30.05.2022

So viel Energie könnte die Industrie durch Digitalisierung sparen

Eine kürzlich abgeschlossene Studie der Österreichischen Energieagentur und des Fachverbandes der Elektro- und Elektronikindustrie zeigt das Einsparungspotenzial durch digitale Technologien in der Industrie bis 2040 auf. Laut Prognose könnte der Energieverbrauch um 15 Prozent reduziert werden.
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(c) AdobeStock

Digitalisierung und die Anwendung von IKT könnten nachhaltig ausgerichtet einen wichtigen Beitrag zur Energiewende und Klimaschutz in Österreich leisten. Zu diesem Schluss kommt eine im April 2022 abgeschlossene Studie der Österreichischen Energieagentur und des Fachverbandes der Elektro- und Elektronikindustrie. In der Analyse werden die Potenziale für eine Energieeinsparung und Treibhausgas-Emissionen durch Digitalisierungsanwendungen in Österreich im Jahr 2040 untersucht. Neben den Bereichen Verkehr, Haushalt, Dienstleistungen, Landwirtschaft nimmt die Studie auch Bezug auf den Sektor der Industrie.

Energieeinsparung durch Prozessautomatisierung & digitale Zwillinge

Im Rahmen der Studie wird unter anderem die Automatisierung von Prozessen, Digitalisierung von Motorensystemen, der Einsatz von Industrierobotern & digitalen Zwillingen sowie die additive Fertigung (3D-Druck) berücksichtigt. Vergleichsweise hohe Einsparungspotentiale sind demnach im Bereich der Prozessautomatisierung und beim Einsatz von digitalen Zwillingen zu erwarten, wobei die Einsparungspotentiale anhand von drei Szenarien (siehe Min, Max, Min) prognostiziert werden. Im Referenzszenario, welches als Basis für die Berechnungen der Digitalisierungseffekte dient, wird laut der Energieagentur bereits eine weitreichende Unabhängigkeit von Öl, Kohle und Erdgas (Dekarbonisierung) bis zum Jahr 2040 berücksichtigt.

(c) Austrian Energy Agency

Durch den Einsatz von Simulationen und digitalen Zwillingen könnten laut der Prognose im Maximal-Szenario bis zu 4000 Gigawattstunden Energie eingespart werden, was einer Einsparung von rund zehn Prozent entspricht. Dazu heißt es: „Digitale Zwillinge können durch Simulation die Produktqualität erhöhen und Produktionsprozesse verbessern oder Produktionsprozesse schneller und optimiert gestalten. Dies kann zu einer Steigerung der Energie und Ressourceneffizienz führen“. Bei der Prozessautomatisierung beträgt das Einsparungspotential bis zu 15 Prozent.

Auch in Bezug auf das Einsparungspotential von Treibhausgas-Emissionen nimmt die Studie Bezug. Die 4000 Gigawattstunden würden demnach rund eine Million Tonnen an CO2-Äquivalenten entsprechen. Aktuell beträgt der Ausstoß der Industrie in Österreich laut Umweltbundesamt rund 35 Millionen Tonnen an CO2-Äquivalenten.

Plattform Industrie 4.0

Welche Potentiale die Industrie 4.0 für eine ressourceneffizienten Wirtschaft haben kann, wird aktuell auch von Expert:innen am 6. Summit Industrie 4.0 diskutiert. Im Vorfeld der Konferenz wurden unter anderem aktuellen Aktivitäten rund um die Plattform Industrie 4.0 vorgestellt, die sich hierzulande seit ihrer Gründung im Jahr 2015 als Kompetenzträger zum Thema Industrie 4.0 etabliert hat. Die Plattform zählt aktuell rund 70 Mitglieder:innen – darunter die wichtigsten Institutionen und Unternehmen aus Politik, Wissenschaft, Wirtschaft, Arbeitgeber- und Arbeitnehmerseite. Erst im vergangen Jahr wurde eine eigene Expertengruppe für „Ressourcen- und Energieeffizienz“ geschaffen. Diese soll nun weitere Handlungsvorschläge für die Industrie erarbeiten.


