NEED – Verbundvorhaben: Neue Daten für die Energiewende
| Partner | Technische Universität München (TUM) |
| Förderer | Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) |
| Zeitraum | September 2023 bis September 2027 |
| Ansprechpartner | Patrick Buchenberg, M.Sc. |
Projekt "NEED"
Das Projekt NEED (NEuE Daten für die Energiewende) verfolgt den Aufbau einer nationalen Energiedatenplattform für Planungszwecke. Dabei sollen unterschiedliche, heterogene Datenquellen eingebunden werden. Neben diesen konventionellen Quellen sollen auch Datenpunkte mit Hilfe geeigneter Verfahren synthetisch erstellt werden, um fehlende Informationen zu erstellen. Unter Nutzung dieser Datenquellen werden schließlich Ontologien (Knowledge Graph) genutzt, um semantische Anfragen und eine einfache Anbindung unterschiedlicher Planungswerkzeuge zu ermöglichen.
Projektbeschreibung
Mithilfe der NEED-Plattform wird die Planungsgrundlage in Form von Daten unterschiedlicher Ebenen und Domänen digital verfügbar gemacht und auf Basis von Ontologien miteinander verknüpft. Damit entsteht ein Baukasten für durchgängige Planungsaufgaben vom Gebäude bis zur Infrastruktur, der automatisierte, modellbasierte Analysen über Systemgrenzen hinweg ermöglicht. Neben einer Qualitätsverbesserung durch transparente, digitale und verifizierte Daten, werden Kosten- und Zeitaufwände zur Datenakquise und -aufbereitung, die bei Planungsprozessen einen Anteil von mehr als 2/3 ausmachen, erheblich reduziert.
Mit der hier vorgeschlagenen NEED-Plattform werden die Prozesse im Kontext eines Datenökosystems erheblich vereinfacht und beschleunigt. Heterogene energiebezogene Datenquellen werden automatisiert zusammengeführt und mittels Ontologien logisch und konsistent über die verschiedenen Sektoren, sowie zeitliche und räumliche Ebenen, verknüpft.
In diesem Zusammenhang sollen keine bestehenden Datenplattformen ersetzt, sondern vielmehr als Quelle in das Ökosystem integriert werden. Neben konventionellen Datenquellen (etwa Energieatlanten, Landesämtern, Netzbetreiber, Gebäudedaten, Geothermievorkommen, Wetterdaten) der verschiedenen Planungsebenen (etwa Gebäude, Quartier, Region), sollen auch Möglichkeiten erforscht werden, um vorhandene Lücken mit synthetischen Daten zu schließen. Durch die Integration von konventionellen Daten und die Ableitung synthetischer Daten, ergibt die NEED-Plattform ein robustes, pflegeleichtes und flexibles Werkzeug zur Ableitung von Energiemaßnahmen auf verschiedenen räumlichen Ebenen, ohne das Gesamtbild aus dem Blick zu verlieren.
Um die jeweiligen (Planungs-)Aufgaben durchzuführen, sollen schließlich Partnerwerkzeuge und -modelle über semantische Anfragen und geeignete Schnittstellen, auf die erforderlichen Daten zugreifen. Hierdurch wird der NEED Ansatz für eine transparente Bereitstellung aktueller Daten, insbesondere an den Beispielen der Wärmeleitplanung und der Erstellung eines dynamischen Energienutzungsplans, evaluiert.
Forschungsbeitrag
Mit dem NEED Projekt werden die Prozesse im Kontext eines Datenökosystems erheblich vereinfacht und beschleunigt. Dabei befasst sich das Projekt mit den folgenden Elementen:
- NEED Datenbasis: Diese besteht aus konventionellen Daten, die in maschinenlesbarer Form aus unterschiedlichsten Quellen beschrieben und integriert werden. Zudem werden fehlende Datenbestände oder Lücken mithilfe von synthetischen Daten ergänzt. Hierfür werden Verfahren eingesetzt oder entwickelt, um beispielsweise aus Luftbildern Solaranlagen oder Gebäudegeometrien zu extrahieren, oder durch Rekonstruktion von Planungsverfahren Infrastruktureinrichtungen abzuleiten. Zudem müssen derartig erzeugte Daten und Verfahren geeignet validiert und verifiziert werden.
- NEED Knowledge Graph: Die Abstraktion von Daten zu Ontologien, die Erweiterung von Datenbanken zu einem Knowledge-Graph stehen in den Anfängen, mit erfolgversprechenden Beispielen in anderen Bereichen. Innovationen sind hier im Bereich der Interoperabilität und Wiederverwertung zu erwarten, die heute so nicht vorstellbar sind. Dies setzt aber voraus, dass eine ganz neue Qualität in der Beschreibung von Daten über die verschiedenen Planungsebenen vorliegt.
- Dezentrale NEED-Plattform: Die Plattform ist keine konventionelle Datenbank, sondern eine Datendrehscheibe. Die Innovation liegt darin, dass schrittweise aufwendige Arbeitsschritte automatisiert und orchestriert werden, ohne, dass dies alles in einem Schritt erfolgen muss. Des Weiteren werden Hindernisse einer organisationsübergreifenden Zusammenarbeit mittels eines geeigneten Regelwerks zur Konformitätsüberprüfung, der Einhaltung von Rollenvorgaben und der Zweckgebundenheit, überwunden.
- NEED-Planungswerkzeuge: Die Parallelität aus Planung und Daten spielt dabei eine besondere Rolle. Die NEED-Plattform soll dabei für möglichst viele unterschiedliche Planungswerkzeuge, Energiemodelle oder andere Energiedienste die erforderlichen Eingangsdaten bereitstellen. Die Validierung erfolgt dabei anhand unterschiedlicher Zielgruppen, mit unterschiedlichen Werkzeugen und unter Berücksichtigung der verschiedenen Planungsebenen.
