AI voor Energie en Duurzaamheid
De energietransitie legt de complexiteit van ons energiesysteem bloot. Om een duurzame toekomst te realiseren, moet het systeem ‘vergroenen’, maar ook moeten nog steeds de elektriciteitsproductie en -consumptie op ieder moment in balans zijn met elkaar. De digitalisering en beschikbare data van energiesystemen zijn enorm toegenomen. Hiermee wordt het mogelijk om door de inzet van AI de energietransitie aanzienlijk te versnellen. Op kleine schaal wordt AI al ingezet, denk bijvoorbeeld aan de slimme thermostaat, of het opladen van een elektrische auto, juist op een moment dat de energievraag en -prijs laag zijn. Echter, het energiesysteem als geheel is echter nog verre van slim, en kan door de inzet van AI een stuk efficiënter worden.
Diepgaande kennis van AI geeft energie- en duurzaamheidsexperts belangrijke tools in handen. Denk bijvoorbeeld aan algoritmes speciaal ontwikkeld voor de aansturing van energiedistributiesystemen, het inrichten en verbeteren van ‘control’ bij energie-infrastructuur (zoals nodig bij ondergrondse warmteopslag) en slimme ondersteuning bij complexe besluitvormingsprocessen, bijvoorbeeld wanneer het gaat over investeringen die een impact hebben op het gehele energiesysteem. Omdat het uittesten van oplossingen in de praktijk vaak niet mogelijk is, en erg bewerkelijk en kostbaar, ontwikkelen we zeer gedetailleerde modellen en simulatoren die een deel van deze praktijktests kunnen afvangen.
Onderzoeksgebieden
De TU Delft geeft een impuls aan het Nederlandse energielandschap door onderzoek te doen naar AI voor een duurzame en eerlijke energiehuishouding voor iedereen. Met meer dan 700 energiewetenschappers en enkele duizenden studenten werken we aan de ontwikkeling van de kennis en innovaties die hiervoor nodig zijn. Onze ambitie is om met AI-onderzoek meer inzicht in systemen en processen te krijgen (door geautomatiseerd leren uit gegevens) en een intelligent systeem te ontwikkelen dat zowel ingenieurs als maatschappelijke belanghebbenden ondersteunt bij besluitvorming. Denk hierbij zowel aan het ontwerp van (delen van) het energienetwerk of het gebruik van het energienetwerk.
We richten ons hierbij op de volgende, belangrijke uitdagingen op het gebied van AI en digitalisering voor energie en duurzaamheid:
- Ondersteuning van de besluitvorming voor de vernieuwing van het energiesysteem, met aandacht voor risico's, beschikbare hulpbronnen en veerkracht. Daarbij rekening houdend met meerdere belanghebbenden en met inbegrip van de effecten op de samenleving en het milieu.
- Coördinatie en nauwkeurige aansturing van het energiesysteem: de infrastructuur en energiemarkten voor elektriciteit, warmte en gas. Zodat het geïntegreerde systeem efficiënt, betrouwbaar en eerlijk is, zelfs wanneer alle energiebronnen hernieuwbaar en dus meestal variërend en nauwelijks controleerbaar zijn.
- Efficiënt energiegebruik van systeemcomponenten, zowel van apparatuur als modellen.
- Ondersteuning van interacties in het energiesysteem: snelle en efficiënte interactie tussen actoren onderling (producenten, consumenten, huishoudens en industrie) én tussen actoren en het energiesysteem.
Onderwijs
- In de TU Delft MOOC ‘Digitalisering van intelligente en geïntegreerde energiesystemen’ leert de deelnemer waar en hoe intelligentie toe te passen op het energienetwerk om een gedigitaliseerd, geautomatiseerd, geïntegreerd en geoptimaliseerd energiesysteem te creëren. De cursus is Engelstalig: https://www.edx.org/course/intelligent-integrated-energy-systems-2
- De Kick-off cursus AI & Energie, een initiatief van de Nederlandse AI Coalitie (NL AIC) en de Topsector Energie en Duurzaamheid is een gratis online cursus die monteurs, installateurs en andere professionals in de energiebranche bewust wil maken van de kansen van AI en wat AI betekent voor hun dagelijkse werk. Experts en gebruikers leggen basisbegrippen zoals algoritmes, AI, machine learning en deep learning uit: https://energie.ai-cursus.nl/
Samenwerkingen/partners
AI voor een CO2-vrij energiesysteem
De werkgroep Energie en Duurzaamheid van de Nederlandse AI coalitie (NL AIC) heeft het position paper 'AI als versneller van de energietransitie' gepubliceerd in september 2021. Dit paper beschrijft de kansen voor een CO2-vrij energiesysteem. Onderzoekers van de TU Delft hebben via de kerngroep een actieve bijdrage geleverd aan deze gezamenlijke agenda.
Wetenschappelijke contactpunten:
Arnoud van der Zee
Programma Manager NL AIC Werkgroep Energie & Duurzaamheid