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Modellieren, Simulieren, Optimieren – die Digitalisierung des Energienetzes

Unser Alltag baut auf der Gewissheit auf, dass jederzeit Strom aus den Steckdosen kommt. Schwankungen oder gar Ausfälle sind nicht vorgesehen. Wenn wir uns nicht gerade mit Katastrophenschutz befassen oder Endzeitszenarien ausmalen, denken wir selten darüber nach, wie verwundbar uns diese Abhängigkeit von verlässlicher Energieversorgung macht. Insbesondere für Gasnetze gilt: sie sind nicht nur riesig und komplex, sondern verändern sich und bedürfen permanenter Nachsteuerung und Stabilisierung. Das Energienetz mit Blick auf neue Energieträger und sich wandelnde Prioritäten weiterzuentwickeln und zu optimieren, seine Funktion zu überwachen und es resilient zu machen gegen eine Vielzahl von Risiken, ist eine hochkomplexe Aufgabe: Wir wollen nicht nur verstehen, wie verschiedene Energieträger im Netz zusammenwirken, sondern auch belastbare Vorhersagen machen und sofort reagieren können, wenn etwas Unerwartetes passiert. Dazu sind je nach Fragestellung physikalische Modelle, mathematische Methoden und Datenanalyse – auch in Echtzeit – nötig. In Simulationen und Berechnungen fließen Entwicklungen auf dem Weltmarkt, das Wetter und der Zustand der Leitungen genauso ein, wie die Qualität von Energieträgern oder der Verbrauch von Industrie und Privathaushalten. Wie macht man dieses vieldimensionale System beherrschbar?

Prof. Dr. Alexander Martin ist Mathematiker. Er leitet das ADA Lovelace Center for Analytics, Data and Applications am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS und ist Gründungsvizepräsident der Technischen Universität Nürnberg. In seiner Arbeit befasst er sich mit der Modellierung und Simulation bei Optimierungsfragen und bringt „Künstliche Intelligenz“ in die Anwendung. Der Experte erklärt im Digitalgespräch, wie unser Energienetz aufgebaut ist und welche Überlegungen den Modellen und Methoden zugrunde liegen, mit denen er und seine Kolleg:innen arbeiten. Er beschreibt, welchen Nutzen Digitalisierung dabei bringt, welche Daten benötigt werden und an welchen Stellen KI einen Beitrag leisten kann. Mit den Gastgeberinnen Marlene Görger und Petra Gehring diskutiert Martin, welche Zielsetzungen und politischen Debatten Einfluss auf die Entwicklung des Gasnetzes nehmen – und mit welchen ökonomischen und ökologischen Kosten das Sammeln, Vorhalten und Nutzen von Daten verbunden ist.

Folge 41: Digitalgespräch mit Alexander Martin von der Technischen Universität Nürnberg, 19. September 2023
Weitere Informationen:

Zum Profil von Alexander Martin auf der Webseite der Technischen Universität Nürnberg: https://www.utn.de/person/prof-alexander-martin/

Zur Webseite des ADA Lovelace Center for Analytics, Data and Applications am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS: https://www.scs.fraunhofer.de/de/referenzen/ada-center.html

