Neuer BMEL-Förderaufruf: Künstliche Intelligenz in der Biogaserzeugung

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Forschung & Entwicklung
Gesucht: Projektideen zu Messtechnik, maschinellem Lernen, Datenmanagement und zur Automatisierung des Biogasprozesses.
Foto: FNR/Animaflora PicsStock + Julien Eichinger/Adobe.Stock

Das BMEL Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft, Bonn/Berlin, hat am 1. März 2024 den Förderaufruf „Künstliche Intelligenz (KI) zur Automatisierung der Biogaserzeugung“ veröffentlicht. Das Ministerium will damit Ansätze fördern, um mit der Biogastechnik einen noch effizienteren und wertvolleren Beitrag zur Energiewende zu leisten, zum Beispiel durch Flexibilisierung. KI kann helfen, begrenzte Ressourcen wie die Substrate effizienter zu nutzen. Projektideen nimmt der Projektträger des BMEL, der FNR Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V., Gülzow-Prüzen, bis zum 30. September 2024 entgegen. Dieser Förderaufruf wurde als erster Aufruf im Rahmen des neuen Förderprogramms Nachhaltige Erneuerbare Ressourcen des BMEL veröffentlicht, weitere befinden sich in Vorbereitung.

Die flexible Biogaserzeugung und -nutzung werden als Schlüssel für eine erfolgreiche Integration von Biogas in das vorhandene und in künftige Energiesysteme eingestuft. Nur mit einer effizienten und zukunftsfähigen Biogasverfahrenstechnik lassen sich die Zielsetzungen der Bundesregierung zum Beispiel zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen durch einen gesteigerten Wirtschaftsdüngereinsatz in Biogasanlagen umsetzen. Damit trägt der Aufruf zur Umsetzung der strategischen Forschungsbereiche „Verringerung der Treibhausgas-Emissionen aus der Landwirtschaft“ und „Nutzung und Bereitstellung erneuerbarer Energien in der Land- und Forstwirtschaft“ der Mission „Klimaneutralität bis 2045“ aus dem aktuellen Forschungsplan des BMEL bei.

Diese Entwicklung erfordert intelligente Lösungen für die Überwachung und Regelung des Gesamtprozesses von der Substratbereitstellung über die Biogasproduktion bis zur Nutzung des erzeugten Biogases. Zu den Lösungsansätzen gehören beispielsweise Sensorsysteme zur digitalen Datenerfassung und -fernübertragung, zur Überwachung des Biogasprozesses sowie die Steuerung und Regelung des Gesamtprozesses zum Beispiel mithilfe von Vorhersagemodellen und Verfahren des maschinellen Lernens (künstliche Intelligenz).

Neben der Entwicklung automatisierter Biogasproduktionsprozesse für neue Anlagenkonzepte besteht auch bei konventionell betriebenen Bestandsbiogasanlagen Potenzial für die Anwendung von Automatisierungstechnik mithilfe künstlicher Intelligenz. Dort liegt der Fokus eher auf günstigen und praxisnahen Regelsystemen, die zur Entlastung der Betreiber und Erhöhung der Prozesseffizienz und damit zur Aktivierung ungenutzter Leistungsreserven eingesetzt werden. Die Lösungssysteme sollten auf gängiger Industrietechnik beruhen oder über geeignete Schnittstellen verfügen.

Durch den Einsatz intelligenter Automatisierungstechnik können Prozesse optimiert und flexibilisert werden und damit zu einer Effizienzsteigerung beim Einsatz von knappen Ressourcen beitragen. Zu den begrenzt verfügbaren Ressourcen gehören bei der Biogaserzeugung die eingesetzten Substrate, der Energiebedarf für zum Beispiel Rührwerk und Pumpen oder der Einsatz von Arbeitskräften zur Betreuung der Biogasanlagen.

Schwerpunkte dieses befristeten Förderaufrufes sind die Neu- und Weiterentwicklung von Messtechnik an Biogasanlagen, die Verbesserung des Datenmanagements, die Weiter-/ Entwicklung des maschinellen Lernens sowie die Teil-/Automatisierung des Biogaserzeugungsprozesses.

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