Laut dem European Green Deal soll Europa bis spätestens 2050 Treibhausgasneutralität erreichen1. Dazu muss das Energiesystem transformiert werden – etwa durch den Ausbau des Stromnetzes, aber auch durch Implementierung regenerativer Energien in bestehende und neue Wohn- und Zweckgebäude.
Saubere Energieversorgung von Gebäuden: Solarenergie, Geothermie und Windkraft
Der Gebäudesektor verbraucht rund 35 Prozent der gesamten Endenergie in Deutschland2 – und ist damit für einen entsprechenden Anteil an CO2-Emissionen verantwortlich. Könnte die Energieversorgung von Gebäuden vollständig auf erneuerbare Energiequellen umgestellt werden, würde dies einen erheblichen Beitrag zur Energiewende leisten.
Zur nachhaltigen Energieversorgung von Wohn- und Zweckgebäuden eignen sich Solar- und Windenergie sowie Geothermie sehr gut. Sie gehen nicht mit CO2-Emissionen einher und stehen unbegrenzt zur Verfügung – weshalb es sich hierbei um zukunftsfähige Optionen für Neubauten, aber auch Bestandsgebäude handelt. Damit Solar- und Windenergie trotz schwankender Witterungsbedingungen konstant eingesetzt werden können, ist die effektive Speicherung überschüssiger Energie ein zentrales Element zukünftiger Energieversorgung: Wasserstoff- und Batteriespeicher werden stetig weiterentwickelt, damit eine noch effizientere Implementierung möglich ist.
Auch mit der tiefen Geothermie kann Strom nachhaltig erzeugt werden: Wasser wird in die Tiefe gepumpt und dort erwärmt, bevor es unter dem hohen Druck in der Tiefe wieder gefördert wird. Die gezielte Verdampfung des Wassers kann im Anschluss dazu genutzt werden, Turbinen anzutreiben und so nachhaltige Energie zu erzeugen.
Effektives Energiemanagement: Mit Hilfe von KI und Maschinellem Lernen
Nachhaltige Energiequellen wie Solar- und Windenergie lassen sich mit Hilfe smarter Gebäudetechnik noch effizienter einsetzen. Diese analysiert mit Hilfe von hochmodernen Sensoren und KI den aktuellen Stromverbrauch in Echtzeit und kann Optimierungsmöglichkeiten ausnutzen, indem sie angeschlossene Systeme automatisch anpasst. KI implementiert erneuerbare Energiequellen dabei verstärkt: Durch die Analyse des Nutzungsverhaltens kann Energie aus regenerativen Quellen smart bereitgestellt – und bei Überschuss für später zwischengespeichert – werden.
Schon bei der Planungsphase des Bauvorhabens kann KI zum Einsatz kommen: Beispielsweise, um auf Basis großer Datensätze eine möglichst energiesparende Anordnung aller Systeme zu ermitteln.
Welche Energietechnologien tragen künftig noch zur nachhaltigen Energieversorgung bei?
Es gibt zahlreiche Unternehmen, die sich der zukunftsfähigen Energieversorgung widmen und Innovationen aktiv vorantreiben3. So soll Wasserstoff künftig eine stärkere Rolle als Energieträger spielen – insbesondere in der Industrie. Mittlerweile gibt es aber auch Ansätze, kinetische Energie zu speichern: Spezielle Fußböden können kinetische Energie aus der menschlichen Bewegung gewinnen und in passenden Batterien speichern. Andere Energietechnologien beschäftigen sich damit, Energie aus der Kraft von Wellen in Meeren zu gewinnen. Mit diesen können nämlich Turbinen in Bewegung gesetzt werden, die wiederum Strom erzeugen. Inwiefern diese Energietechnologien in Zukunft zur Erzeugung grüner Energie eingesetzt werden, wird sich jedoch erst in den kommenden Jahren zeigen.
Erneuerbare Energiequellen spielen die Hauptrolle beim Erreichen der Klimaziele
Ob Windenergie, Geothermie oder Solarenergie für Gebäude – erneuerbare Energiequellen spielen eine zentrale Rolle bei der Transformation zur Treibhausgasneutralität. In Kombination mit smarten Energiemanagementsystemen können regenerative Energiequellen effizienter, aber auch komfortabler und wirtschaftlicher genutzt werden. Damit die verstärkte Implementierung erneuerbarer Energien funktionieren kann, müssen allerdings noch gewisse Herausforderungen überwunden werden. So ist ein Ausbau des Stromnetzes genauso wichtig, wie die Schaffung noch effizienterer Speichersysteme.
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FAQ: Häufig gestellte Fragen
Welche erneuerbaren Energiequellen sind am besten für moderne Gebäude geeignet?
Solarenergie steht quasi unbegrenzt zur Verfügung und kann – in Kombination mit effektiven Speichersystemen – in bestehenden und modernen Gebäuden zur Strom- und Wärmeerzeugung verwendet werden. Auch Windkraftanlagen können zur grünen Stromerzeugung in die Gebäudeplanung mit einbezogen werden, sowie Luft- und Erdwärmepumpen zur nachhaltigen Gebäudeerwärmung. Welche erneuerbare Energiequelle am besten für das jeweilige Gebäude geeignet ist, hängt unter anderem vom Standort und den Bedürfnissen des Betreibers und der Nutzer ab – jedoch gelten Solar- und Windenergie sowie Geothermie als zukunftssichere Wahl.
Wie können moderne Gebäude ihre Energieeffizienz maximieren?
Zur Maximierung der Energieeffizienz können in modernen Gebäuden Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen herangezogen werden. Mit Hilfe des Smart Grids, Sensoren und der vernetzten Energie- und Automatisierungssysteme kann der Energieverbrauch in Echtzeit analysiert und angepasst werden. KI kann die Bereitstellung der Energie möglichst smart und vorausschauend planen, aber auch Energieverschwendung eliminieren – beispielsweise durch das automatische Abschalten bestimmter Geräte bei Abwesenheit der Bewohner. Beleuchtung beispielsweise kann smart an die Tageszeit angepasst werden und mit Hilfe von Sensoren nur dort angeschaltet werden, wo sie wirklich benötigt wird. Das spart Energie und gestaltet den Betrieb des Gebäudes nebenbei komfortabler und wirtschaftlicher.
Welche Technologien unterstützen die Integration von erneuerbaren Energien in Gebäuden?
Erleichtert wird die Integration erneuerbarer Energien durch Smart Grids, aber auch effektive Speichersysteme wie Batteriespeicher. Smart Grids können die temporäre Verfügbarkeit der Energie aus erneuerbaren Energien ausgleichen, indem sie überschüssige Energie smart für Zeiten der höheren Nachfrage speichern oder alternativ grüne Energie zu günstigen Zeiten hinzuziehen. Maschinelles Lernen erkennt schnell Nutzungsmuster, an die KI die Energiebereitstellung anpassen kann. Zur effektiven Zwischenspeicherung überschüssiger Energie sind innovative Batteriesysteme erforderlich, die sich flexibel – beispielsweise herstellerübergreifend – in das Smart Grid integrieren lassen.