EU-Projekt „META BUILD“: Mit digitalen Zwillingen Universitätsgebäude elektrifizieren

Ein Team unter der Leitung des Informatikers Prof. Dr.-Ing Herrmann de Meer beteiligt sich am EU-Horizon-Projekt „META BUILD“: Anhand von Gebäuden der Universität Passau testen Informatikerinnen und Informatiker Möglichkeiten, wie sich der CO2-Ausstoß von akademischen Einrichtungen reduzieren lässt.

Der Gebäudesektor ist ein Bereich, der die Klimavorgaben jedes Jahr reißt. In der Europäischen Union ist er für 40 Prozent des Energieverbrauchs und 36 Prozent der Treibhausgasemissionen verantwortlich. Hier setzt das EU-Projekt „META BUILD” an, das zum Januar 2024 startet. Das Akronym steht für „Powering the METAmorphosis of BUILDings towards a decarbonised and sustainable energy system”. Der europaweite Forschungsverbund umfasst 38 Partner aus 13 Ländern und will in den nächsten vier Jahren die Verwandlung des Gebäudesektors weg vom Klimasünder hin zu einer energieeffizienten Zukunft vorantreiben.

Beteiligt ist auch ein Team der Universität Passau unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Hermann de Meer, Inhaber des Lehrstuhls für Informatik mit Schwerpunkt Rechnernetze und Rechnerkommunikation. Es untersucht, wie sich Bestandsgebäude elektrifizieren lassen, zunächst am Beispiel des Universitätscampus in Passau. Aufgabe der Informatikerinnen und Informatiker ist es zudem sicherzustellen, dass sich die entwickelte Lösung auch auf andere akademische Einrichtungen übertragen lässt.

Elektrifizierung meint dabei die Verdrängung fossiler Energieträger zugunsten grünen Stroms, um den CO2-Ausstoß der Gebäude zu minimieren. „Für die Energiewende brauchen wir vor allem eines: Flexibilität“, betont Prof. Dr.-Ing. de Meer. Das beziehe sich sowohl auf die Energiebereitstellung als auch auf den Verbrauch: „Die Energie kann durch elektrische und thermische Speicher flexibel bereitgestellt werden, der Verbrauch kann durch variable Tarife gesteuert werden, beispielsweise für das Laden von Elektroautos, und durch die Sensibilisierung der Nutzerinnen und Nutzer.“

Erweiterte digitale Zwillinge der Universitätsgebäude

Um nachvollziehen zu können, wo sich diese Punkte optimieren lassen, erstellen die Informatikerinnen und Informatiker erweiterte digitale Zwillinge der Universitätsgebäude. Dazu statten sie die betreffenden Gebäude mit Sensoren aus, die den bisherigen Energieverbrauch, die lokale Energieerzeugung, die vorhandene thermische Abwärme und die gespeicherte thermische und elektrische Energie erfassen. Diesen digitalen Zwilling erweitern sie um externe Daten wie etwa zum Wetter. Die gesammelten Daten analysieren sie mit Hilfe von Methoden der Künstlichen Intelligenz.

Es soll nicht beim digitalen Zwilling bleiben: Über verschiedene Schnittstellen werden die Nutzerinnen und Nutzer der Gebäude über die Verfügbarkeit erneuerbarer Energien und den energetischen Zustand informiert. So sollen sie für eine flexible Energienutzung sensibilisiert werden. „Wir verfolgen in dem Projekt keinen rein technischen, sondern einen ganzheitlichen Ansatz“, erklärt Prof. Dr.-Ing. de Meer. Denn nur wenn alle Betroffenen die Maßnahmen akzeptieren und umsetzen, haben diese auch Erfolg.

Nachhaltiger Campus, als Nachhaltigkeit noch kaum Thema war

Die Universität Passau eignet sich Prof. Dr.-Ing. de Meer zufolge besonders für das Projekt, denn sie hat sich zum Ziel gesetzt, Vorbild für eine nachhaltige akademische Einrichtung zu werden. Bereits bei der Gründung 1978, als das Thema noch nicht so im Fokus stand, war der Campus ein Pionierprojekt in Sachen Nachhaltigkeit. Die malerische Lage am Inn nutzt die Architektur, um mit dem Wasser des Gebirgsflusses die Server- und Rechneranlagen im IT-Zentrum zu kühlen. Aktuell treibt die Universität das Thema in mehreren Projekten voran. Um diese Aktivitäten zu bündeln, hat die Universitätsleitung einen Nachhaltigkeitshub gegründet, der auch in dem EU-Projekt eine zentrale Rolle spielt: „Ich freue mich sehr über das neue Projekt“, sagt Prof. Dr. Werner Gamerith, Beauftragter für Transfer und interne Vernetzung mit der Querschnittsaufgabe Nachhaltigkeit. „Wir stehen vor der spannenden Aufgabe, aus den wissenschaftlichen Aktivitäten der Forscherinnen und Forscher Handlungsempfehlungen abzuleiten und diese dann mit den Praktikerinnen und Praktikern zu diskutieren und umzusetzen.“

Die Europäische Union fördert das Projekt im Rahmen des Horizon-Europe-Programms für Forschung und Innovation mit 12,5 Millionen Euro. Davon gehen 321.875 Euro an die Universität Passau.