KI und Nachhaltigkeit

Kurs: KI und Nachhaltigkeit | OnCourse UB

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    Einsparpotenziale im Umweltbereich: Wo und wie viel ist drin?

    Nachdem die Rolle von KI im Klimaschutz grundsätzlich eingeordnet wurde, richtet diese Lektion den Blick auf konkrete Einsparpotenziale. Die Frage ist: In welchen Bereichen lassen sich durch KI tatsächlich Energie, Ressourcen oder Emissionen in nennenswertem Umfang reduzieren – und unter welchen Bedingungen?

    Im Gebäudesektor liegen die empirisch am besten belegten Potenziale vor. Eine Metaanalyse zu KI-getriebenen Gebäudemanagementsystemen rund um Heizung, Lüftung und Klimatisierung (siehe Grafik). Eine Metastudie hat eine Vielzahl von Studien angeschaut und kommt zu dem Ergebnis, dass besonders Bürogebäude durch KI-basierte Regelungssysteme Energieeinsparungen von bis zu etwa 37 Prozent erzielen können, sofern die Systeme gut integriert und parametriert sind (Ali et al. 2024). In Wohngebäuden und Bildungseinrichtungen sind die Einsparungen niedriger, aber immer noch signifikant, im Bereich von grob 20 Prozent. Die Autorinnen heben hervor, dass sich ein Teil dieser Potenziale nur hebt, wenn Nutzerverhalten und technische Infrastruktur zusammen gedacht werden; ein intelligenter Regler nützt wenig, wenn Fenster dauerhaft gekippt oder Systeme manuell übersteuert werden.

    Über den Gebäudebereich hinaus zeigen Reviews zu „Smart Buildings“, dass KI-gestützte Systeme nicht nur den Energieverbrauch, sondern auch den Wartungsaufwand senken können, indem sie frühzeitig auf Fehlfunktionen hinweisen und so Reparaturen effizienter planen (Chen et al. 2023; Ekanayaka Gunasinghalge et al. 2025). Allerdings weisen die Autor:innen auch darauf hin, dass viele Studien auf Simulationen oder kleineren Pilotanlagen basieren; der Schritt vom Labor- und Pilotbetrieb zur breiten Implementierung ist bisher nur in wenigen Regionen vollzogen.

    

    Erläuterung zur Grafik: a) Einsparungen durch Verbesserung der Anlageneffizienz. B) Einsparungen durch Gebäudedesign und -bau. Die vier ausgewählten Städte repräsentieren vier typische Klimazonen in den Vereinigten Staaten.

    Quelle: Ding et al. (2024)

    Die Grafik zeigt, dass KI im Gebäudebereich vor allem über mehrere konkrete technische Hebel zur Energieeinsparung beiträgt. Die Abbildung zerlegt den Energieverbrauch eines typischen Bürogebäudes in zentrale Einflussbereiche und weist für jeden davon eigenständige Einsparpotenziale aus. Ein wesentlicher Beitrag ergibt sich aus der Effizienz von Gebäudetechnik und Geräten (insbesondere Heizung, Lüftung und Klimatisierung). Durch KI-gestützte Regelung, vorausschauende Wartung und adaptive Steuerung können diese Systeme näher an ihrem optimalen Betriebspunkt laufen, was je nach Klimazone Einsparpotenziale im Bereich von rund 10 - 17 % des Gesamtenergieverbrauchs eröffnet.

    Ein zweiter zentraler Bereich ist das Nutzer- und Belegungsverhalten. KI-Modelle, die Anwesenheit erkennen und Betriebszeiten automatisch anpassen, können unnötigen Energieverbrauch deutlich reduzieren. In den Simulationen der Studie werden hier Einsparpotenziale von bis zu 15–20 % sichtbar, ohne dass Komforteinbußen entstehen.

    Darüber hinaus zeigt Diagramm 2, dass auch Gebäudedesign und Bauentscheidungen relevant sind. KI-gestützte Optimierung von Gebäudeform, Dämmung oder Fensterflächen kann langfristig weitere 6 - 9 % Energie einsparen. Insgesamt verdeutlicht die Abbildung, dass KI kein einzelner Hebel ist, sondern ein Querschnittswerkzeug, das bestehende technische Potenziale im Gebäudebereich systematisch besser ausschöpfen kann, allerdings nur, wenn diese Lösungen auch breit umgesetzt werden.

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    Die Bilanz lautet deshalb:

    KI erschließt reale Einsparpotenziale, besonders dort, wo Daten ohnehin vorhanden sind und wo es um die Steuerung bestehender Systeme geht. Sie ist jedoch kein Ersatz für grundlegende Entscheidungen über die Gestaltung dieser Systeme. Die Frage, ob etwa im Gebäudebestand zuerst in Dämmung, in KI-Regelungstechnik oder in die Umstellung der Wärmeerzeugung investiert wird, ist nicht technisch zu beantworten, sondern politisch, ökonomisch und gesellschaftlich.