pro Jahr eingespart werden. Maßgeblich dafür sind die im Rechenzentrum jeweils umgesetzten Klimaschutzmaßnahmen und die Nutzung nachhaltiger erneuerbarer Energien, die der Betreiber bereits vorher gewählt hatte.

Darüber hinaus arbeitet etalytics daran, die Software auf andere Industrieunternehmen anzuwenden. Damit verbindet Panten eine große Hoffnung: „Wir möchten mit unserer Software einen nennenswerten Beitrag zur globalen Energieeinsparung und CO2-Verminderung leisten. Das Potenzial ist riesig – in Rechenzentren, aber auch in anderen Industrieunternehmen“.

Stromverbrauch von etalytics ebenfalls optimiert

Die Teilnahme am „Ideenwettbewerb Klimaschutz“ hatte noch einen Nebeneffekt: Die etalytics-Software arbeitet mit Künstlicher Intelligenz, die beim Analysieren der Daten ebenfalls Strom verbraucht und CO2-Emissionen erzeugt. Durch das Projekt hat das Softwareunternehmen einen Einblick in die Prozesse von Rechenzentren erhalten und steigert nun die eigene Energieeffizienz und reduziert den eigenen CO2-Footprint.

Quelle Fotos: etalytics / Dr. Niklas Panten

| von Team Frankfurt