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Andreas Onea: Der Para-Schwimmer und ORF-Moderator ist einer der Beteiligten am offenen Datensatz von Ottobock. © Ottobock

„Wer nicht sichtbar ist, existiert nicht. Ganz einfach“, sagt Onea im brutkasten-Gespräch. Menschen mit körperlicher Behinderung lägen laut dem ORF-Moderator in der Gesellschaft unter der Wahrnehmungsgrenze, und diese Unsichtbarkeit verhindere die Teilhabe. Auch die KI trage dazu bei: Derzeit stellten KI-Modelle Menschen mit körperlicher Behinderung nicht richtig dar. Auf manchen generierten Bildern hat der Para-Schwimmer, der mit fünf Jahren seinen linken Arm verlor, einen halben Arm zu viel oder einen falsch dargestellten Stumpf. „Manche sagen vielleicht, das ist banal. Aber im Endeffekt geht es um Teilhabe. Und Teilhabe heißt, ich bin dabei“, sagt Onea. Dass Bildmodelle Behinderung verzerrt darstellen, ist auch wissenschaftlich dokumentiert. Eine im Juli veröffentlichte Untersuchung der Universität Utrecht, bislang als Preprint, zeigt, dass Text-zu-Bild-Modelle Menschen mit Behinderung etwa überwiegend als alt und weiß darstellen.

An dieser Teilhabe arbeitete einer der erfolgreichsten Para-Schwimmer Österreichs zusammen mit Microsoft und dem Prothesenhersteller Ottobock. Gemeinsam erstellten sie Trainingsmaterial, mit dem KI-Modelle lernen können. Das Ergebnis, zwei Datensätze mit jeweils rund 400 Bildern und bis zu 100 Videos, wurde für alle frei zugänglich auf der Open-Source-Plattform Hugging Face veröffentlicht. Es liegt nun an den KI-Unternehmen, sie zu nutzen. Onea hat eine eindeutige Vision für die Zukunft: „Wenn man eine Menschenmenge generiert, dann sollten da auch repräsentativ Rollstuhlfahrer, Amputierte und Blinde drinnen sein. Das wäre eben adäquate Sichtbarkeit.“

„Innovationsgeist aus Europa heraus fördern“

Das Projekt berührt die Debatte um digitale Souveränität. Laut Onea darf sich Europa nicht damit zufriedengeben, die Entwicklungen aus den USA und dem asiatischen Raum einfach nur zu regulieren. „Das darf nicht unser USP sein. Wir müssen den Innovationsgeist aus Europa heraus fördern, anstiften und ermöglichen. Ich glaube, dass wir wahnsinniges Potential haben“, sagt der Moderator. Aktuell sind US-Tech-Giganten wie Google und Microsoft federführend in der KI-Entwicklung. Von ihnen wünscht sich Onea mehr Rücksichtnahme in der Produktentwicklung. Für Menschen mit Behinderung kann es etwa schon ein Problem darstellen, eine Tastenkombination aus drei Tasten gleichzeitig zu drücken.

KI.Bilder zeigen Menschen mit Prothese oft falsch oder gar nicht | Foto: Microsoft

Die Möglichkeiten für Unternehmen

Der ORF-Moderator sieht wirtschaftliches Potential in inklusiver KI. „Wenn du deine Produkte, deine Services, deine KI-Wrapper so baust, dass sie von allen nutzbar sind, kannst du mehr Menschen damit erreichen“, erklärt er. Die Weltgesundheitsorganisation WHO schätzt die Zahl der Menschen mit erheblicher Behinderung weltweit auf 1,3 Milliarden. Gleichzeitig biete ein inklusiver Zugang zum Arbeitsmarkt auch Chancen für Unternehmen. Firmen, die auch Menschen mit Behinderung anstellen, hätten in ihren Teams laut Onea eine höhere Resilienz. „Ich muss seit meinem sechsten Lebensjahr jeden Tag Lösungen finden in einer Welt, die nicht darauf vorbereitet ist, dass ich einarmig da durchspaziere. Das heißt, ich habe eine irrsinnige Lösungsorientiertheit und Frustrationsschwelle“, sagt der 34-Jährige.

In Österreich gibt es bereits Firmen, die gezielt Menschen mit Beeinträchtigungen einstellen, etwa das Startup Responsible Annotation Services. Das Unternehmen annotiert Daten, das heißt, es fügt ihnen Informationen und Kennzeichnungen hinzu. Mit den annotierten Daten können KI-Systeme trainiert und verbessert werden. Wie der brutkasten im März des Vorjahres berichtete, besteht das Team nach eigenen Angaben großteils aus neurodivergenten Expert:innen, viele davon im Autismus-Spektrum, die außergewöhnliche Fähigkeiten in Mustererkennung, Konzentration und Konsistenz mitbringen. „Diese Menschen haben hier irrsinnige Fähigkeiten, weil sie wahnsinnig konzentriert sein können und wirklich auf die kleinsten Details Wert legen. Also solche Sachen, bei denen wir einfach im Regelspektrum die Nerven wegschmeißen“, sagt Onea.

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