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KI und der Wettlauf gegen den Klimawandel

Tech-Helden treiben Netto-Null an: KI und der Wettlauf gegen den Klimawandel. Die Zeit treibt uns an, und Industrial AI beschleunigt unsere Reise. Mehr dazu im Artikel von Pina Schlombs.

Tech-Helden treiben Netto-Null an: KI und der Wettlauf gegen den Klimawandel

Die Zeit bleibt die große, unaufhaltsame Kraft. Es kann unser Verbündeter und Wegbereiter sein — einer von Tolstois „mächtigsten Kriegern“. Es vereint uns alle im Rennen um den Nullpunkt, ein Rennen, in dem wir alle die gleiche Ziellinie haben, dieselben Regeln und derselbe Richter, der entscheidet, ob wir gewonnen haben. Und innerhalb dieses Rennens kann industrielle KI dazu beitragen, das Tempo bei der Minimierung unserer Umweltauswirkungen zu beschleunigen. So geht's.

Eine Frau mit kurzen Haaren und einem ernsten Gesichtsausdruck trägt ein blaues Hemd und hat einen Maulwurf auf der rechten Wange.

Author: Pina Schlombs, Sustainability Lead, Siemens Digital Industries Software

Heute verändern seismische Veränderungen die Welt, in der wir leben. Unsere Fähigkeit, diese zu meistern „Megatrends“ — demografischer Wandel, Urbanisierung, Glokalisierung, Umweltveränderungen und Ressourceneffizienz sowie Digitalisierung — werden unsere kollektive Zukunft prägen.

Der Zeitdruck lastet schwer auf all diesen Dingen. Aber dieser Druck wird existenziell, wenn es um den Wettlauf um Netto-Null geht; Netto-Null im weitesten Sinne, das alle vom Menschen verursachten Umweltauswirkungen umfasst. Die Zeit wird knapp, um die Ziele des Pariser Abkommens zu erreichen, und wie im Infrastructure Transition Monitor 2023 hervorgehoben, gehen derzeit weniger als 50 % der Organisationen davon aus, ihre Dekarbonisierungsziele bis 2030 zu erreichen.

KI verspricht jedoch, unsere Bemühungen hier grundlegend zu verändern. Eine Studie, die im Nature Magazine veröffentlicht wurde und die untersucht Die Rolle der KI bei der Erreichung der Ziele für nachhaltige Entwicklung, skizziert das Potenzial, zusammen mit den Überlegungen zu dessen Realisierung. Auf andere Erfolgsfaktoren wird verwiesen in Recherche von PwC, was unterstreicht, dass KI dazu beitragen könnte, die CO2-Emissionen zu senken, indem 0,9 bis 2,4 Gigatonnen bis 2030, entspricht den jährlichen Emissionen Australiens, Kanadas und Japans.

Wenn es darum geht, das Rückgrat unserer Volkswirtschaften, wie Produktion, Infrastruktur und Transport, zu verändern, geht es nicht darum, mit KI einen großen Sprung zu machen. Der strategische Einsatz von „Industrial AI“ (KI, das ist industrietauglich - zuverlässig, sicher und vertrauenswürdig) kann als Beschleuniger und Verstärker dienen. Es kann uns helfen, komplexere Probleme schneller und in großem Maßstab zu lösen, um die Effizienz zu steigern und die Emissionen zu senken. Wie sieht dieser Fortschritt aus? Hier sind fünf Paradebeispiele:

Ein Titelbild der digitalen Zwillingsfabrik mit einem Fabriklayout und einem Technologiekonzept für digitale Zwillinge.

