Erneuerbare Energie ist potenziell unbegrenzt verfügbar, allerdings ergeben sich in dichtbesiedelten Staaten wie Deutschland zahlreiche Flächennutzungskonflikte beim Ausbau der Technologien, insbesondere bei der Windenergie an Land. In diesem Spannungsfeld entwickelt und evaluiert das Forschungsprojekt WindGISKI ein auf Künstlicher Intelligenz (KI) basierendes Geoinformationssystem (GIS). Dieses soll den Identifikations- und Bewertungsprozess von Potenzialflächen für Windkraftanlagen systematisieren und automatisieren. Dadurch sollen die Anzahl und Qualität zukünftig ausgewiesener Potenzialflächen für die Windenergienutzung verbessert werden. Das GIS soll nicht nur technische, geographische und ökonomische Potenziale möglicher Windenergieflächen berücksichtigen, sondern auch ökologische und soziale Faktoren einbeziehen.

Die Arbeitsgruppe „Organisation & Innovation“ der Universität Oldenburg ist Teil des WindGISKI-Projektverbunds. Das Projekt wird gefördert aus dem Förderprogramm „KI-Leuchttürme“ des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) und hat eine Laufzeit bis zum 30.11.2024. Weitere Partner im Projektverbund sind das Institut für Statik und Dynamik (ISD), das Institut für Informationsverarbeitung (TNT) (beide Universität Hannover), das Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH (IPH), die Nefino GmbH, das Institut für Windenergie (fk-wind, Hochschule Bremerhaven), die Arbeitsgruppe für regionale Struktur- und Umweltforschung GmbH (ARSU, Oldenburg), sowie der Landesverband Erneuerbare Energien Niedersachsen / Bremen e.V. (LEE, Hannover).

Sozialwissenschaftliche Perspektiven in die Entwicklung einer KI-Anwendung einbringen

Im Teilprojekt der Universität Oldenburg wird eine sozialwissenschaftliche Untersuchung von mindestens sechs abgeschlossenen Windenergieprojekten durchgeführt. Die untersuchten Projekte werden mit Hilfe eines zuvor durchgeführten Expert*innen-basierten Flächenscorings ausgewählt und repräsentieren „Best“ bzw. „Worst Cases“. Der Verlauf dieser historischen Windenergieprojekte wird hinsichtlich ihrer sozialen Dynamiken und Konfliktlinien analysiert. Diese Analyse erweitert den Fokus des WindGISKI Ansatzes auf den gesamten Planungsprozess von Windenergieanlagen. Ziel ist es, spezifische Einflussfaktoren, Interaktionsdynamiken und Prozesse zu verstehen, die die effiziente Umsetzung eines Windenergieprojekts positiv oder negativ beeinflussen. Diese sozialwissenschaftlichen Erkenntnisse werden in die Entwicklung des KI-basierten GIS zurückgespiegelt und dienen dazu, die Potenzialflächenanalyse der KI zu optimieren, sowie die Anwendbarkeit der Ergebnisse einzuordnen.

Methodisch und theoretisch knüpft das Teilprojekt an weitere Projekte aus der Arbeitsgruppe an (z.B. REENEA) an. Dabei werden semistrukturierte Expert*inneninterviews mit unterschiedlichen am jeweiligen Projekt beteiligten Akteursgruppen durchgeführt, insb. Projektierer*innen und Betreiber*innen (KMUs, EVUs, Bürgerenergie), zivilgesellschaftliche Akteure (Bürger*innen, Flächenbesitzer*innen, Naturschutzverbände, Bürgerinitiativen), Gemeindevertreter*innen (Politik / Verwaltung) und ggf. Gutachter*innen. Das wissenschaftliche Vorgehen basiert damit auf einem klassischen vergleichenden Fallstudienansatz der qualitativen Sozialforschung. Dieser wird ggfs. durch QCA (Qualitative Comparative Analysis) ergänzt. Die gewonnen empirischen Erkenntnisse tragen zu sozialwissenschaftlichen Debatten in der Innovations-, Transitions-, und Akzeptanzforschung bei.

