Verbundprojekt erfolgreich beendet

Vielversprechende Ergebnisse im Rahmen des Forschungsprojekts aKtIv

„Agile Netzsteuerung zur Erhöhung der Resilienz der Kritischen Infrastruktur Wasserversorgung“ kurz „aKtIv“ war der Titel eines Forschungsvorhabens, dass die Wasserversorgung Rheinhessen-Pfalz GmbH (wvr) am 01.10.2022 gemeinsam mit sieben hochkarätigen Verbundpartner:innen gestartet hat. Nun liegen die Ergebnisse vor und bieten hohes Anknüpfungspotenzial.

Hintergrund des Forschungsvorhabens waren die steigenden Herausforderungen an eine sichere und zuverlässige Trinkwasserversorgung hinsichtlich des Klimawandels. Im Sommer mehren sich seit Jahren die Bedarfsspitzen, das heißt kurze Zeitfenster, in denen sehr viel Wasser benötigt wird. Dies kann für das Versorgungssystem eine hohe Belastung darstellen. Um das Versorgungsnetz dahingehend resilienter zu gestalten, wurde in aKtIv an einer optimierte Netzsteuerung gearbeitet, die eine situationsabhängige Regulierung der abgegebenen Wassermengen ermöglicht. Hierzu sind komplexe Steuerungssysteme im Wasserversorgungssystem notwendig. Daher wurde ein Entscheidungsunterstützungssystem entwickelt, das es ermöglicht, das komplexe Geschehen im Netz zu erfassen und unter Einbezug des prognostizierten Trinkwasserbedarfs frühzeitig Entscheidungen zur Vermeidung bzw. zur gezielten Bewältigung von kritischen Systemzuständen zu treffen.

In diesem Zuge wurde unter anderem eine optimierte Einspeisung des Trinkwassers in das Versorgungsnetz am Ausgang des Wasserwerks an einem Hochsommertag modelliert. Die Modellierung erreichte eine Lastspitzenreduktion von ca. 30 %. Das Ziel der Optimierung war dabei, eine „Vergleichmäßigung“ des Wasserwerkbetriebs, also eine möglichst gleichmäßige Fahrweise. Zur Erreichung der Lastspitzenreduktion gibt die Optimierung zusätzlich zeitabhängige Steuerbefehle für die zur Verfügung stehenden Pumpen (einen sogenannten Pumpenfahrplan) aus. Die dadurch einsparbaren Ressourcen könnten für potenzielle Mangellagen zur Verfügung stehen und so die Resilienz des Versorgungsnetzes erhöhen.

Zur praktischen Umsetzung des Ganzen wurden fernwirkende Aktoren und Sensoren in einem ausgewählten Teil des Versorgungsnetzes eingebaut, z.B. in Form von fernsteuerbaren Schiebern oder intelligenten Standrohren .
Durch die zusätzliche Einbindung von Dargebotsprognosen kann die Bewirtschaftung des Versorgungssystem vorausschauend und risikomindernd umgesetzt werden.
„Wir freuen uns, so vielversprechende Ergebnisse erreicht zu haben und werden daran anknüpfen, um das Ganze weiter auszubauen und langfristig nutzbar zu machen“, betont Natalie Pikos, Projektkoordinatorin und Leiterin der Abteilung Forschung und Entwicklung der wvr.

Die Verbundpartner setzten sich aus verschiedenen Fachdisziplinen zusammen, um auch interdisziplinär alle Fragestellungen bearbeiten zu können, unter anderem rechtliche und ethische, sowie aus den Bereichen Kommunikationstechnik und Software. So waren das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen, das Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung vom Alfred-Wegener-Institut, das Institut für Deutsches und Europäisches Wasserwirtschaftsrecht der Universität Trier, das Kompetenzzentrum CoSA Communications - Systems - Applications der TH Lübeck, der Lehrstuhl Innovation und Entrepreneurship der RWTH Aachen, die iSAtech water GmbH und das Internationale Zentrum für Ethik in den Wissenschaften der Universität Tübingen am Projekt beteiligt.
Das Verbundprojekt aKtIv wurde dabei im Rahmen der Fördermaßnahme „Zivile Sicherheit – Künstliche Intelligenz II“ im Programm „Forschung für die zivile Sicherheit 2018 - 2023“, vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) mit einer Summe in Höhe von mehr als 2,9 Mio. Euro gefördert.

Durch die Optimierung ließ sich unter Berücksichtigung der Bedarfsprognose eine Lastspitzenreduktion von ca. 30 % im betrachteten Zeitraum erreichen.

(Stand: 07.01.2026)