Open-Data hilft beim Erreichen der Klimaschutzziele

Wo gibt es den besten Ertrag aus Windkraft- und Solaranlagen? Diese Frage ist für eine möglichst optimale Nutzung der gewonnenen Energie entscheidend bei der Standortwahl. Forscherinnen und Forscher der Frankfurt University of Applied Sciences (Frankfurt UAS) haben dafür ein „digitales Werkzeug“ entwickelt, um EU-weit die ertragreichsten Standorte für Windkraft- und Solaranlagen zu identifizieren. Das Land Hessen fördert das Projekt mit dem Namen Computer-Aided Renewable Energy Language (CAREL) mit 395.509 Euro aus dem Programm Distr@l, ergänzt um eine Kofinanzierung von 269.460 Euro aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung. Digitalministerin Prof. Dr. Kristina Sinemus hat heute den Zuwendungsbescheid an Prof. Dr. Martina Klärle und Prof. Dr.-Ing. Robert Seuß von der Frankfurt UAS virtuell überreicht.

„Sie leisten mit ihrem Projekt einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Klimaschutzziele. Denn nur innovative und wegweisende Lösungen helfen uns, den unbestritten notwendigen Weg in Richtung Klimaneutralität zu gehen“, sagte Sinemus. „Gleichzeitig leisten Sie mit dem Projekt CAREL einen entscheidenden Beitrag zur digitalen Transformation und eröffnen Möglichkeiten über die Landesgrenzen hinaus.“

Grundlage für das Projekt sind schon vorhandene Geodaten, die erstmals durch die seit 2021 europaweit harmonisierten Geodaten (INSPIRE-Richtlinie) zur Verfügung stehen. Diese werden mit bereits entwickelten Open-Source-Algorithmen der Frankfurt UAS für die Identifikation der regional ertragsreichsten Wind- und Solarstandorte verbunden. „Das ist ein schönes Beispiel, wie die Open-Data-Strategien von EU, Bund und Land Hessen für sinnvolle und notwendige Vorhaben den Weg bereiten können und welch großes Potenzial sich aus der kostenfreien Bereitstellung öffentlich zugänglicher Daten ergeben kann. Daher befürworten wir ausdrücklich Open-Source-Vorhaben, die dem Wissenstransfer dienen“, sagte die Digitalministerin. Weitere Beispiele seien das GovData-Portal für Verwaltungsdaten, das hessische Gesetz zur kostenlosen Bereitstellung offener Geobasisdaten sowie das Copernicus-Programm in der Satellitentechnologie.

Bei CAREL wird ein „digitales Werkzeug“ entwickelt, das EU-weit unter Berücksichtigung regionaler Besonderheiten die ertragreichsten Standorte für Windkraft- und Solaranlagen ermittelt – und dies schnell, kostengünstig und transparent. Dazu wird ein generisches Modell zur Übertragung der entwickelten Berechnungsmethodik geschaffen. Große Datenmengen (Big Data und Cloud-Computing) werden durch automatisierte Prozesse in GIS-Labors verarbeitet und Methoden der Künstlichen Intelligenz angewendet. Durch einen gemeinsamen Austausch mit Praxisanwendern und Forschungseinrichtungen wird sichergestellt, dass die Expertise der Zielgruppen berücksichtigt und eingebunden wird. Die entwickelten Algorithmen und Formeln werden über Open-Access-Plattformen für eine breite Fachöffentlichkeit nutzbar und sind für die Weiterentwicklung konzipiert. Bisher wurden nur lokal und punktuell Forschungsergebnisse gebündelt, das geförderte Projekt ermöglicht eine EU-weite Ausbreitung und Anwendbarkeit in der Praxis. 

