KI kan styre energibruken i store bygg

Det er mulig å spare opptil halvparten av energibruken i store bygg ved å overlate termostaten til kunstig intelligens. Det har et nytt forskningsprosjekt ved Universitetet i Agder (UiA) vist. Moderne bygninger får flere systemer som man kan kommunisere med, og mengden av data blir større. Da blir det vanskelig for en menneskelig hjerne å tilpasse alt riktig, slik at energiforbruket blir mest mulig effektivt.

I det ferske doktorgradsprosjektet til Sven Opalic har han forsøkt å optimalisere energibruken i et stort lagerbygg for Rema 1000 i Vagle næringspark i Sandnes.

Bygget er svært komplekst, med solceller på taket, batteribank og et basseng med 300.000 liter vann som fungerer som et termisk energilager. Driftsreglene for bygget var på hele åtte sider, men forskeren tok i bruk kunstig intelligens (KI), og dermed ble oppgaven håndterbar. De brukte forsterkingslæring og laget først en modell som simulerte energisystemene i bygningen.

Opalic forklarer at energisystemer i næringsbygg som regel er sammensatt av mange ulike undersystemer for ventilering, oppvarming og nedkjøling.

– Samspillet mellom alle disse systemene kan fort bli komplekst og ressurskrevende for et menneske å drifte på en effektiv måte, men kunstig intelligens åpner døren for å automatisere både små og store kontinuerlige beslutningsprosesser som til sammen må optimaliseres for mest mulig energieffektiv drift, sier han til TU.

Han legger til at dette i dag utgjør et stort uforløst potensial i byggenæringen.

For alle bygg

Opalic mener denne løsningen kan egne seg for andre typer bygg enn bare store bygninger og lagerbygg. Han forteller at de akkurat nå har fokus på å bygge kostnadseffektive systemer for litt større bygg med god datatilgang og god påvirkningsmulighet, men i takt med økende krav til energieffektivitet og nødvendige tiltak på eksisterende bygningsmasse tror han denne typen systemer etter hvert bli aktuell for de aller fleste bygg.

Opalic forteller at det er mulig å spare mye på å ta i bruk denne løsningen, men at det er avhengig av en del faktorer.

– Det avhenger av hvor god den tradisjonelle programmeringen og driften er. Det krever også god tilgang på data og i hvor stor grad systemene har fysiske forutsetninger for å redusere energibruk.

Spennet i potensielle besparelser av energikostnader kan variere mellom 5 og 50 prosent.

Foreløpig er løsningen kun tatt i bruk noen få steder.

– Byggenæringen er de siste årene blitt mer oppmerksom på at bygg må klargjøres for kunstig intelligens for å være klare for fremtiden, forteller Opalic.

KI-ekspert Morten Goodwin, som er professor ved Universitetet i Agder, har også vært involvert i prosjektet som Opalics veileder. Han forteller til TU at selve arbeidet med å utvikle systemet og metodene som har blitt tatt i bruk, har vært krevende og pågått i tre år i form av et dedikert doktorgradsarbeid med omfattende innsats.

– Med disse metodene etablert forventes det at overføringen til andre bygninger vil kreve betydelig mindre innsats. Generelt står man overfor lignende utfordringer og muligheter i store lagerbygninger.

Han forklarer at vi pleier å skille mellom forskningsarbeidet som kreves for å utvikle nye metoder, og selve ingeniørarbeidet som trengs for å tilpasse og implementere disse metodene i nye byggeprosjekter.

– På dette stadiet er det sistnevnte som er nødvendig for å realisere løsninger i nye bygg.

Viktig løsning

Synnøve Gautesen Berg, som er direktør for ansvar og bærekraft i Rema Distribusjon, mener denne typen løsninger er svært viktige for dem.

– Vi skal utvikle effektive, miljøvennlige og kostnadseffektive løsninger for dagligvarer. Energieffektiv drift av de etter hvert veldig komplekse byggene våre er tid- og ressurskrevende, og vi er avhengig av å benytte ny og smart teknologi for å utløse energisystemenes fulle potensial og samtidig muliggjøre automatisk tilpasning til endringer i driftsmønster og energibehov, sier hun.

Berg forteller at Rema skal være klimanøytralt innen 2030, og dermed er et slikt tiltak helt essensielt om de skal nå dette målet. Med solceller på taket, energilager og mye annet som skal styres mest mulig effektivt, er KI nødvendig for å balansere energien i bygget.

– Vi har nå også tatt teknologien i bruk i flere bygg, blant annet på Distribunal Østlandet, forteller hun.

Energi vurderes som en knapphet samtidig som behovet øker, blant annet til lading av el-lastebilene deres. Det er ifølge Berg mange faktorer systemet klarer å ta hensyn til, blant annet prisen på strøm, værvarsel og forventninger til forbruk.

– Distribunalen på Østlandet er på 50.000 til 60.000 kvadratmeter og har stor grad av automasjon, men bruker likevel mindre energi per kubikk enn en vesentlig mindre, manuell distribunal. Førsteprioritet vil alltid være å redusere og effektivisere energiforbruket vårt, deretter vil det være å finne den beste energikilden til å dekke opp behov, sier Berg.

Artikkelen ble først publisert i TU-magasinet, nr. 2/2024