Vom Inspektionsflug zur autonomen Überwachung von Anlagen: So unterstützen Roboter die Energiewirtschaft

DKE: Frau Haan, der Energiesektor ist ein Wachstumsmarkt mit einem hohen Bedarf an innovativen und interdisziplinären Lösungsansätzen. So ist Ihr Arbeitgeber, Siemens Energy, gleichzeitig Anwender, Anbieter und Erwerber von roboterbasierten Lösungen. Parallel dazu sind Sie zweite Vorsitzende im Gremium „DKE/K 262 Robotik für Stromerzeugungs- und Verteilungssysteme“. Durch das Etablieren notwendiger Schnittstellen zwischen Theorie und Praxis soll die Energiewirtschaft mittels Robotik langfristig produktiver und gleichzeitig sicherer werden. An welcher Stelle der Entwicklung stehen wir denn heute: State of the Art – oder alles noch Zukunftsmusik?

Haan: Das kommt ganz auf das jeweilige Einsatzgebiet an. Aber ja, in gewissen Bereichen gehören innovative Robotik-Systeme definitiv zur Tagesordnung. Grundsätzlich ist es so, dass die aktuellen Entwicklungen den Energiesektor vor Herausforderungen stellen. Denn ein Ausbau der Energieinfrastruktur bedeutet immer auch eine zunehmende Komplexität. Außerdem entstehen durch das rasante Wachstum personelle Engpässe, die sich wiederum mit steigenden Ansprüchen an Quantität und Qualität paaren.

Es gibt also eine Menge zu tun – und die Robotik liefert. So unterstützt sie in erster Linie dabei, einen zuverlässigen Betrieb von energiebezogenen Systemen sicherzustellen. Zum Beispiel, indem Roboter Fehler erkennen, präzise Befunde liefern und dadurch Ausfälle vermeiden. Sie sind ein probates Hilfsmittel, um gefährliche, schwer zugängliche, aber auch monotone Aufgaben zu übernehmen. Das können auch Wochenenddienste oder Nachtschichten sein.

DKE: Nicht zuletzt das Genre Science-Fiction zeigt, dass die Menschheit ein besonderes Verhältnis zur Idee des Roboters hat – und darüber hinaus sehr kreativ ist, wenn es um das Aussehen und die Fähigkeiten dieser Systeme geht. Holen Sie uns doch bitte zurück in die Realität: In Bezug auf den Energiesektor – wozu sind Roboter, Stand heute, in der Lage?

Haan: In der Energiewirtschaft sind viele roboterbasierte Lösungen bereits so etabliert, dass manche Prozesse ohne ihren Einsatz kaum oder gar nicht mehr funktionieren würden. Und die Entwicklung zeigt, dass Roboter im Jahr 2026 schon sehr regelmäßig in der Luft oder unter Wasser unterwegs sind – das ist die Realität. Mit Blick auf die Energiewirtschaft lassen sich drei Kategorien definieren: Flug-, Tauch- und Bodenrobotik. Drohnen übernehmen dabei bereits routinemäßig die verschiedensten Aufgaben. Zum Beispiel das Inspizieren von Stromtrassen, wo sie kontrollieren, ob beispielsweise Baumbewuchs eine Trasse gefährdet. Sie identifizieren auch via Wärmebild-Technologie kritische Hotspots und erkennen anhand geometrischer Veränderungen mögliche Schäden an Stromleitungen. Das ist ein effektives Frühwarnsystem.

Ein gutes Beispiel für Einsatzbereiche, in denen die Roboter den Menschen spürbar entlasten, ist übrigens die Windkraft. Dort sind Drohnen in Teilen mittlerweile unersetzlich. Denn die eingehende Inspektion einer Windkraftanlage ist für menschliches Personal nicht zuletzt aufgrund der großen Höhen durchaus mit großen Gefahren verbunden. Eine Drohne trägt hier aber nicht nur die Anstrengungen und das Risiko – sie spart auch ganz viel Zeit. Zum einen legt sie den Weg in die Höhe natürlich deutlich schneller zurück, zum anderen liefert sie anhand KI-basierter Auswertungen automatisch den korrekten Befund, und damit den Lösungsansatz, direkt mit. So hat sich in diesem Feld der Zeitraum zwischen Analyse und Diagnose um mehr als 90 Prozent verringert.

Sicherheit versus Spieltrieb: Keine Grenzen in der Luft – Wie gehen wir mit Drohnen um?

