Robotisierung des Brennstoff- und Energiekomplexes: Große Chancen, ernsthafte Herausforderungen und konsolidierte Lösungen

Elena VINOGRADOVAKolumnistin für das Magazin "Energiepolitik"

Die Regierung der Russischen Föderation hat sich ein ehrgeiziges Ziel gesetzt: Bis 2030 soll die digitale Reife erreicht und das Land hinsichtlich des Einsatzes von Robotern in der Industrie zu den 25 Ländern mit dem weltweit höchsten Anteil gehören. Der Brennstoff- und Energiesektor sollte die treibende Kraft hinter der Masseneinführung von Industrierobotern und Robotertechnologien werden, da die Energiesektoren einerseits für die russische Wirtschaft von grundlegender Bedeutung sind und andererseits der Digitalisierungsgrad der Energiebranche recht hoch ist. Gleichzeitig bleibt die Verfügbarkeit umfassender inländischer Technologielösungen und Software, ihre Konformität mit globalen Vergleichsprodukten, die Fähigkeit der Kundenunternehmen, effektiv in russische Entwicklungen zu investieren und diese umzusetzen, und der Auftragnehmerunternehmen, die Nachfrage nach nationalen Technologien gemäß globalen Standards vollständig und zeitnah zu decken, die Hauptfrage. Mögliche Optionen zur Lösung der Probleme und Herausforderungen der Robotik des Brennstoff- und Energiesektors werden auf dem TNF-Industrie- und Energieforum diskutiert, das vom 15. bis 18. September in Tjumen stattfindet.

Neue Roboter, neue Möglichkeiten

Die Aufgaben der Umstellung auf Roboter sind einfach und klar. Systemische Roboterlösungen steigern Produktivität und Ressourceneffizienz, liefern größere Datenmengen für Analysen, reduzieren Unfälle und eliminieren den menschlichen Faktor. Die Einsatzmöglichkeiten von Robotern im Brennstoff- und Energiesektor sind enorm: von der geologischen Exploration bis zur Reparatur von Energieanlagen. BP beispielsweise startete ein Projekt zur Überwachung von Methanemissionen an Bohrlöchern und Pipelines mit unbemannten Luftfahrzeugen in für andere Sensoren unerreichbarer Höhe. Saudi Aramco hat einen Roboter entwickelt, um den Zustand von Offshore-Ölpipelines in geringen Tiefen zu analysieren. Shell hat einen Roboter zur Überwachung von Infrastruktureinrichtungen in abgelegenen, für Menschen gefährlichen Gebieten eingeführt, der bis zu sechs Monate autonom arbeiten kann.

Auch einheimische Unternehmen bleiben nicht zurück. So entwickelt Transneft in Zusammenarbeit mit dem zur Rusnano-Gruppe gehörenden Robotikunternehmen Tubot Robotersysteme mit künstlicher Intelligenz, um Konstruktionsfehler in unterirdischen Ölpipelines zu erkennen und zu beheben. Im Wissenschafts- und Bildungszentrum „Kusbass“ wurden im Rahmen des nationalen Projekts „Wissenschaft“ Robotermaschinen für den Kohleabbau in für den Menschen gefährlichen Bereichen entwickelt. Spezialisten von Rosnefts VNIKTIneftekhimoborudovaniye entwickelten Roboterkomplexe zur Diagnose von HDPE-Reaktoren und zur Feststellung von Rissen in einem Propandehydrierungsreaktor, die sie auf der TNF-2023 vorstellten.

Es gibt zahlreiche Beispiele für den Einsatz von Robotern russischer Entwicklung. Sie werden in verschiedenen Bereichen eingesetzt: von der Bodenanalyse bei der Beurteilung von Brunnenbohrungen über das Schweißen von Rohrleitungen bis hin zur Entwicklung von Rezepturen für die chemische Produktion. Die Besonderheiten der Energiebranche drängen Unternehmen zu einem breiteren Einsatz von Roboterausrüstung – die Gefahr der Arbeit unter schwierigen, für Menschen oft ungeeigneten Bedingungen, wie z. B. in tiefen Minen mit hohem Methangehalt, bei Unterwasser-Ölförderprojekten oder in der explosiven petrochemischen Produktion. Hinzu kommt die Komplexität und Langfristigkeit der Branchen selbst, die die Analyse einer großen Menge gesammelter Daten erfordert.

