Space4Energy: Der Mehrwert von Weltraumlösungen für die Energiebranche

Im Rahmen von Space4Energy hat Green Energy Lab gemeinsam mit dem Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (BMK) einen Dialog im Innovator Circle gestartet, um herauszufinden, wo und wie Satellitendaten und -services einen wesentlichen Mehrwert für die Energiebranche stiften. In weiterer Folge werden aus diesen Anwendungsgebieten und konkreten Use Cases Challenges für den Space4Energy Hackathon entwickelt. Der Hackathon soll schließlich Weltraumlösungen für die Energiebranche auf den Boden bringen.

Die rasante Entwicklung des Weltraumsektors als Antrieb für die Energiewende

Kurz und prägnant erläuterte Christian Fuchs von Austria in Space, einer Initiative des BMK, die Chance, die sich uns präsentiert:

„Im Jahr 2021 sind so viele Satelliten weltweit gestartet, wie in allen Jahren seit dem Beginn des Weltraumzeitalters 1957 zusammen.“

Die EU investiert im laufenden Finanzrahmen (2021-2027) 15 Milliarden Euro in die europäische Weltrauminfrastruktur. Eine rasante Entwicklung, in der Österreich seinen Weltraumsektor europäisch und auch global an der Spitze positionieren will. Das unterstreicht die österreichische Weltraumstrategie 2030+: Der Einsatz von Satellitendaten und -services stärkt die Wettbewerbsfähigkeiten aller Sektoren, so auch der Energiebranche.

Durch die „full, free and open“ Datenpolitik sind die meisten Satellitendaten und -services auch kostenlos erhältlich und können beliebig auf den eigenen Anwendungsfall zugeschnitten werden – eine Gelegenheit, die es rasch zu ergreifen gilt.

Welche Satellitendaten für die Energiebranche?

Samuel Almond, Erdbeobachtungsexperte und zuständig für den Satellitenservice Copernicus Climate Change Service, lieferte eine Übersicht zur Nutzung von Satellitendaten für den Energiesektor. Daten aus Wetterstationen auf der Erde und Copernicus Satelliten werden verbunden, um die Lücken in globalen Wettermodellen und Klimaprojektionen zu schließen. Solare Einstrahlung, temporäre Verschattung, Windgeschwindigkeiten, Oberflächenbewertungen, Niederschlag, Bodenfeuchte und -temperatur wurden als Beispiele genannt. Für den Energiebereich wird dadurch u.a. die Prognose der Stromnachfrage und -erzeugung ermöglicht, die über statistische Erhebungen hinaus gehen. Heute schon profitieren Energieversorger von satellitengestützten Frühwarnsystemen, die ihnen eine weitaus präzisere, effizientere Planbarkeit erlauben.

Diese Informationen, gepaart mit der Fülle an Bildmaterial – Satelliten haben eine hohe zeitliche und für Spezialfälle auch eine zehntelzentimetergenaue Auflösung – eröffnen auch ganz neue Möglichkeiten für das Monitoring von Energieinfrastruktur sowie die Potenzialanalyse und Standortplanung von erneuerbarer Energie. So wird durch Satellitendaten die Überwachung von Biomassewachstum möglich, was die Potenzialabschätzung der Nutzung von Biomasse als Energiequelle erleichtert. Einen wesentlichen Vorteil stellt auch das Monitoring und die Fernwartung von Stromnetzen dar. Die Frage dabei ist immer, mit welchen schon vorhandenen Prozessen und Daten können Satellitendaten verbunden werden, um eine wesentliche Verbesserung in der Energiebranche herbeizuführen. Die Präsentation finden Sie hier.

Mit Weltrauminnovation Geschäftsmodelle für integrierte Energiesysteme schaffen

Auch auf europäischer Ebene ist Space4Energy bereits ein Thema: Die European Space Agency (ESA) hat mit der Schaffung eines Business Application Programms dafür gesorgt, dass Weltraumdaten und –services in Dienstleistungen am Markt integriert werden. Ziel ist es, konkrete Anwendungsfälle mit einem Mehrwert für Netzbetreiber, Energieversorger, Entscheidungsträger und die EndnutzerInnen zu entwickeln. Davide Coppola, Projektleiter und Business Developer bei ESA Business Applications, unterstrich, wie wichtig es ist, mit den Stakeholdern auf beiden Seiten – Energie und Weltraum – ins Gespräch zu kommen, um maßgeschneiderte Lösungen zu entwickeln.

