Hochschule Offenburg und Herrenknecht Vertical GmbH forschen an KI-Steuerung zum Schallschutz bei Erdwärme-Bohrungen - Geräuscharm und schneller in die Tiefe

Um die von der Bundesregierung beschlossene Wärmeplanung umzusetzen, braucht es einen signifikanten Ausbau der vorhandenen Netzinfrastruktur. Die Nutzung der Geothermie hat das Potenzial, einen maßgeblichen Beitrag zu der klimaneutralen Wärme- und Stromversorgung der Zukunft zu leisten – insbesondere in Ballungszentren.

Umweltparameter spielen bei Bohrung große Rolle:
Der nötige Betrieb von Tiefbohranlagen zum Erstellen der Bohrungen erzeugt grundsätzlich nicht mehr Geräusche als andere Baumaßnahmen in ähnlicher Größenordnung. Allerdings ist der Betrieb aus Effizienz- und Sicherheitsgründen auch nachts erforderlich. Für Projektplaner und Anwohner ist es daher zentral, den Einfluss auf die Umwelt zu minimieren und gesetzliche Schallgrenzwerte einzuhalten. Derzeit geschieht dies über eine Kombination aus unterschiedlichen Maßnahmen, beispielsweise über die kontinuierliche Überwachung der Schallemissionen durch akustische Messungen in der Umgebung, die Optimierung der Baustellenlogistik durch Verlagerung lauter Aktivitäten auf bestimmte Tageszeiten oder aktive Schallreduktion durch die manuelle Wahl von Steuerparametern für die Bohrungen. Eine derartig komplexe Zustandsüberwachung und entsprechende manuelle Anpassung hunderter Steuerparameter bei gleichzeitig technisch sicherem, wirtschaftlichem Vortrieb der Bohrung ist bislang nur schwer umsetzbar.

KI-Hinweise als Ergänzung zum Fachpersonal:
Das Institute for Machine Learning and Analytics (IMLA) der Hochschule Offenburg und die Herrenknecht Vertical GmbH kombinieren deshalb ihre Expertise, um den Bohrbetrieb mithilfe aktueller Verfahren der Künstlichen Intelligenz (KI) zu optimieren – sowohl hinsichtlich des Schallschutzes, aber auch der Bohrgeschwindigkeit. Dazu werden die Mitarbeitenden des IMLA konkrete Bohrungen von Anlagen der Herrenknecht Vertical GmbH in mehreren europäischen Großstädten begleiten und dabei Daten sammeln. Mit diesen Daten wird dann die geplante KI-Steuerung angelernt. Den verantwortlichen Bohr-Ingenieuren kann sie später in Sekundenschnelle Hinweise geben, welche Schallentwicklung bei vorgesehenen Steuerbefehlen zu erwarten ist und wie man ein vorgegebenes Steuerziel mit weniger Schallentwicklung erreichen könnte. „Dadurch wollen wir die Akzeptanz von Geothermie Projekten und auch deren Wirtschaftlichkeit erhöhen. Beide Verbesserungen könnten einen wesentlichen Beitrag zum weiteren Ausbau der Geothermie und somit zur Erreichung der übergeordneten Klimaziele leisten“, sagt IMLA- und Projektleiter Prof. Janis Keuper. Auch bei Herrenknecht freut man sich über die Zusammenarbeit. „Seit fast 20 Jahren entwickeln wir Innovationen für effiziente, sichere Erdwärme-Bohrungen. Mit dem Einsatz von KI verfolgen wir dieses Ziel konsequent weiter und sind gespannt auf die Forschungsergebnisse“, betont Ulrich Hahne, Geschäftsführer der Herrenknecht Vertical GmbH.

Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit rund 670.000 Euro gefördert und hat eine Laufzeit bis Ende 2026. Im Rahmen des Kick-Off-Meetings konnten sich die Beteiligten am Sitz der Herrenknecht Vertical GmbH in Schwanau jetzt zunächst ein Bild von der neuesten Bohrtechnik machen.

(Presseinfo: Hochschule Offenburg, 25.09.2023)