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Die Ausgangssituation: Was ist die ökologische Herausforderung?
Abwasserreinigungsanlagen spielen auf dem Weg zur Klimaneutralität von Kommunen eine wichtige Rolle. Haupttreiber bei den klimarelevanten Emissionen ist hierbei das Lachgas (N2O), das als Zwischenprodukt bei der biologischen Abwasserreinigung freigesetzt werden kann. Es ist 273-Mal klimaschädlicher als CO2. Die in Abwasserreinigungsanlagen entstehenden Emissionen von Lachgas machen schätzungsweise etwa drei Prozent des gesamten CO2-Ausstoßes weltweit aus. Mit dem Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) kann der Ausstoß von klimaschädlichem Lachgas auf Abwasserreinigungsanlagen deutlich reduziert werden.
Die Idee: Welchen Beitrag kann KI konkret leisten?
KI kann helfen, die komplexen Abläufe in der biologischen Reinigungsstufe optimal und klimaschonend zu steuern. Ziel ist, mit möglichst geringem Energieverbrauch sowie der größtmöglichen Reduzierung von Lachgasemissionen einen bestmöglichen Gewässerschutz durch die Abwasserreinigung sicherzustellen. Das Verbundvorhaben „Künstliche Intelligenz für klimaneutrale Kläranlagen (KIkKa)“ will mit hochauflösenden und innovativen Sensoren Wasser- und Luftinhaltsstoffe messen sowie mithilfe von KI die Abwasserreinigungsprozesse klimaoptimiert steuern. Durch die datengetriebene Prozessoptimierung an Kläranlagen können langfristig Energiekosten eingespart und der Ausstoß von Lachgas gesenkt werden.
Der Ausblick: Welchen Leuchtturmcharakter hat das Projekt?
Die Projektergebnisse werden publiziert und zur Verwendung für weitere Forschungsvorhaben kostenlos bereitgestellt. Die Lachgas-Messwerte und die dazu gehörigen Betriebsdaten werden der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt. Bislang gibt es keine Grenzwerte für Lachgasemissionen von Kläranlagen. Die Ergebnisse könnten daher relevant für künftige Gesetzesvorhaben werden. Die im Rahmen von KIkKa entwickelten messtechnischen und digitalen Tools werden einen innovativen Technologiebeitrag zur Transformation zu einer klimaneutralen Kommune leisten.
