Innovative solutions for a generative AI-powered digital spine of the EU energy system

Link naar call

Expected Outcome:

Project results are expected to contribute to all of the following expected outcomes:

• Availability of generative Artificial Intelligence (AI) tools for electricity system operators, energy service providers, and households and energy communities to enhance digital and green transformation in energy, mobility, and buildings;
• Implementation of decentralised IT solutions based on generative AI to support local grid optimisation, thereby increasing the uptake of renewable energy sources, electric vehicles, and electrification of household and industrial demand at the distribution level;
• Increased reliability, resilience, security, and energy efficiency of the energy system through advanced AI and digital tools;
• Enhanced knowledge for modernising and operating energy networks, integrating digital services, renewables, and electrification through the use of cutting-edge AI technologies;
• Development of smarter demand-side tools for industries and consumers, leveraging AI to optimise energy production and consumption.

Scope:

To achieve the Green Deal objectives for 2030 and 2050, substantial investments are required in a smart and digitally enabled energy system capable of integrating higher shares of renewable energy and electrification of demand and electricity storage. This encompasses various sectors such as transport (notably electric vehicles), industry (heating and hydrogen production) and residential heating.

Effective smart planning, operation and control of the electricity grid and numerous distributed devices – including smart electricity meters, smart bi-directional charging networks for electric vehicles, and smart building platforms – are essential. These efforts must be underpinned by markets for flexibility and demand response, along with seamless data exchange between actors and devices.

On-going innovation in the energy data space, smart Internet of Things (IoT) solutions, and digital twins for energy systems, coupled with energy price and market considerations, provide the foundation for advanced energy system intelligence. This intelligence will be further enhanced by leveraging generative artificial intelligence and the emerging AI Factories^[1].

The scope is to develop and pilot prototypes of a generative AI-powered digital spine^[2] that enhances the digitalisation and decarbonisation of the EU energy system.

The overall scope is the development of a prototype of an automated, AI-powered, software-defined smart energy system leveraging and further developing existing (open-source) digital solutions of lower TRLs developed in EU and national research, innovation- and deployment-programmes, as well as AI algorithms and tools provided by the AI Factories, namely to:

• Develop and test the potential for generative AI to develop apps/programmes for local system optimisation and for system planning and operation;
• Develop and test generative AI that can identify sources of flexibility and provide solutions for interoperability and data exchange to enable decentralised optimisation of distributed assets. This includes the integration with various data sources and sectors, such as mobility, to promote decentralisation, energy-efficiency, and cost-efficiency and to enable interoperability across different parts of the energy system;
• Explore the potential of generative AI for system optimisation through scenario generation, simulation, and time series forecasting, while also developing optimisation tools for both supply-side and demand-side management using forecasts and data for renewable energy, transmission assets, storage, and energy-saving applications for consumers;
• Propose tools and control systems to apply generative AI solutions developed in a high-risk use-case (as defined in the AI act).

The developed solutions should be dynamic, flexible, offering reconfigurable automated management, control and data exchange to ensure seamless operations across decentralised a setting.

Projects are expected to:

• Demonstrate AI-powered energy services, tools for power system planning and operation, and smart grid functionalities, such as flexibility, and electric vehicle (EV) charging as well as possibly transmission system operation across at least three EU member states and/or associated countries to enhance demand flexibility and drive innovative capabilities for decarbonisation and energy efficiency;
• Indicate which generative AI basic tools, including available tools from the AI Factories, will be used and demonstrate how energy sector users will be involved in the development and the testing (and possible uptake) of the generative AI tools by the project;
• Indicate what types of assets and what data sources will be used and involved in the project;
• Involve both traditional energy stakeholders and new entrants, such as energy service companies, aggregators, digital infrastructure providers, system integrators, energy asset manufacturers, energy communities, and active consumers;
• Leverage relevant European and international standards and technical specifications, and actively engage with standards development organisations;
• Contribute to the BRIDGE initiative^[3], actively participate in its activities;
• Make use of the AI Factories and solutions, open-source where relevant, building on developments in previous Horizon Europe projects, particularly those related to flexibility markets and data exchange, Internet of Things and edge-cloud computing, adhering to relevant standards and engaging with standards development organisations to further develop these standards;
• Demonstrate how the new solutions can be integrated into and/or replace (parts of) existing legacy systems, including (for projects that focus on DSOs) demonstrate how the new solutions can integrate core functions of grid operations including SCADA systems functionality;
• Jointly provide a diverse set of applications of generative AI.

Horizon Europe is een kaderprogramma van de EU voor onderzoek en innovatie. Ze bestaat uit 3 pijlers: Excellente wetenschappen, Wereldwijde uitdagingen en Europees industrieel concurrentievermogen en Innovatief Europa. Daarnaast bevat het programma ook nog een horizontaal deel met maatregelen om de lidstaten te ondersteunen om optimaal gebruik te maken van hun nationale onderzoeks- en innovatiepotentieel en de Europese onderzoeksruimte te versterken. Het beoogt ook de wetenschappelijke en technologische basis van de EU en de Europese Onderzoeksruimte (EOR) te versterken, het innovatie- en concurrentievermogen en de werkgelegenheid te stimuleren.

