KI Energiemanagment

Energy-BEE

Technologie-Reifegrad TRL 5
Anwendungsfeld Energieeffiziente Gebäude
Komplexität
Wirkung
Machbarkeit

Das Projekt BEE (Building Energy Efficiency) wurde im Rahmen des EU-finanzierten Innovationsprojekts AI4Cities entwickelt. Ziel ist die Reduktion des Energieverbrauchs in öffentlichen Gebäuden durch intelligente, KI-basierte Steuerungssysteme. Die Lösung verwendet Echtzeitdaten und historische Verbrauchsmuster zur Analyse und Optimierung des Betriebs von HLK-Systemen. Dabei kommen maschinelles Lernen und Optimierungsalgorithmen zum Einsatz, um vorausschauende Steuerungsstrategien zu entwickeln.
Das System analysiert permanent verschiedene Parameter wie Außentemperatur, Raumbelegung, Nutzungsprofile und Energiepreise. Auf dieser Basis passt es die Heiz- und Kühlsysteme dynamisch an, um den Energieverbrauch zu minimieren und gleichzeitig den Nutzerkomfort sicherzustellen. Das BEE-System wird als modulares, interoperables Steuerungstool in bestehende Gebäudemanagementsysteme integriert.
Im Pilotbetrieb zeigte sich, dass durch die KI-gesteuerte Regelung Energieeinsparungen von bis zu 20 % erzielt werden konnten. Zusätzlich unterstützt das System bei der langfristigen Planung energetischer Sanierungsmaßnahmen, indem es Schwachstellen im Betrieb identifiziert und Effizienzpotenziale aufzeigt. Das Projekt leistet so einen konkreten Beitrag zur Dekarbonisierung des Gebäudesektors und zur Erreichung kommunaler Klimaziele.

Praktischer Nutzen der KI-Technologie
Vorhersage von Energiebedarf, Nutzungsprofilen, Komfortgrenzen und Netzsignalen Verbesserte Prozesse in der Stadt durch optimierte Betriebsführung bestehender kommunaler Gebäude Kosten sparen durch Automatisierung Unterstützung der langfristigen Sanierungsplanung durch Analyse von Effizienzpotenzialen

Anwender
Städte, Energie und Klimaschutzabteilungen

Gebiet
EU

KI-Technologie
Digitaler Zwilling & simulationsgestützte KI, Nutzung von KI für tiefgreifende Datenanalysen und Entscheidungsfindung, Proezssoptimierung, Nutzerverhaltensprognose, Predictive Maintenance

Datenkomplexität
Hoch

Energieverbrauch & Kosten Projektlaufzeit
Hoch

Rechtlicher Rahmen / Data Governance
EU-DSVGO, KI-VO, NIS-2, EPBD Recast

Übertragbarkeit
Gegeben

Implementierungsstrategie
Die Umsetzung von Energy-BEE im Rahmen von AI4Cities erfolgte schrittweise und eng entlang realer Gebäudeprozesse. Zunächst wurden technische Schnittstellen zur Gebäudeumgebung eingerichtet und relevante Datenquellen angebunden, u.a. Wetterdienste, Energienetz- und PV-Daten sowie Gebäudedatenbanken. Parallel wurden historische Verbrauchs- und Sensordaten bereinigt und aufbereitet, um Simulationen zu ermöglichen und Prognosemodelle zu trainieren. Darauf aufbauend entstanden erste Vorhersagen zu Energieverbrauch, Netzzusammensetzung und Gebäudenutzung, die in Dashboards für technische Nutzer visualisiert wurden. Ein zentrales Element war die stufenweise Einführung der KI-Steuerung: Zuerst lief das System im Simulationsmodus zur Validierung mit historischen und Live-Daten, danach folgten Tests in unkritischen Zeitfenstern (z.B. nachts oder am Wochenende), um Komfortgrenzen und Regelstrategien risikofrei zu erproben. Anschließend wurden einzelne Gebäudebereiche schrittweise übernommen, bevor eine umfassende Steuerung möglich wurde; so ließ sich die KI kontinuierlich auf das spezifische Gebäudeverhalten kalibrieren. In den Piloten zeigte sich zudem die Notwendigkeit lokaler Anpassungen: Während in Helsinki Schnittstellen zur Gebäudeleittechnik sowie Wetter- und Energiedaten weitgehend verfügbar waren, lag in Stavanger der Schwerpunkt zunächst auf dem Zugang zu städtischen Datenpools und der Gebäudeleittechnik. In beiden Fällen wurden Dashboards erweitert, um Kennzahlen wie Energieeinsparungen und CO₂-Reduktionen transparent darzustellen, und es waren enge Abstimmungen mit Betreiber:innen nötig, etwa zur Definition von Komfortgrenzen und zur Anpassung an bestehende Heiz- und Lüftungssysteme. Insgesamt hängt der Erfolg weniger nur von Algorithmen ab, sondern von sauberer Datenintegration, laufender Kalibrierung im Betrieb und der Zusammenarbeit mit Städten und Betreibern – so wurde aus einem Modell eine praxistaugliche Lösung mit messbaren Einsparungen.

Lessons Learned
Das Projekt Energy-BEE im Rahmen von AI4Cities zeigte, dass KI zur Steigerung der Energieeffizienz in Gebäuden große Potenziale bietet, zugleich aber hohe Anforderungen an Daten und Integration stellt. Zwar sind vielfach Daten aus Gebäudetechnik, Energieverbrauch, Belegung und Wetterprognosen vorhanden, sie liegen jedoch häufig unstrukturiert, heterogen und schwer vergleichbar vor. Vor dem Training und Einsatz von KI-Modellen ist daher eine konsequente Harmonisierung und Standardisierung der Daten notwendig. Ebenso komplex ist die Einbindung in bestehende Gebäudeleitsysteme, da unterschiedliche Schnittstellen, Architekturen und Sensorlandschaften berücksichtigt werden müssen; als Erfolgsfaktor erwies sich eine vermittelnde Plattform, die Datenflüsse bündelt und Zugriffsrechte klärt. Zentrale Bedeutung hatte zudem die Balance zwischen Energieeinsparung und Nutzerkomfort: Temperatur- und Luftqualitätskriterien mussten jederzeit eingehalten werden, während vorausschauende Algorithmen Lasten verschieben oder reduzieren. Die Kombination aus Wetterprognosen, Netzstrommix und Gebäudecharakteristik ermöglicht proaktives, flexibles Handeln und eine höhere Nutzung erneuerbarer Energien. Simulationen und Pilotierungen in Helsinki und Stavanger deuten darauf hin, dass Einsparungen von rund 15–20 % bei Energieverbrauch und Emissionen erreichbar sind, abhängig von Gebäudetyp, Klimazone und Nutzerverhalten. Insgesamt wurde klar, dass Realpiloten für Praxistauglichkeit unverzichtbar sind und für Skalierung standardisierte Schnittstellen, modulare Architekturen und robuste Dateninfrastrukturen gebraucht werden. Neben Technik sind auch Datenschutz, Datenrechte sowie Zuständigkeiten für Betrieb und Wartung früh zu klären, um Implementationshürden zu vermeiden.

Anbieter und Kontakt
Energy-BEE (AI4Cities)

E-Mail
info@ai4cities.eu

Weblinks
https://ai4cities.eu/pilots/energy-bee