1. Digitale Zwillinge: Entwicklung einer Netto-Null-Zukunft

Im Mittelpunkt dieser KI-gestützten Revolution stehen KI-gestützte digitale Zwillinge, die integraler Bestandteil des industriellen Metaversums sind. Diese ausgeklügelten Simulationen realer Anlagen ermöglichen Ingenieuren „Zeitreisen“, sodass sie vergangene Daten analysieren und zukünftige Szenarien vorhersagen können. Dadurch können die Umweltauswirkungen von Produkten simuliert werden, sodass Ingenieure datengestützte Optimierungsentscheidungen treffen können, um den Fußabdruck in der realen Welt zu minimieren.

Zum Beispiel Die digitale Zwillingstechnologie hilft ACC deutlich den Ertrag bei der Elektrodenherstellung verbessern. Das beschleunigt nicht nur ihren Übergang zu Netto-Null-Fabriken, sondern es beschleunigt auch ihren Aufbau von Gigafactories. Infolgedessen beschleunigt es den Übergang zur Elektromobilität.

2. Intelligentere Infrastruktur: Wasser sparen auf intelligente Weise

Der Zugang zu Wasser ist das grundlegendste menschliche Bedürfnis. Weltweit stellen die Verfügbarkeit und Bewirtschaftung von Wasser jedoch eine Herausforderung dar, die durch Faktoren wie den Klimawandel, den raschen demografischen Wandel und die Urbanisierung noch verschärft wird. Wir stehen vor einem Anstieg um 1% der Wasserbedarf jedes Jahr, im Gegensatz zu einer Realität, in der ungefähr 30% des gesamten produzierten Wassers geht weltweit verloren.

Ein radikal effizienteres Wassermanagement ist daher von entscheidender Bedeutung. Und Innovationen wie die, die von der schwedischen Wassergesellschaft realisiert wurden. VON SYD, die effektiv Wasserlecks reduzieren können, sind unerlässlich, um dieses Problem anzugehen. Hier, ein KI-basierte Lösung erkennt Leckagen von nur 0,5 Litern pro Sekunde und sorgt so für mehr Transparenz und intelligenteres Anlagenmanagement, um die kostbare Ressource Wasser besser zu schützen und zu transportieren.

Eine Person steht vor einem großen Bildschirm und zeigt ein Diagramm mit einer blauen und einer roten Linie.
Eine Person steht vor einer weißen Wand, trägt ein schwarzes Hemd und hält einen schwarzen Gegenstand in der Hand.

3. Generatives Design: Innovation beschleunigen

Generatives Design nutzt KI, um einen riesigen Designraum zu erkunden, wodurch zahlreiche Lösungen für multikriterielle Anforderungen generiert werden. Diese Methode bietet nicht nur ein breites Spektrum an Lösungen, sondern grenzt auch effizient die effektivsten ein, was Zeit und Ressourcen beim Testen spart. Dies führt zu einer deutlichen Reduzierung der Kosten, der Umweltbelastung und des Risikos.

Die KI-gestützte Neugestaltung von Industrierobotergreifern zeigt diese Innovation. Durch die Nachahmung natürlicher Designs durch KI-gestützte Topologieoptimierung und die Nutzung des Potenzials der additiven Fertigung führte dieser Ansatz zu eine Reduzierung der CO2-Emissionen pro Roboter um 82 %.

4. Prädiktive Wartung: Eine Welt mit höherer Mobilitätsverfügbarkeit

Prädiktive Wartung, unterstützt durch KI, revolutioniert die Art und Weise, wie wir komplexe Systeme verwalten und warten. Dieser Ansatz beinhaltet den Einsatz von KI zur Analyse von Laufzeitdaten und zur Vorhersage potenzieller Probleme, bevor sie auftreten, wodurch Ausfallzeiten effektiv reduziert, die Effizienz gesteigert und die Lebensdauer von Anlagen verlängert werden.

