Industrielle Kühlsysteme optimieren: KI spart 21 Prozent Strom

Das Wissenschafts- und Technologieunternehmen Merck hat den Stromverbrauch für die Kühlung am Hauptsitz in Darmstadt um 21 Prozent gesenkt. Die Einsparungen wurden durch den Einsatz der KI-gestützten Softwareplattform EtaOne von Etalytics erzielt, die eigenständig einen Teilbereich des Kühlsystems am Standort optimiert.

Die Ergebnisse zeigen, wie KI-gestützte Steuerung erhebliche Effizienzpotenziale in industriellen Kühlsystemen erschließen kann – einem wesentlichen Energieverbraucher in der pharmazeutischen Produktion.

Darmstadt: Größter Merck-Standort mit hohem Energiebedarf

Am Standort Darmstadt arbeiten über 12.000 Mitarbeitende in Forschung, Entwicklung und Produktion für die Unternehmensbereiche Healthcare, Life Science und Electronics. Mit mehr als 25.000 Produkten gehört der Standort zu den zentralen Knotenpunkten der weltweiten Wertschöpfung und ist zugleich einer der größten Energieverbraucher im Konzern.

Allein für die Kühlung werden jährlich mehr als 20 Millionen Kubikmeter Kühlwasser umgewälzt. Der Kühlbedarf entsteht vor allem durch die Klimatisierung von Laboren, Büros und Lagerflächen.

KI in Aktion: 21 Prozent Stromersparnis in den ersten drei Monaten

EtaOne ist eine KI-gestützte Softwareplattform, die speziell für die Echtzeit-Optimierung von industriellen HLK- und Kühlsystemen in kritischer Infrastruktur entwickelt wurde. Am MerckStandort regelt EtaOne das Zusammenspiel von Kältemaschinen, Kühltürmen und Pumpen und setzt dabei ein druckbasiertes Modell ein, das das hydraulische Verhalten des Systems digital abbildet. Durch kontinuierliche Analyse und Anpassung der Druckniveaus ermöglicht das System einen energieeffizienten Betrieb bei gleichbleibender Kälteleistung.

Nach einem erfolgreichen Testlauf im März ging das System bereits innerhalb von zwei Wochen in den autonomen Dauerbetrieb über. In den ersten drei Monaten des autonomen Betriebs konnte EtaOne den strombezogenen Energieverbrauch für Kühlung im betrachteten Systembereich um durchschnittlich 21 Prozent senken. Die Optimierung erfolgte rein softwarebasiert, ohne bauliche Maßnahmen und ohne Unterbrechung laufender Produktionsprozesse.

Merck verfolgt ambitionierte Klimaziele: Bis 2030 sollen die CO₂-Emissionen im Vergleich zu 2020 halbiert werden, bis 2040 strebt das Unternehmen Klimaneutralität an (Quelle). Die erzielten Einsparungen leisten einen direkten Beitrag zu dieser Strategie, durch eine intelligentere Steuerung bestehender Energiesysteme.

Weitere Optimierungsmaßnahmen sind bereits in Planung. Basierend auf den Projektergebnissen planen Merck und Etalytics, die Optimierung auf weitere Kälteanlagen am Standort auszuweiten. Zudem soll das System um Funktionen zur prädiktiven Wartung ergänzt werden – etwa durch automatisierte Reinigungsempfehlungen für Rückkühlturm-Filter

Praxiserprobt: Skalierbare KI-Lösungen für industrielle Kühlsysteme

Das Projekt ist Teil des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Forschungsvorhabens EISKIG (Energy Intelligence System für smarte Kühlsysteme in Industriegebäuden). Unter Leitung der ETA-Forschungsgruppe an der TU Darmstadt entwickeln Forschungseinrichtungen und Industriepartner gemeinsam skalierbare, KI-basierte Lösungen zur Optimierung energieintensiver Kühlsysteme.

Merck bringt reale Anwendungsumgebungen und Systemdaten ein, Etalytics verantwortet die Modellierung und Umsetzung der Betriebsoptimierung. Gemeinsam gelingt so die Überführung wissenschaftlicher Methoden in den industriellen Dauerbetrieb. Die Zusammenarbeit beider Unternehmen wird auch nach Abschluss des Projekts fortgesetzt.