Ob kommerziell oder privat: Drohnen faszinieren immer mehr Menschen. Allein zwischen 2021 und 2023 hat sich die Zahl der registrierten Drohnenbetreiber in Deutschland fast verdoppelt. Und auch spezielle Events, sogenannte Drohnenshows, erhalten immer mehr Aufmerksamkeit. Aber ab welchem Zeitpunkt wird aus Begeisterung eigentlich Verantwortung? Drohnen sind eine neue Technologie, die sich rasant entwickelt – und großes Potenzial hat. Für legale, aber auch illegale Aktivitäten.

DKE: Sie sprechen von Risiko: Das ist ein Thema, das zum Energiesektor einfach dazugehört. Stromschläge, Lichtbögen, hohe Energiedichten, toxische Stoffe – die Liste potenzieller Gefahren ist lang. Es gibt natürlich geschultes Fachpersonal, das sich mit den beschriebenen Situationen bestens auskennt. Dennoch gibt es mehr Aufträge, bei denen immer häufiger das volle Risiko ein Roboter trägt. Wie bewerten Sie diese Entwicklung?

Haan: Durchweg positiv. Weil es explizit darum geht, dem Menschen ein Arbeitsumfeld zu ermöglichen, das sicher ist – und tendenziell noch sicherer wird. Für die Gesellschaft geht es um nicht weniger als eine Energieversorgung, deren Fehleranfälligkeit möglichst auf null sinkt. Und da leistet die Robotik einen wichtigen Beitrag: Dass wir sogenannte Roboter-Hunde einsetzen können, die sich in Gefahrenbereiche begeben, ist ein Meilenstein. Das sind Systeme, die rennen und springen, krabbeln oder Treppen rauf und runter steigen können. Das ist auch nötig, weil sie zum Teil systemrelevante Tätigkeiten ausüben. Roboter-Hunde inspizieren regelmäßig energieintensive Anlagen, sind mit Wärmebild- und Gas-Sensoren sowie hochmoderner Kamera- und Audiotechnologie ausgestattet.

Das gilt auch für mobile Roboter-Systeme, die, meistens fahrenderweise, Rundgänge in Konverter-Hallen durchführen. Das sind riesengroße Gebäude, die gleichzeitig zu den sensibelsten Bereichen in der Stromversorgung zählen. Dort gibt es zahlreiche Elemente, die unter einer enormen Spannung stehen – bisweilen geht es da um hunderte Kilovolt. Außerdem sind dort Isolationsabstände von mehreren Metern vorgeschrieben – und zwingend einzuhalten. Ein Mensch kann da nicht einfach durchspazieren. Vor den Robotern wurden hauptsächlich Kameras für die Überwachung dieser versorgungssichernden Orte eingesetzt. Ein Roboter ist im direkten Vergleich deutlich flexibler, effizienter und, das ist am Ende entscheidend, auch zuverlässiger.

DKE: Wenn wir einen kurzen Blick über den Tellerrand werfen, zum Beispiel nach China, stellen wir fest: die sind schon einen oder zwei Schritte weiter. Die Roboterdichte ist dort ungleich höher, ähnlich wie die gesellschaftliche Akzeptanz gegenüber moderner Robotik. Was bedeutet das für das Innovationstempo in Europa?

Haan: Wenn wir bei dem Beispiel China bleiben, ist es in der Tat so, dass Roboter dort im Alltag deutlich präsenter sind als in Europa: Roboter helfen im Haushalt, bedienen in Restaurants oder liefern – zumindest in den Mega-Cities – auch Essen oder Pakete aus. Die Gründe dafür sind divers: In China gibt es eine Gesellschaft, die schnell altert und auf entsprechende Unterstützung angewiesen ist. Zur Wahrheit gehört aber auch, dass zum einen die Investitionsbereitschaft hoch und die regulatorischen Hürden gleichzeitig niedrig sind.

Mit Blick auf die Normung in Deutschland und Europa stimmt mich das aber keineswegs pessimistisch – im Gegenteil: Wir sind in der Gremienarbeit international sehr gut vernetzt, natürlich auch mit den Kolleginnen und Kollegen in Asien. Ein Umstand, von dem die Entwicklung der Robotik hier mit Sicherheit profitieren wird. Bevor wir aber den Energiesektor auf links drehen, müssen wir noch ein wenig Grundlagenarbeit leisten. Mit der Terminologie, die wir als Gremium jüngst veröffentlicht haben, schaffen wir ein einheitliches Vokabular. Das ist essenziell für eine effektive Zusammenarbeit auf globaler Ebene. Wir müssen Qualitätsstandards für Robotik-Services definieren und gleichzeitig die Schnittstellen-Kompatibilität erhöhen. Es geht darum, Projekte skalierbar zu machen, um sie damit wiederum nach außen zu öffnen. Weniger Einzelkämpfer, mehr Kollektiv. So können wir in Europa auch ein Treiber dieser Entwicklung sein. Und das bedeutet, dass wir uns in einem nächsten Schritt vor allem mit technischen Anforderungen und Gerätetypen auseinandersetzen müssen. Wir sind aber international voll im Loop, lesen und kommentieren immer wieder Entwürfe – und können so mit einem moderaten Aufwand einen hohen Einfluss auf das Geschehen nehmen.