Weitere Informationen zu WindGISKI finden sich in dieser Pressemitteilung zum Projektstart

Am 22.10.2024 fand in Hannover der Ergebnisworkshop des dreijährigen Forschungsprojekts WindGISKI statt. Insgesamt acht Projektpartner aus Wissenschaft und Praxis waren an diesem Projekt beteiligt – unter ihnen das Institut für Sozialwissenschaften der Universität Oldenburg. Ziel des Forschungsprojekts war herauszufinden, inwiefern Künstliche Intelligenz (KI) bei der Suche und Ausweisung von Potenzialflächen für Windenergie genutzt werden kann. Hierfür wurde ein KI-basiertes Geographisches Informationssystem (GIS) entwickelt und in einer Demo-Version vorgestellt. Für dieses KI-Tool wurde Deutschland in 50x50 Meter große Kacheln unterteilt und die KI wurde darauf trainiert, die Kacheln nach ihrer Eignung für Windkraftstandorte zu bewerten. Auch wenn diese Demo-Version bereits Potenziale des Einsatzes von KI auf diesem Gebiet verdeutlicht, wären weitere Schritte nötig, um ein marktreifes Produkt zu entwickeln.

Doch auch mit einer Vollversion eines KI-basierten GIS wäre der beschleunigte Ausbau von Windenergie nicht garantiert.

Zu diesem Ergebnis kommen Jannika Mattes und Tamara Schnell aus der Arbeitsgruppe OrgInn der UOL. Im Rahmen des Projekts untersuchten sie in sechs Fallstudien aus fünf verschiedenen Bundesländern, welche Faktoren und Dynamiken im weiteren Verlauf von Windkraftprojekten entstehen können, die über die Flächenauswahl hinausgehen. Hierbei wurde deutlich, dass Planer- und Projektierer:innen durch die Auswahl konfliktarmer Flächen mithilfe der KI zwar die Potenziale von Konflikten besser einschätzen können, aber dies kein Garant für einen konfliktarmen Projektverlauf ist. Für die Beschleunigung des Ausbaus müssen daher neben der Flächenauswahl auch Projekte genauer betrachtet werden. Der Erfolg von Projekten hängt demnach von der spezifischen Zusammensetzung aus Flächenmerkmalen, beteiligten Akteuren und sozio-kulturellen Faktoren ab. Zentral sind dabei die Konfliktlösebereitschaft und -fähigkeiten aller beteiligten Akteure wie lokale Politiker:innen, Behörden und Planer- und Projektierer:innen.

Und wie geht es weiter mit WindGISKI?

Auch wenn das Hauptprojekt nun abgeschlossen ist, arbeiten einige Projektpartner noch weiter und versuchen ihre Befunde zu schärfen. Auch das Team der UOL arbeitet bis Ende Juni 2025 weiter an der Auswertung der Fallstudien, die in verschiedenen Formaten der Wissenschaft und Praxis zugänglich gemacht werden.

Um einen besseren Einblick in das Projekt und den Ergebnisworkshop zu erhalten, schauen Sie sich gerne auch die verschiedenen Medienberichte zum Projekt an.

Beitrag vom Deutschlandfunk in „Umwelt und Verbraucher“:  https://www.deutschlandfunk.de/umwelt-und-verbraucher-100.html

Weitere Nachrichtenbeiträge:

• https://www.windkraft-journal.de/tag/windgiski?doing_wp_cron=1729778311.9489860534667968750000
• https://www.windkraft-journal.de/2024/10/23/windgiski-ein-meilenstein-fuer-die-windkraftplanung-mit-kuenstlicher-intelligenz/205493
• https://www.rundblick-niedersachsen.de/kuenstliche-intelligenz-verleiht-der-suche-nach-windkraftflaechen-neuen-schwung/
• https://www.erneuerbareenergien.de/technologie/onshore-wind/forschungsprojekt-ki-tool-hilft-bei-der-windflaechenanalyse
• https://www.nwzonline.de/niedersachsen/kuenstliche-intelligenz-in-niedersachsen-geoinformationssystem-revolutioniert-windkraftplanung_a_4,1,2879838191.html#
• https://www.noz.de/deutschland-welt/niedersachsen/artikel/niedersachsen-ki-optimiert-windkraft-flaechenauswahl-47895830