Projektleiterin von CAREL ist Prof. Dr. Martina Klärle, Vizepräsidentin für Forschung und Lehre an der Frankfurt UAS. Sie hat weitreichende praktische Erfahrungen in der automatisierten Berechnung des Solarpotenzials für große zusammenhängende Regionen und hat das erste flächendeckende Solarpotenzialkataster in Hessen mit auf den Weg gebracht. „Es ist mir wichtig, meine Forschungsergebnisse der vergangenen zehn Jahre an der Schnittstelle der Erneuerbaren Energien und der Geoinformatik auf der EU-Ebene auszurollen. Wir haben für Hessen und Deutschland und den dortigen Ausbau der Erneuerbaren Energien viel Forschungsexpertise entwickelt, diese möchten wir mit CAREL in den Dienst der EU stellen und damit den ‚Green Deal‘ unterstützen. Die Frankfurt UAS verleiht so auch in der Forschung ihrer neuen Nachhaltigkeitsstrategie Ausdruck“, sagte Klärle.

Weiterer Projektbeteiligter ist Prof. Dr. Robert Seuß vom Master-Studiengang Geodatenmanagement der Frankfurt UAS. Er verantwortet bei CAREL die Aufbereitung der EU-weit standardisierten Geodaten und die Darstellung sowie den einfachen Zugang zu den benötigten (Geo-)Daten und Berechnungsalgorithmen. „Hochwertige und offene Geodaten bilden den Treibstoff für vielfältige Anwendungen. Durch harmonisierte Dateninhalte über Länder- und Verwaltungsgrenzen hinweg können bestehende Algorithmen und Modelle einfacher räumlich transferiert werden. So können sie in Kombination mit leistungsfähiger Informationstechnologie einen wichtigen Beitrag zum europäischen Klimaschutz leisten“, erklärte Seuß.

Hintergrund Förderprogramm Distr@l

Das Förderprogramm Distr@l ist Ende 2019, also vor der Corona-Pandemie, gestartet. Bis jetzt sind bereits mehr als 450 Anfragen und 260 Konzepte eingegangen. Bewilligt wurden bisher 44 Projekte mit einem Gesamtfördervolumen von rund 11,6 Millionen Euro. Weitere 17 Projekte mit einem Gesamtfördervolumen von rund 5,5 Millionen Euro wurden zur Förderung empfohlen. „Die riesige Resonanz zeigt, wie Digitalisierung zu einer Erleichterung und Verbesserung im Alltag beitragen kann und wie viele gute Ideen es dazu in Hessen gibt“, freute sich Digitalministerin Sinemus. „Gerade durch die Corona-Pandemie hat unser Distr@l-Förderprogramm noch einmal zusätzlich Bedeutung gewonnen. Rund die Hälfte aller Anfragen hat einen Corona-Bezug.“ Die Hessische Landesregierung hat daher im vergangenen Jahr das für fünf Jahre ausgelegte Distr@l-Fördervolumen von 40 Millionen Euro um 17,5 Millionen Euro aus dem Sondervermögen zur digitalen Transformation aufgestockt, so dass insgesamt rund 200 Forschungs- und Entwicklungsprojekte bis 2024 bewilligt werden können.

Das Förderprogramm Distr@l adressiert digitale angewandte Forschungs- und Entwicklungsprojekte mit Akteuren aus Hessen. Die antragsberechtigen Zielgruppen erstrecken sich von kleinen und mittleren Unternehmen über Start-ups bis hin zu Hochschulen und Forschungseinrichtungen. Gefördert werden Einzel- sowie Verbundvorhaben, die den Stand der digitalen Technik signifikant erhöhen. Das Förderprogramm ist explizit themenoffen konzipiert und legt den Fokus auf digitale anwendungsbezogene Vorhaben. Mit den vier Förderlinien stellt das Programm ein einzigartiges Fördersystem dar, das zielgruppenorientiert auf die Herausforderungen der digitalen Transformation in Wirtschaft und Gesellschaft reagiert und sich komplementär in die Förderlandschaft des Landes einfügt. Dieses breite Angebot von Machbarkeitsstudien (Förderlinie 1), über digitale Produkt- und Prozessinnovationen (Förderlinie 2) und Wissens- und Technologietransfer (Förderlinie 3) bis hin zu Spin-off-Förderung an Hochschulen sowie Wachstumsförderung in Start-ups (Förderlinie 4) ermöglicht es, neue Lösungen und Projektideen im Kontext digitaler Technologien zu gestalten und umzusetzen.