Reschki – Ressourceneffizient mit HPC und KI 5 Pilotprojekte für intelligente Ressourcennutzung

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Im Rahmen des Projekts „RescHKI – Ressourceneffizient mit HPC und KI“ geben das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg und Sicos BW geben fünF neue Förderprojekte bekannt. Geplant war es, drei auszuwählen. Doch die hohe Qualität der eingereichten Anträge hat die Zahl ansteigen lassen.

Das vom Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg geförderte Vorhaben Reschki unterstützt Unternehmen und Institutionen dabei, High Performance Computing (HPC) und Künstliche Intelligenz (KI) gezielt für eine nachhaltige Ressourcennutzung einzusetzen. Die Ausschreibung der Pilotprojekte hat im Frühjahr dieses Jahres stattgefunden, um mit ihrer Hilfe Unternehmen zu zeigen, dass und wie Ressourcen-Intelligenz in der Praxis funktioniert und schnell zu Einsparungen im Ressourcenverbrauch führt.

Die Bewertung der Anträge ist durch das Ministerium – in Zusammenarbeit mit der Sicos BW GmbH, die RescHKI koordiniert und begleitet erfolgt. Dr. Andreas Wierse, Geschäftsführer von Sicos BW, sagt: „Die ausgewählten Vorhaben zeigen beispielhaft, wie breit das Anwendungsspektrum von HPC und KI für Ressourceneffizienz ist – von industriellen Simulationen über Umwelttechnik bis hin zu Smart Building-Lösungen.“

Die fünf geförderten Pilotprojekte im Überblick:

1. Alfred Kärcher SE & Co. KG – Reinigungstechnik, Maschinenbau - Kärcher plant, den „Eco!Booster“, einen Aufsatz für Flachstrahldüsen, mithilfe von HPC und KI weiterzuentwickeln. Ziel ist es, die Düsenleistung strömungsmechanisch zu optimieren und den Wasser- sowie Energieverbrauch weiter zu senken – bei gleichbleibender Reinigungswirkung. Vorgesehen ist eine Kombination aus aufwendigen CFD-Simulationen und KI-gestützter Modellbildung. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen direkt in die Produktentwicklung einfließen.

2. Imted GmbH – Gebäudetechnik, Smart Building - Mit dem Vorhaben „AI Energy Assistant“ plant das Unternehmen den Einsatz einer retrofit-fähigen KI-Anwendung zur automatisierten Analyse von Energie- und Wasserverbräuchen in Gebäuden – mit dem Ziel, Anomalien frühzeitig zu erkennen, Einsparpotenziale zu identifizieren und Maßnahmen zur Verbrauchsoptimierung vorzuschlagen – ohne Umbauten oder neue Zähler. Die Applikation soll in Echtzeit auf lokalen Gateways laufen und kontinuierlich dazulernen. Erste Anwendungen sind unter anderem in Kliniken und Hochschulen vorgesehen.

3. Hydrograv GmbH – Umwelttechnik, Wasserwirtschaft - Mit dem Vorhaben „P:Elli“ möchte Hydrograv eine Edge-KI in Kläranlagen integrieren, um das bewährte Einlaufsystem „Hydrograv Adapt“ intelligenter zu steuern. Ziel ist es, den Betrieb laufend zu analysieren, automatisch zu optimieren und so Wasserqualität, Energieverbrauch und Betriebskosten deutlich zu verbessern – mit einer KI, die lokal auf einem kompakten Rechner direkt im Schaltschrank läuft (ohne aufwendige Nachrüstung).

4. Syntegon Technology GmbH – Anlagenbau, Pharmaindustrie - Im Pilotprojekt „Flowrom“ plant Syntegon die Entwicklung einer KI-basierten Methode, um Strömungssimulationen im Pharma-Anlagenbau deutlich zu beschleunigen. Mithilfe neuronaler Netze möchte das Unternehmen so genannte Reduced Order Models (ROMs) erstellen, die die bisherigen CFD-Berechnungen (CFD = Computational Fluid Dynamics) um das bis zu 1.000-Fache beschleunigen. Ziel ist eine ressourcenschonende, Geometrie-unabhängige Simulation, um die Projektierung und Auslegung pharmazeutischer Anlagen effizienter und flexibler zu machen.

5. Falquez, Pantle und Pritz GbR (FPPG) – HPC-Forschung, Ingenieurwissenschaften - Das Projekt „HPC4nuberisim2AI“ hat zum Ziel, ein bestehendes KI-Modell zur Beschleunigung von CFD- und Aeroakustik-Simulationen für den Einsatz auf HPC-Cluster zu optimieren. Geplant ist die Parallelisierung von Graph Neural Networks (GNNs), um komplexe Zeitreihen realitätsnah fortzuschreiben.

Dadurch könnten rechenintensive Simulationen, beispielsweise zur Lärmentwicklung von Strömungsmaschinen, stark verkürzt werden. Der Pilotversuch soll zeigen, wie sich die Methode auf andere Anwendungsfälle übertragen lässt.

Melanie Westermann, Projektkoordinatorin bei Sicos BW, kommentiert: „Dass das Ministerium letztlich sogar fünf und nicht, wie ursprünglich geplant, drei Projekte fördert, zeigt, wie groß das Potenzial ist.“ Mit einem Abschluss der Projekte rechnen die Experten Ende September.

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