Durch das Zusammenschnüren von Satellitendaten und -services wurden beispielsweise im Projekt MOWGLI wesentliche Optimierungen im Planungsprozess und Design, Betrieb sowie in Wartung von Microgrids ermöglicht. Von der Entscheidung des idealen Standorts für die nötige Infrastruktur bis hin zu automatisierten Zahlungsdiensten ist hier das Motto: „Satellitendaten sind nicht die Lösung, aber ein idealer Teil der Lösung.“

Dieses Leitmotiv wird ebenso im Projekt SP4GO demonstriert, wo Satellitendaten für die Verbesserung von Smart Grid-Anwendungen integriert wurden. So können die Auswirkungen neu integrierter nachhaltiger Energielösungen, wie dezentrale PV-Module über Speicher bis hin zu Ladestationen für die E-Mobilität präziser prognostiziert und gehandhabt werden. Umweltrisiken (insb. Blitzeinschläge, Eisbildung und Baumbestand) sowie Instandhaltungskosten werden dadurch minimiert.

Mit diesen Beispielen zeigte Herr Coppola, wie die Energiebranche durch ihr Mitwirken in Projekten der ESA bereits jetzt einen Mehrwert aus Satellitendaten und -services zieht. Die Präsentation inklusive Links zu den Projekten finden Sie hier.

Wie Satellitenaten und -services in energierelevante Prozesse integrieren?

„Richtig mächtig wird es erst dann, wenn man die Satellitendaten mit anderen Daten und Technologien kombiniert“, so Andreas Salentinig, CEO von Ubicube und Gewinner des vom BMK organisierten Space4Mobility Hackathons im Jahr 2020. Der Startup-Gründer konnte durch seine Erfahrung und sein Know-how aus erster Hand erklären, wie man durch Satellitendaten neue, deutliche verbesserte Services entwickeln kann, um diese in bestehende Prozesse zu integrieren.

Hierzu nutzte das Team von Ubicube seine Expertise im Bereich Geoinformatik, Erdbeobachtung, Softwarearchitektur und Machine Learning für die deutliche Verbesserung und Weiterentwicklung der Prozesse der viadonau. Das Team hat relevante, bestehende Datenpakete identifiziert und mit Satellitendaten zu sogenannten „Geodata-cubes“ verbunden, mit dem Ziel, die Datenlücken in bestehenden Prozessen mit qualitativ hochwertigem Datenmaterial zu schließen. Hierdurch entstanden nicht nur Ressourcenoptimierungen als klarer Mehrwert, sondern auch eine wesentlich bessere Datengrundlage für die Kompensationszahlungen an Eigentümer von überfluteten Flächen im Bereich Hochwasserschutz.

Ubicube hat sich seitdem weiterentwickelt und wendet seinen Ansatz in weiteren Use Cases an. Im Bereich Stadtentwicklung und Gebäudemonitoring kann sich Andreas Salentinig im Rahmen von Space4Energy auch Anwendungen im Energiebereich gut vorstellen. Hier können demographische sowie ökonomische Daten für die Stadtentwicklung genauso einen Beitrag leisten wie das Monitoring von Gebäuden, z.B. durch die Verbindung von Google Streetview und Thermalkarten, die einen Hinweis auf die Energiekennzahl – auch auf Quartiersebene – geben könnte. Sie finden die Präsentation hier.

Die Daten dafür sind bereits vorhanden, von den frei erhältlichen Daten von Copernicus bis hin zu Daten anderer Anbieter mit einer gestochen scharfen, zentimetergenauen Auflösung. Das Beispiel Ubicube zeigt, dass die Expertise für die Integration dieser Daten im österreichischen Weltraumsektor bereits vorhanden ist. Es liegt nun an der Energiebranche, sich dieser zu bedienen. Dafür liefern wir bei Space4Energy Raum für Dialog.

Welche Anwendungen für die Energiebranche?

