FZI Forschungszentrum Informatik

Das FZI Forschungszentrum Informatik ist ein führender Partner für Beratung und anwendungsnahe Forschung. Unser interdisziplinäres Team verbindet wissenschaftliche Exzellenz mit praxisorientierter Umsetzung.

Im Bereich des intelligenten Energiemanagements bieten wir Leistungen an in den Anwendungsfeldern Smart Home, Smart Building, gewerbliche und industrielle Liegenschaften sowie Energiequartiere und Elektromobilität. Darüber hinaus unterstützen wir KMU auf ihrem Weg zur Klimaneutralität.

Außerdem leisten wir intelligente Planung und Optimierung der Ressourcenflexibilität in Produktion, Handel und Gebäuden und ermöglichen datenbasierte Prognosen und Wartungsstrategien.

Unsere Schwerpunkte

• Identifikation und Erschließung von Energieflexibilität
• Entwicklung intelligenter Algorithmen zur Orchestrierung von Energieanlagen
• Last- und Erzeugungsprognosen
• Smart Metering (intelligente Messsysteme)
• Digitale Modellierung und Simulation von Verfahren und Prozessen
• Innovative Geschäftsmodelle im Kontext der Energiewende
• IKT-seitige Anlagenanbindung
• Kompetenz zu den regulatorischen Rahmenbedingungen
• Intelligente Planung und Optimierung der Ressourcennutzung und -flexibilität (Rohstoff, Material und Energie) in den Sektoren Produktion, Handel sowie Gebäude
• Absatzprognose, Produktionsplanung, Bestandsoptimierung, Anomaliedetektion und Predictive Maintenance
• Einsatz von KI-getriebenen Analyseverfahren und Visualisierungsmethoden wie Virtual Reality und 3D-Simulationen
• Mikro- und Makro-Datenauswertungen über die gesamte Wertschöpfungskette

Regelmäßige Kooperationspartner des FZI sind:

• Kleine und mittlere Unternehmen (KMU)
• Industrieunternehmen
• Energieversorger und Netzbetreiber
• Entwickler von Energiemanagementlösungen
• Öffentliche Einrichtungen und Kommunen
• Verbände und Interessenvertretungen

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz fördert im Forschungsprojekt FlexBlue die Flexibilisierung von Kälteversorgungssystemen. Vor dem Hintergrund der Beschleunigung der Energiewende sollen im Vorhaben relevante Akteure der Flexibilisierungs-Wertschöpfungskette im Kältesektor zusammengebracht werden, um existierende Hemmnisse der Flexibilisierung von Kälteversorgungssystemen abzubauen.

Neben dem Aufbau zweier Demonstratoren in realen Einsatzumgebungen ist das FZI für die datengeriebene Modellierung und Entwicklung generischer Algorithmen zur skalierbaren Fahrplanoptimierung heterogener Kälteanwendungen verantwortlich. Weitere Informationen finden sich auf der Projektwebseite des FZI.

Gebäude sollen mit dem Energiesystem (Stromnetz und Markt) interagieren können. Beispielsweise sollen Ladevorgänge, Batterien und Wärmepumpen so gesteuert werden, dass es für das Energiesystem sinnvoll ist. Ein konkretes Problem, das gelöst werden soll, ist die Skalierbarkeit von Energiemanagement-Lösungen und deren Integration ins Energiesystem. 

Dafür wurde in dem vom Umweltministerium Baden-Württemberg sowie von der EU geförderten Reallaborprojekt Smart East ein gemischtes Wohn- und Gewerbequartier mit bestehender Bausubstanz in der Karlsruher Oststadt in ein energieoptimiertes, smartes Quartier transformiert. Weitere Informationen zum Quartier Smart East finden Sie auch auf der Projektwebseite.

Ein besonderer Erfolg: Die RaumFabrik Durlach wurde als erster, weiterer Gewerbepark gewonnen, der das Smart-East-Konzept übernimmt. Mit dieser Bilanz hat Smart East nach drei Jahren als Leuchtturmprojekt ein neues, skalierbares Konzept für nachhaltigen, städtischen Klimaschutz in Deutschland definiert.

Im aktuellen Folgeprojekt WeForming erarbeitet das FZI eine Referenzarchitektur für Datenräume für Energiequartiere. 