Alle Folgen des Digitalgesprächs
Folge 50: Ein „Digitaler Zwilling“ aus Körperdaten? Auf dem Weg in die Gesundheitsvorsorge der Zukunft
Mit Malte Gruber von der Justus-Liebig-Universität Gießen | 16. April 2024 | zur Folge»
Folge 49: Steuerfahndung mit Künstlicher Intelligenz: Panama, Pandora und mehr
Mit Christian Voß von der Forschungsstelle Künstliche Intelligenz (FSKI) am Finanzamt Kassel | 26. März 2024 | zur Folge»
Folge 48: Der AI Act der EU: Wie er zustande kam und wie er KI reguliert
Mit Domenik Wendt von der Frankfurt University of Applied Sciences | 5. März 2024 | zur Folge»
Folge 47: KI und Haftung: Wer steht ein für die Fehler Künstlicher Intelligenz?
Mit Carsten Gerner-Beuerle vom University College London | 13. Februar 2024 | zur Folge»
Folge 46: Arena of IoT: ein Fußballstadion als digitales Reallabor
Mit Oliver Bäcker von EintrachtTech GmbH | 23. Januar 2024 | zur Folge»
Folge 45: Digitale Forensik
Mit Felix Freiling von der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg | 12. Dezember 2023 | zur Folge»
Folge 44: Von Grundsatzdebatte bis Wahlkampf: Digital Kommunizieren in politischen Parteien
Mit Isabelle Borucki von der Philipps-Universität Marburg | 21. November 2023 | zur Folge»
Folge 43: Digitalität und der demokratische Auftrag des öffentlich-rechtlichen Rundfunks
Mit Florian Hager vom Hessischen Rundfunk | 31. Oktober 2023 | zur Folge»
Folge 42: Sensible Daten für die Wissenschaft: Weshalb ein Forschungs­daten­gesetz?
Mit Stefan Bender von der Deutschen Bundesbank | 10. Oktober 2023 | zur Folge»
Folge 41: Modellieren, Simulieren, Optimieren – die Digitalisierung des Energienetzes
Mit Alexander Martin von der Technischen Universität Nürnberg | 19. September 2023 | zur Folge»
Folge 40: Digitalisierte Landwirtschaft – das Beispiel Obstbau
Mit Christine Rösch vom Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) | 8. August 2023 | zur Folge»
Folge 39: Lehren und Lernen nach der Pandemie: Der schwierige Umbau des digitalen Schulunterrichts
Mit Jan Marco Leimeister von der Universität Kassel | 18. Juli 2023 | zur Folge»
Folge 38: Digitale Kunstwerke bewahren: eine Herausforderung für Museen
Mit Margit Rosen vom ZKM | Zentrum für Kunst und Medien Karlsruhe | 27. Juni 2023 | zur Folge»
Folge 37: Tageszeitungen: Wie verändern sie sich im digitalen Wandel?
Mit Carsten Knop von der Frankfurter Allgemeinen Zeitung | 6. Juni 2023 | zur Folge»
Folge 36: Wie es Computern gelingt, eigenständig mit Sprache umzugehen
Mit Chris Biemann von der Universität Hamburg | 16. Mai 2023 | zur Folge»
Folge 35: Daten­vielfalt hand­hab­bar machen – das Beispiel Bio­di­versi­täts­forschung
Mit Barbara Ebert von der Gesellschaft für Biologische Daten e. V. | 4. April 2023 | zur Folge»
Folge 34: Maschinelles Lernen im Umweltmonitoring
Mit Hanna Meyer von der Universität Münster | 14. März 2023 | zur Folge»
Folge 33: Was können kleine und große Drohnen? Zur Automatisierung von Fluggeräten
Mit Uwe Klingauf von der Technischen Universität Darmstadt | 21. Februar 2023 | zur Folge»
Folge 32: Digitales Kreditscoring: Wie Datenanalysen darüber entscheiden, wem man Geld leiht und wem nicht
Mit Katja Langenbucher von der Goethe-Universität Frankfurt am Main | 31. Januar 2023 | zur Folge»
Folge 31: Biochemie trifft Informatik: Wie man digitale Daten in DNA speichern kann
Mit Robert Grass von der ETH Zürich | 20. Dezember 2022 | zur Folge»
Folge 30: In die eigene finanzielle Zukunft schauen: Digitale Rententransparenz
Mit Andreas Hackethal von der Goethe-Universität Frankfurt a.M. | 29. November 2022 | zur Folge»
Folge 29: Gaming-Kultur für alle: Szenen, Debatten und ein Milliardenmarkt
Mit Rae Grimm von Webedia Gaming GmbH | 8. November 2022 | zur Folge»
Folge 28: Digitale Spielräume in der Musikproduktion
Mit David Waldecker von der Universität Siegen | 18. Oktober 2022 | zur Folge»
Folge 27: Hacker-Attacken und IT-Management: Cyber-Risiken versichern
Mit Florian Salm von der Gothaer Allgemeine Versicherung AG und Ulrich Greveler von der Hochschule Rhein-Waal | 27. September 2022 | zur Folge»
Folge 26: Seltene Rohstoffe und Elektroschrott: Über Materialität und Recyclingprobleme des Digitalen
Mit Mathias Schluep vom World Resources Forum | 6. September 2022 | zur Folge»
Folge 25: Sterben, Trauern und Vermächtnis: Was ändert sich durch Digitalität?