Ein herausragendes Beispiel ist das Rhein-Ruhr-Express-Projekt. Hier, KI-gestützte Analysen auf der Grundlage von Railigent X trägt zu einer Serviceverfügbarkeit von über 99 % bei. Diese Effizienz ermöglicht auch eine längere Lebensdauer der Komponenten und einen geringeren Materialverbrauch, was direkt zu einem geringeren Ressourcen- und Energieverbrauch sowie niedrigeren Emissionen führt. Darüber hinaus hat es die Zuverlässigkeit und Attraktivität des Bahnsystems für tägliche Pendler erheblich verbessert.

Eine Person steht vor einem großen Gebäude mit blauem Himmel und Wolken im Hintergrund.
Eine Person steht auf einem Feld mit einem großen Felsen im Hintergrund.

5. Wir helfen, die Auswirkungen der KI auszugleichen: Energieeffizienter Rechenzentrumsbetrieb

KI ist zwar ein mächtiges Instrument im Kampf gegen den Klimawandel, aber es ist wichtig, ihre eigene energieintensive Natur anzuerkennen. Innovationen sind im Gange, um die Grundursachen dafür anzugehen. Sie zielen auf die LLM-Effizienz ab, wie die Infrastrukturarchitektur konzipiert ist, die Hardware, auf der die Modelle laufen, und vieles mehr.

Darüber hinaus verbrauchen Rechenzentren, die für unsere digitalen Aktivitäten, unseren Geschäftsbetrieb und die Weltwirtschaft von entscheidender Bedeutung sind, viel Energie, insbesondere für Kühlzwecke. Aber KI bietet auch hier einen Teil der Lösung. Ein überzeugendes Beispiel ist das KI-gestützte Kühlmanagement in den Greenergy-Rechenzentren in Estland. Die innovative Anwendung von KI hier hat die Anlage in eines der nachhaltigsten Rechenzentren im Baltikum verwandelt und die Effizienz auf Knopfdruck um etwa 30 % gesteigert.

Letztlich ist unser Weg in eine umweltfreundlichere Zukunft durch die synergetische Konvergenz von KI mit anderen Technologien gekennzeichnet. Insbesondere Industrial AI verändert unsere Fähigkeit, komplexe multidimensionale Probleme in beispielloser Geschwindigkeit und Größenordnung zu bewältigen, verbessert andere Technologien, die wir zur Verfügung haben, und beschleunigt unsere Lern- und Innovationskapazitäten.

Dies ist auch eine Reise der Zusammenarbeit, unterstützt durch digitale Geschäftsplattformen wie Siemens Xcelerator. Niemand kann unsere größten Herausforderungen alleine bewältigen. Kluge Köpfe, Unternehmen, Entwickler und Innovatoren müssen über Grenzen hinweg zusammenkommen und die Vorteile eines Ökosystemorientierten Innovationsansatzes nutzen, um die Synergien und die Interoperabilität der industriellen KI mit anderen Technologien gemeinsam zu schaffen und zu nutzen.

Indem wir das annehmen, haben wir die Möglichkeit, uns nicht nur auf Umwelt- und Ressourcenprobleme einzustellen oder darauf zu reagieren; wir können gemeinsam unsere Zukunft proaktiv vorantreiben und gestalten, indem wir die digitale und die reale Welt kombinieren. Dies wird ein wichtiger Schritt in Richtung einer intelligenteren, umweltfreundlichen Welt sein. Industrielle KI ist ein immer leistungsfähigeres Tool, das uns hilft, unser Tempo im Wettlauf um Netto-Null zu beschleunigen.

Ein Siemens Xcelerator X-Gerät in einer Box mit einem blau-weißen Farbschema.

Beschleunigung der digitalen Transformation zur Skalierung der Nachhaltigkeit

Siemens Xcelerator ist eine offene digitale Geschäftsplattform, die Zusammenarbeit und Innovation durch ein kuratiertes Portfolio ermöglicht, das reale und digitale Welten kombiniert, und ein leistungsstarkes ecosystem von Partnern, die gemeinsam beschleunigen können, um Ihre geschäftsspezifischen Dekarbonisierungsziele zu erreichen.

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