Wie man KI als Waffe gegen den Klimawandel einsetzen kann, um den Ausstoss von CO2 zu reduzieren und gleichzeitig Kosten spart, zeigt die EDI GmbH - Engineering Data Intelligence am Beispiel eines Forschungsprojekts in einer Müllverbrennungsanlage.
Eine Müllverbrennungsanlage ist nicht gerade der Ort, der einem als erstes in den Sinn kommt, wenn man an den Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) denkt. In der durch ihre schiere Größe beeindruckenden Anlage in der Nähe des Mannheimer Industriehafens wird über mehrere Tore gleichzeitig eine Fuhre Müll nach der anderen angeliefert. Der Müll wird anschließend von einem Kranführer, der die enorme Halle von seiner Kanzel aus hoch oben überblickt, zu einem bis zu 40 m hohen Müllberg aufgetürmt.
Auf den Kranführer kommt es an
Der Müll, der hier angeliefert wird, ist ganz unterschiedlich. Das bedeutet auch, dass er einen ganz unterschiedlichen Brennwert hat. Bei Gewerbemüll ist der Brennwert hoch, bei Klärschlamm ist er niedrig. Der Restmüll aus Haushalten hat einen mittleren Brennwert. Eine Matratze brennt also besser als ein Haufen Windeln. Die Kunst besteht nun darin, durch die richtige Auswahl des zu verbrennenden Materials einen möglichst gleichmäßigen Brennprozess zu gewährleisten. Das ist die Aufgabe des Kranführers, der damit eine zentrale Rolle innerhalb des gesamten Prozesses einnimmt.
Damit der Müll zu Energie werden kann, schätzt der Kranführer mit seiner langjährigen Erfahrung und seinem Bauchgefühl den Brennwert des Mülls und füllt ihn dem entsprechend mit Hilfe des riesigen Greifarms seines Krans in den großen Trichter, der sich links von seiner Kanzel befindet. 30 Minuten später kommt der Müll dann im Ofen der Anlage an, wird dort verbrannt und so in nutzbare Energie umgewandelt.
Der Verbrennungsprozess im Ofen wird neben dem Kranführer auch von mehreren Prozessingenieuren überwacht, die den Brennprozess durch die Zugabe von Verbrennungsluft und die Regelung der Geschwindigkeit, mit welcher der Müll in den Ofen zur Verbrennung transportiert wird, steuern können. Hat der Kranführer den Brennwert des angelieferten Mülls nicht richtig eingeschätzt oder hat er einfach nicht genug Müll mit hohem Brennwert angeliefert bekommen, dann müssen die Ingenieure eingreifen. An dieser Stelle kommt nun die KI ins Spiel.
Wie wird die KI eingesetzt und was leistet sie?
Die Kernkompetenz der EDI GmbH – Engineering Data Intelligence ist es Prozesse durch den Einsatz Künstlicher Intelligenz zu optimieren. Für die MVV Umwelt GmbH in Mannheim wird die KI von der EDI GmbH im Bereich der Müllverwertung als Spezialanwendung entwickelt: Welchen ungefähren Brennwert hat der gerade angelieferte Müll? Wie schichtet der Kranführer den Müll um? Welcher Müll lagert an welcher Stelle? Welcher Müll wird wann von dem Kranführer in den großen Trichter gefüllt? All diese Informationen werden von der KI berücksichtigt, um einen digitalen Zwilling des Müllbergs zu generieren. Dieser unterstützt dann den Kranfahrer dabei, den Verbrennungsprozess gleichmäßiger zu halten und weniger Schwankungen des Brennwerts zu verursachen.
KI mit Menschen für Menschen
Das besondere an der Herangehensweise der EDI GmbH ist es, das sie das Wissen der Experten vor Ort, in diesem Fall das Wissen und die Erfahrung des Kranführers, mit in die Prozessoptimierung einbezieht. Die Grundprämisse ist es immer die beteiligten Personen durch bisher nicht zugängliche, intelligente Informationen zu unterstützen, damit diese ihre Ziele noch effizienter erreichen können. Das durch die KI sichtbar gemachte Wissen wird denjenigen, die es benötigen, in der Form und zu dem Zeitpunkt zur Verfügung gestellt, an dem sie es zur bestmöglichen Unterstützung brauchen. Entscheidungen werden den Menschen nicht abgenommen, sondern sie werden durch die KI dabei unterstützt, bessere und nachhaltigere Entscheidungen zu treffen.
Durch die Optimierung des Prozesses mit Hilfe von KI wird es möglich sein den Ausstoß von CO2 zu reduzieren und den energetische Gewinn durch einen optimierten Verbrennungsprozess zu erhöhen. Dabei werden nicht nur die chemischen Prozesse betrachtet, sondern auch die organisatorischen Abläufe vor Ort. Müll mit Hilfe von KI zu Verbrennen ist deshalb ein Beitrag für den Klimaschutz, dem zentralen Thema unserer Zeit.
Das Forschungsprojekt
Die Anwendung von KI in der Müllverbrennungsanlage in Mannheim ist Teil des Forschungsprojektes KI-Tool, an dem neben der MVV Umwelt GmbH als Betreiberin des Heizkraftwerkes und der EDI GmbH auch das Institut für technische Chemie (ITC) als Teil des Karlsruhe Institut für Technologie (KIT) beteiligt ist. Das ITC hat das Bioliq®-Verfahren zur Herstellung von synthetischen Kraftstoffen entwickelt. Im Rahmen des Forschungsprojektes soll der Herstellungsprozess durch KI optimiert werden.
Gemeinsames Ziel aller Projektpartner ist es den Einsatz von KI für mittelständische Prozessanlagenbetreiber durch das Bereitstellen einer einfach anzuwendenden Applikation zu ermöglichen.
Firmenkontakt und Herausgeber der Meldung:
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Dateianlagen:
- Müllverbrennungsanlage MVV Umwelt Mannheim