Mit Stephan Neuser vom Bundesverband Deutscher Bestatter e. V. | 16. August 2022 | zur Folge»
Folge 24: Was ist das Darknet und was passiert dort?
Mit Kai Denker von der Technischen Universität Darmstadt | 5. Juli 2022 | zur Folge»
Folge 23: Hochleistungsrechnen zu Zukunftsfragen: Das Deutsche Klimarechenzentrum
Mit Thomas Ludwig vom Deutschen Klimarechenzentrum | 14. Juni 2022 | zur Folge»
Folge 22: Open Source für die öffentliche Verwaltung: das Beispiel Schleswig-Holstein
Mit Marit Hansen, Landesbeauftragte für Datenschutz Schleswig-Holsteins | 24. Mai 2022 | zur Folge»
Folge 21: Von Datenschutz zu Datensouveränität: informationelle Selbstbestimmung in der digitalen Gesellschaft
Mit Steffen Augsberg von der Justus-Liebig-Universität Gießen | 3. Mai 2022 | zur Folge»
Folge 20: Von Cartoons zu Instagram: „Perfekte Bilder“ und das Körperverhältnis von Mädchen
Mit Maya Götz vom Internationalen Zentralinstitut für das Jugend- und Bildungsfernsehen (IZI) des Bayerischen Rundfunks | 12. April 2022 | zur Folge»
Folge 19: Verträge automatisieren? Was sind und was leisten „Smart Contracts“?
Mit Nikolas Guggenberger von der Yale Law School | 22. März 2022 | zur Folge»
Folge 18: KI und Krieg: Verhandeln für eine UN-Konvention gegen tödliche autonome Waffensysteme
Mit Anja Dahlmann vom Institut für Friedensforschung und Sicherheitspolitik an der Universität Hamburg | 1. März 2022 | zur Folge»
Folge 17: Was ist Gaia-X?
Mit Boris Otto von der TU Dortmund und dem Fraunhofer ISST | 8. Februar 2022 | zur Folge»
Folge 16: Cookies, AirTags, Metadaten: Wohin führt das Tracking?
Mit Matthias Hollick von der Technischen Universität Darmstadt | 25. Januar 2022 | zur Folge»
Folge 15: Mit Physik rechnen: Quantencomputer in der Realität
Mit Frank Wilhelm-Mauch von der Universität des Saarlandes | 11. Januar 2022 | zur Folge»
Folge 14: Vermitteln, voranbringen, ermöglichen: Wie macht eine Digitalministerin Politik?
Mit Kristina Sinemus, der Hessischen Ministerin für Digitale Strategie und Entwicklung | 14. Dezember 2021 | zur Folge»
Folge 13: Likes, Bewertungen und smarte Assistenten – Risiken einer digitalen „Verbraucherdemokratie“
Mit Jörn Lamla von der Universität Kassel | 30. November 2021 | zur Folge»
Folge 12: Von der Münze zum Token: Geld, Wert und Währung in der Digitalität
Mit Martin Diehl von der Deutschen Bundesbank | 16. November 2021 | zur Folge»
Folge 11: Smarte Stadtentwicklung – was tun kommunale Unternehmen?
Mit Klaus-Michael Ahrend von der HEAG Holding AG | 2. November 2021 | zur Folge»
Folge 10: Genetische Information im digitalen Zeitalter: Der Streit um das Nagoya-Protokoll
Mit Anna Deplazes Zemp von der Universität Zürich | 19. Oktober 2021 | zur Folge»
Folge 9: Anspruch und Wirklichkeit: Wie steht es um den Datenschutz?
Mit Alexander Roßnagel, dem Hessischen Beauftragten für Datenschutz und Informationsfreiheit | 5. Oktober 2021 | zur Folge»
Folge 8: Predictive Policing und die Folgen: Datenanalyse in der Polizeiarbeit
Mit Simon Egbert von der Universität Bielefeld | 21. September 2021 | zur Folge»
Folge 7: DE-CIX und die Architektur des Internets
Mit Harald A. Summa von eco – Verband der Internetwirtschaft e. V. | 7. September 2021 | zur Folge»
Folge 6: Datenträger, Datendienste, Datenspuren: wissenschaftliche Bibliotheken und Verlage im digitalen Wandel
Mit Katrin Stump von der Universitätsbibliothek Braunschweig | 3. August 2021 | zur Folge»
Folge 5: Datenchirurgie? Intelligente Technik im OP
Mit Stefanie Speidel vom Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen in Dresden | 20. Juli 2021 | zur Folge»
Folge 4: KI in der Finanzwelt
Mit Florian Möslein von der Philipps-Universität Marburg | 6. Juli 2021 | zur Folge»
Folge 3: Blockchain nach Bitcoin: Regeln in der Welt der Krypto-Token
mit Sebastian Omlor von der Philipps-Universität Marburg | 22. Juni 2021 | zur Folge»
Folge 2: Emotet & Co: der Kampf gegen Cyberkriminalität
Mit Linda Bertram von der Zentralstelle zur Bekämpfung der Internetkriminalität | 8. Juni 2021 | zur Folge»
Folge 1: Überwachung messbar machen
Mit Ralf Poscher vom Max-Planck-Institut zur Erforschung von Kriminalität, Sicherheit und Recht | 26. Mai 2021 | zur Folge»
Folge 0: Digitalgespräch - ab dem 26. Mai 2021
Ein Vorgeschmack auf das Digitalgespräch | 24. Mai 2021 | zur Folge»

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