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DKE: Regulatorische Hürden, langwierige Genehmigungsprozesse und geringe Investitionen: Das klingt erstmal nach einer Menge Gegenwind. Mit welchem Gefühl blicken Sie auf diese konkreten Herausforderungen? Sind Sie optimistisch?

Haan: Im Grunde könnte man sagen, dass die Bürokratie hier und da die Digitalisierung bremst. Trotzdem bringen wir für die meisten Argumente Verständnis auf. Bleiben wir einmal beim Beispiel „Drohne überfliegt Stromtrasse zur Inspektion“: Wer eine Drohne steuert, die sich außerhalb des Sichtfeldes befindet, ist im Bereich Beyond Visual Line of Sight (BVLOS) unterwegs. Dieser Bereich erfordert spezielle Genehmigungen und entsprechende Sicherheitsmaßnahmen – und das kann dauern. Das bedeutet also: Auch wenn wir technologisch dazu in der Lage sind, Drohnen automatisiert und dadurch effizient zu nutzen, heißt das nicht, dass wir das heute schon dürfen. Es ist ein Prozess.

Aber wir haben Zeit, wir müssen sie nur nutzen. Wir haben verstanden, dass eine automatisierte Auswertung der Daten, die ein Roboter liefert, einen großen Gewinn in Sachen Effizienz bedeutet. Vor dem Hintergrund der aktuellen Entwicklungen rund um die Künstliche Intelligenz können wir davon ausgehen, dass dieses Feld eher gepusht als gebremst wird. Denn neben dem Ausführen von Aufgaben können roboterbasierte Lösungen eben auch bei der Analyse helfen. Wir sprechen hier von extrem großen Datenmengen, die wir in Form von beispielsweise hochauflösenden Grafiken oder Wärmebildern erhalten. Wenn wir hier einen Weg finden, alle Parteien ins selbe Boot zu holen, dann bin ich sehr optimistisch, was die Zukunft angeht. Dafür müssen wir in den Austausch gehen. Und zwar mit Netzbetreibern auf der einen und Datenschützern und Betriebsräten auf der anderen Seite.

DKE: Was können Sie erkennen, wenn Sie in diese Zukunft schauen?

Haan: Ich sehe dort weitestgehend autonome Systeme, die zwar vom Menschen kontrolliert werden, aber nicht mehr auf einen engen Austausch angewiesen sind. KI-basierte Roboter sind schon bald mit Sicherheit dazu in der Lage, ihre Routen durch die Konverter-Halle selbst zu planen. Sie werden Zustände fehlerfrei beurteilen und daraus effektive Handlungsempfehlungen ableiten. Aktuell sprechen wir noch von Robotern, die hauptsächlich beobachten und eher selten Schrauben drehen oder Türen öffnen. Die Algorithmen für eine wirklich zuverlässige Autonomie müssen stabiler werden. Und dann bin ich zuversichtlich, dass die Vision von flächendeckenden und intelligenten Inspektionsprozessen bald Realität werden kann.

Ein Weg, um diese Ziele zu erreichen, ist definitiv die Normung. Denn unsere Grundlagenarbeit wird mittelfristig in echte Pionierarbeit münden. Robotik wird ein extrem wichtiger Baustein für resilientere Energiesysteme sein. Und wir sind weiterhin auf der Suche nach Menschen, die sich dieser Arbeit anschließen. Egal ob Netzbetreiber oder Industrie, Start-Up oder Universität – wichtig ist der Praxisbezug zur Robotik. Wer Lust hat, die Zukunft zu gestalten, ist herzlich zur Mitarbeit im Gremium eingeladen. Denn jeder zusätzliche Input ebnet den Weg zu mehr Qualität – auf allen Ebenen.

DKE: Herzlichen Dank für das Gespräch!

Redaktioneller Hinweis:

Die Antworten entsprechen den persönlichen Ansichten und Meinungen der Interviewpartnerin und müssen nicht denen der DKE entsprechen.