Eerste pijler: Excellente wetenschappen

• Europese Onderzoeksraad (ERC): Er zijn beurzen beschikbaar voor getalenteerde en creatieve individuele onderzoekers en hun teams om baanbrekend onderzoek te doen. De integratie van verschillende gebieden is cruciaal. Alle nationaliteiten komen in aanmerking, maar het onderzoek moet worden uitgevoerd in een van de lidstaten of geassocieerde landen.
• Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA): De focus ligt op het bevorderen van mobiliteit, loopbaanontwikkeling en opleidingsmogelijkheden voor onderzoekers. MSCA biedt ondersteuning voor verschillende opties voor (wereldwijde) uitwisseling van onderzoekers en ondersteunend personeel binnen hetzelfde vakgebied of tussen verschillende sectoren.
• Onderzoeksinfrastructuur (RI): ontwikkeling, onderhoud en gebruik van pan-Europese onderzoeksinfrastructuur is een prioriteit. Er zijn mogelijkheden voor onderwijs en uitwisseling van personeel voor het onderhoud en gebruik van de infrastructuur. Coördinatie van het gebruik van de infrastructuur tussen de lidstaten is van groot belang.

Tweede pijler: Wereldwijde uitdagingen en Europees industrieel concurrentievermogen

Deze pijler richt zich op de wereldwijde uitdagingen die zijn geïdentificeerd in de Sustainable Development Goals. Om de schaal en complexiteit van deze problemen aan te pakken, is samenwerking nodig tussen belanghebbenden uit verschillende sectoren, waaronder onderzoeks- en onderwijsinstellingen, de industrie en NGO’s. Daarnaast moet deze inspanning bijdragen aan een robuuste Europese industriële sector, die banen creëert en het concurrentievermogen vergroot.

De tweede pijler focust op wereldwijde uitdagingen en bestaat uit zes clusters:

1. Gezondheid
2. Cultuur, creativiteit en een inclusieve samenleving
3. Civiele veiligheid voor de samenleving
4. Digitaal, industrie en ruimtevaart
5. Klimaat, energie en mobiliteit
6. Voeding, bio-economie, natuurlijke grondstoffen, landbouw en milieu

Het Gemeenschappelijk Centrum voor Onderzoek van de Europese Commissie (JRC) valt ook onder deze pijler.

Derde pijler: Innovatief Europa

De derde pijler is Innovatief Europa, met als doel Europa een leidende rol te laten spelen op het gebied van marktgestuurde innovatie. Daarnaast draagt deze pijler bij aan de ontwikkeling van het innovatielandschap van de Europese Unie door de samenwerking tussen bedrijven, onderzoeksinstellingen en het hoger onderwijs te versterken.

• Europese Innovatieraad (EIC) richt zich op het bevorderen van baanbrekende innovaties met wereldwijd schaalpotentieel.
• Europese innovatie-ecosystemen (EIE) zullen voornamelijk dienen als aanvulling op de EIC, EIT en aanverwante programma’s om samen het algehele innovatie-ecosysteem in Europa te verbeteren.
• Europees Instituut voor Innovatie en Technologie (EIT) richt zich vooral op het vergroten van het innovatievermogen van Europa door ondernemerstalent te koesteren en nieuwe ideeën te ondersteunen.

Horizontale pijler: Deelname verbreden en de Europese Onderzoeksruimte versterken

• Deelname verbreden en excellentie verspreiden
• De Europese O&I-systemen hervormen en verbeteren

Daarnaast heeft horizon een nieuwe aanpak voor het vinden van oplossingen voor grote problemen in de Europese sfeer, namelijk in de vorm van missies;

1. Adaptation to Climate Change: support at least 150 European regions and communities to become climate resilient by 2030
2. Cancer: working with Europe’s Beating Cancer Plan to improve the lives of more than 3 million people by 2030 through prevention, cure and solutions to live longer and better
3. Restore our Ocean and Waters by 2030
4. 100 Climate-Neutral and Smart Cities by 2030
5. A Soil Deal for Europe: 100 living labs and lighthouses to lead the transition towards healthy soils by 2030

Deelnemers:

In veel gevallen is Europese samenwerking nodig om in aanmerking te komen voor subsidie.

Cofinanciering

Het maximale subsidiepercentage binnen Horizon Europe varieert van 70% tot volledige projectfinanciering (100% subsidie).

Info & Aanvraag

Via de EU-portal Funding and Tenders opportunities. Horizon Europe is in direct beheer. Dit betekent dat de Europese Commissie of een Europees uitvoerend agentschap verantwoordelijk is voor de directe uitvoering van het implementatieproces van de financiering, van het creëren van oproepen tot de beoordeling en financiële afwikkeling.

Website: Horizon Europe