Wie viele Roboter benötigt der Brennstoff- und Energiekomplex?

Nach Angaben des russischen Energieministeriums erfordert die Robotik im Kraftstoff- und Energiesektor bis 2030 die Einführung von mindestens 22.000 Robotern unterschiedlicher Niveaus und Funktionen. „Um in Bezug auf die Robotik in die Top 25 der Länder zu gelangen, benötigen wir unseren Berechnungen zufolge bis 2030 etwa 145 Roboter pro 10.000 Einwohner. In diesem Zusammenhang ist geplant, bis 2030 insgesamt etwa 22.000 Roboter in Kraftstoff- und Energieunternehmen einzuführen“, sagte Eduard Scheremetsew, stellvertretender Energieminister der Russischen Föderation, im November 2024.

Das Erreichen eines so hohen Grades an Robotisierung und Automatisierung von Arbeitsprozessen kann erhebliche wirtschaftliche Auswirkungen haben. „Der Gesamteffekt wird nach unseren eher bescheidenen Schätzungen etwa 100 Milliarden Rubel betragen. Dabei sind Einsparungen beim Lohnfonds und die Kosten für die direkte technische Wartung der Roboter berücksichtigt“, bemerkte E. Scheremetsew.

Gleichzeitig räumen sowohl das Energieministerium als auch Marktteilnehmer ein, dass der derzeitige Robotereinsatz in Russland weit hinter den angekündigten Plänen zurückbleibt. So erklärte E. Scheremezew, dass es in Russland heute durchschnittlich nur 19 Roboter pro 10.000 Beschäftigte gebe, und im Brennstoff- und Energiesektor sei diese Zahl um ein Vielfaches niedriger und betrage nur 10 Roboter pro 10.000 Menschen. Mit anderen Worten, das seien weniger als 7 % der gesetzten Zielwerte, bemerkt Tubot-CEO Stanislav Rozanov.

Einer Studie der Association of Digital Technologies in Industry zufolge wurden bis Anfang 2025 weniger als 400 Roboter im Energiesektor eingesetzt, von denen lediglich 33 % tatsächlich im häuslichen Bereich eingesetzt wurden.

Dieser Grad der Robotisierung ist im Vergleich zu den weltweit führenden Technologieunternehmen extrem niedrig. So liegt die Roboterdichte in Südkorea pro 10.000 Beschäftigten bereits bei 1.0100, in Singapur bei 770, in China bei 470, in Deutschland bei 429, in Japan bei 419 und in den USA bei 295. Vor diesem Hintergrund wird es äußerst schwierig sein, um einen Platz unter den Top 25 zu kämpfen.

Einzelbestellung

Trotz der offensichtlichen wirtschaftlichen und sozialen Vorteile steht die industrielle Robotik in Russland vor mehreren ernstzunehmenden Herausforderungen. Eines der Hauptprobleme ist die insgesamt niedrige Auftragslage in der Industrie.

Wie der Leiter des Energieministeriums, Sergej Ziwilew, in seiner Rede bei der Regierungsstunde im Föderationsrat im Juli dieses Jahres feststellte, wird das Gesamtvolumen der Industrieaufträge für Roboter bis 2030 6.500 Einheiten betragen. Die größten Unternehmen bevorzugen es, die erforderlichen Technologien unabhängig in ihren Forschungszentren und Laboren zu entwickeln. Experten zufolge investieren Unternehmen 3 bis 10 % ihres Jahresumsatzes in eigene wissenschaftliche und technische Entwicklungen im Bereich Digitalisierung, Steuerungsautomatisierung und Robotik. Gleichzeitig arbeiten viele Unternehmen parallel an ähnlichen Prozessen, ohne einheitliche Standards, Anforderungen und regulatorische Rahmenbedingungen auf nationaler Ebene zu entwickeln.