Hybrenergy beschäftigt sich mit dem nachhaltigen Bauprozessengineering mittels digitaler Zwillinge von Gebäuden sowie der Verarbeitung und Fusion großer heterogener Datenmengen zur Nutzung in Simulationen und Visualisierungen. Dieser Ansatz bezieht neben Building Information Modellen (BIM) und klassischen Bauplänen auch As-Built Scans, Steuerungsdaten aus der technischen Gebäudeausrüstung (TGA) sowie Sensor- und Umgebungsdaten mit ein. Diese werden in ein gemeinsames, alle Lebenszyklusphasen des Gebäudes umspannendes, hybrides Zwillingsmodell fusioniert und für Energiesimulationen, TGA-Optimierungen und kollaborative Visualisierungen in Virtual Reality genutzt.

Damit sollen beim Neubau und beim Arbeiten mit dem Bestand Was-wäre-wenn-Szenarien von CO₂-reduzierenden Bau- und Sanierungsmaßnahmen evaluiert und in konkrete Investitionsempfehlungen übersetzt werden. Damit können Sanierungsfahrpläne datenbasiert entworfen und die Energienutzung optimiert werden. Somit unterstützt das Projekt wirksam die Energiewende im Gebäudesektor.

Weitere Infos gibt es auf der Projektwebseite des FZI.

Das Ziel des Projekts war, den Einfluss von preis- und anreizbasierten Demand-Response(DR)-Programmen auf das Netz als solches sowie auf die Entwicklung der Stromkosten in der produzierenden Industrie zu bestimmen. Auf diese Weise soll Energieflexibilität in der Industrie realisiert werden. 

Mit Unterstützung der Stadtwerke Trier als Netzbetreiber und einem fachübergreifenden Konsortium strebte das Projekt Delfine nach einer technischen Lösung, die in verschiedenen Bereichen anwendbar ist. Von der automatisierten Erstellung von Erzeugungs- und Bedarfsprognosen über die dynamische Gestaltung der Strompreise bis hin zur energieeffizienten sowie intelligenten Nutzung von Produktionsressourcen wurde ein durchgängiges Datennetz mittels einer semantischen Middleware entwickelt. Das FZI fokussierte sich bei diesem Projekt auf die Vorhersage von Lastgängen beziehungsweise Energieverbräuchen von Industrieunternehmen und die unter anderem darauf basierende energiekostenoptimierende Fertigungsplanung.

Weitere Infos gibt es auf der Projektwebseite des FZI.

Digitalisierung spielt für viele Unternehmen und Handwerksbetriebe eine Schlüsselrolle bei dem Ziel, klimaneutral, nachhaltig und gleichzeitig zukunftsorientiert zu wirtschaften. Im Rahmen des Mittelstand-Digital Zentrum Klima.Neutral.Digital hat das FZI drei Jahre lang geeignete Unterstützungsangebote für jene Herausforderungen offeriert, die im Kontext der Nachhaltigkeitsstrategie, Energieinfrastruktur, Produktion und dem Einsatz von KI und IT-Sicherheit auftreten.

• Die Klima-Coaches standen Unternehmen in Fragen der nachhaltigen Transformation zur Seite und unterstützten dabei durch Erstinformationen, Workshops und konkrete Handlungsempfehlungen. Die gemeinsam erarbeiteten Ergebnisse resultierten in einem individuellen Aktionsplan für die KMU.
• Beim Fokus auf einen KI-Einsatz unterstützten unsere KI-Trainer bei der Identifikation, Planung und Implementierung von KI-Anwendungen im Unternehmen.
• Digitalisierungsprojekte ermöglichten die gemeinsame Umsetzung von innovativen Ideen oder Anwendungsfällen im Rahmen eines definierten Mikroprojekts. Es konnten dabei sowohl Themenstellungen aus den Gesprächen mit den Klima-Coaches und KI-Trainern als auch eigene Ideen aufgegriffen und (weiter-)entwickelt werden.

Das Mittelstand-Digital Zentrum Klima.Neutral.Digital gehörte zur Initiative Mittelstand-Digital. Mit dem Mittelstand-Digital Netzwerk unterstützte das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (vormals Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz) die Digitalisierung in kleinen und mittleren Unternehmen und dem Handwerk.

Das Angebot war kostenfrei für KMU in ganz Deutschland. Zum 31.05.2025 endete die Projektlaufzeit des Mittelstand-Digital Zentrums Klima.Neutral.Digital. Weitere Infos gibt es auch auf der Projektwebseite des FZI.