Gemeinsam mit über 50 ExpertInnen der Energiebranche und der Weltraumbranche haben wir in Ideation-Sessions gezielt Ideen eingeholt, um weitere Anwendungsfelder von Satellitendaten und -services zu identifizieren.

Als Unternehmen lohnt es sich, herauszufinden, welche Daten für Ihre Prozesse, Produkte und Anwendungen relevant sind. Wie der Erdbeobachtungsexperte Samuel Almond berichtete, ergeben sich hier zahlreiche Anwendungspotenziale. Diese können in Verbindung mit Topographiedaten, GIS Daten, Daten zu CO₂-Ausstoß, ökonomischen und demographischen Daten, Thermalkarten oder Energieinfrastrukturdaten – z.B. Kanaldaten bei der Nutzung von Abwasser.

Als besonderer Fokus für den geplanten Space4Energy Hackathon wurden sogenannte „low hanging fruits“ identifiziert, insbesondere Prozessoptimierungen, Kostenoptimierungen, Effizienzsteigerungen und Automatisierungen. Hier gilt es, den Hackathon als „fast-track“ für die Integration von Satellitendaten und -services zu nutzen.

Besonders hervorzuheben sind Prozesse, die auf von Drohnen oder von Flugzeugen aus aufgenommenen Daten, insbesondere Bildmaterial, zurückgreifen. Durch die Kombination dieses Materials mit Satellitenbildern können z.B. Potenziale für Dach-PV und Biomasseanwendungen automatisiert und vor allem kostengünstiger identifiziert werden.

Auch in der Energieraumplanung besteht ein vielversprechendes Potenzial für die Integration von Satellitendaten. Eine interessante Anwendung ist es, die Energiedichteverteilung mit dem Energiebedarf präziser zu verbinden. Um die Integration von neuen Wärmequellen, sei es Restwärme aus Abluft oder Abwasser, voranzutreiben ist ein genaues Matching mit dem Wärmebedarf notwendig. Die Fernerkundung von Wärmeinseln wurde auch mehrmals von ExpertInnen als hochrelevant eingestuft.

Als weiteres mögliches Anwendungsgebiet von Weltraumlösungen wurde das Monitoring der Erreichung von Klimazielen auf mehreren Ebenen aufgedeckt. Unternehmen, Gemeinden und Städte geraten zunehmend unter Druck, ihren Beitrag zu den Klimazielen auf EU und nationaler Ebene zu leisten und über diesen auch zu berichten. Satellitendaten und -services könnten hier Informationslücken schließen.

Ihre Anwendungen beim Space4Energy Hackathon einbringen!

Durch den Dialog rund um Space4Energy wird klar, welche Anwendungsgebiete für die schnelle Integration von Satellitendaten und -services eine hohe Relevanz haben. Ob Monitoring von Energienetzen, Prognose von Stromerzeugung und -verbrauch oder Standortplanung: Weltraumdaten können in vielen Bereichen einen Mehrwert leisten. Der Space4Energy Hackathon soll dazu beitragen, mit Hilfe von Weltraumlösungen datengetriebene Prozesse der Energiebranche deutlich zu verbessern.

Im Rahmen des Space4Energy Hackathons richtet sich unser Aufruf an Sie, Problemstellungen an uns heranzutragen, deren Prozesse optimiert werden sollen. Andererseits sind beim Hackathon auch innovative Tech-Unternehmen gefragt, die durch Ihre Services dazu beitragen, diese Prozesse im Energiesektor zu optimieren.

Um es mit den Worten der viadonau zu sagen: „Der Hackathon ist die ideale Gelegenheit, das Potenzial der neuesten Dienste der Erdbeobachtung zur Einbindung in unseren Modernisierungskurs zu prüfen.“

Ergreifen Sie diese Gelegenheit und bringen Sie Ihren Anwendungsfall ein über unseren Challenge-Bogen. Wir entwickeln gemeinsam mit ExpertInnen des BMK Ihren Anwendungsfall zu einer attraktiven Challenge.

Bei weiteren Fragen melden Sie sich gerne bei francois.laurent@greenenergylab.at.

Wir freuen uns, dieses spannende Thema mit Ihnen voranzutreiben!