Die Lösung dieses Problems könnte die Schaffung großer technologischer Testgelände für die Bestellung, Entwicklung, Prüfung und Einführung von Standards für die Hauptkomponenten von Robotik, Geräten, Steuerungssystemen, Prozessoren, Antrieben, Motoren und dergleichen sein. „Wenn wir den richtigen Industrieauftrag formulieren, wird die Großserienmontage direkt für einen bestimmten Kunden in Form eines bestimmten Konstrukteurs den Prozess erheblich beschleunigen und es den produzierenden Unternehmen ermöglichen, das Auftragsvolumen zu verstehen“, erklärte E. Scheremetsew.

„Großkunden bringen ihre Bedürfnisse aktiv zum Ausdruck und arbeiten über verschiedene Plattformen und Accelerator-Programme mit Technologie-Startups zusammen. Ein Beispiel für eine Zusammenarbeit ist unsere Arbeit mit PJSC Transneft zur Entwicklung eines In-Pipe-Roboters für Ölpumpstationen“, bemerkte S. Rozanov.

Eine dieser Plattformen ist das TNF- Forum. Auf Basis des TNF-Industrie- und Energieforums finden seit einigen Jahren die sogenannten „Lieferantentage“ statt, bei denen die größten Öl- und Gasunternehmen ihre Industrieaufträge präsentieren und mit Lieferanten von Ausrüstung, Technologien und Dienstleistungen zusammenarbeiten können.

Modernisierung, Kommunikation und Vorteile

Ein ebenso ernstes Problem ist die fehlende Infrastruktur für die aktive Robotisierung der Brennstoff- und Energieindustrie. Viele Brennstoff- und Energieanlagen wurden bereits Anfang der 2000er Jahre gebaut und waren nicht für die automatisierte Steuerung und den Einsatz von Robotern ausgelegt. Die Modernisierung solcher Anlagen erfordert enorme Investitionen, die oft in keinem Verhältnis zum Projektumfang stehen.

Ein weiteres Problem ist die fehlende grundlegende Kommunikation mit abgelegenen Brennstoff- und Energiekomplexen. „Wenn wir über Serviceroboter sprechen, unsere Anlagen befinden sich, entschuldigen Sie, dort, wo es anderthalb Bären pro Quadratkilometer gibt, und dort gibt es nicht immer eine Kommunikation, und wir können diese qualitativ hochwertige Kommunikation nicht immer gewährleisten“, bemerkte E. Scheremezew.

Derzeit modernisieren Unternehmen ihre Infrastruktur und implementieren neue Managementsysteme, darunter solche, die künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen und die Erstellung leistungsstarker Datenbanken nutzen. In dieser Phase sind staatliche Unterstützung für Investitionsmöglichkeiten, Steueranreize und Zuschüsse für die Entwicklung von Beschleunigern, Testgeländen und Prüfständen erforderlich. Gleichzeitig gilt es, Ungleichgewichte bei der Entwicklung bestimmter Robotersysteme zu vermeiden.

„Mehr als 50 % aller Roboter sind Serviceroboter und weniger als 50 % Industrieroboter. Das nationale Projekt ist derzeit jedoch nur auf die Unterstützung von Industrierobotern ausgelegt, was die Implementierung von Servicesystemen verlangsamen wird. Zu den beliebtesten Robotern gehören Roboter für die Rohrleitungsdiagnose, Logistikroboter, Roboter für die Perimetersicherheit sowie Roboter für die Reinigung und Inspektion von Objekten“, bemerkte S. Rozanov.

„Im Allgemeinen erfordert die Entwicklung inländischer Robotertechnologien die Schaffung von Testgeländen, die Personalentwicklung, den Einsatz von „Cashback für die Implementierung“-Systemen, staatliche Unterstützung für Forschung und Entwicklung durch Kostenzuschüsse oder Zuschüsse für Entwicklung und Reverse Engineering sowie die Entwicklung von Unternehmen, die sich mit Komponenten beschäftigen“, fügte der Leiter von Tubot hinzu.

Diese Fragen werden im Rahmen des Geschäftsprogramms TNF-2025 aktiv diskutiert. Dieses Programm ermöglicht die gemeinsamen Anstrengungen von Regulierungsbehörden, großen Kundenunternehmen, Geräteherstellern und Serviceunternehmen, um einheitliche optimale Lösungen für die Robotisierung der Kraftstoff- und Energiesektoren zu entwickeln und führende Positionen auf dem Weltmarkt zu erobern.