Nachhaltiger Bergbau: Forschungsprojekt MOVIE gestartet
Das Verbundprojekt „Modellkopplung im Kontext eines Virtuellen Untertagelabors und dessen Entwicklungsprozess“ (MOVIE) läuft seit Anfang 2024 und wird von der TU Clausthal koordiniert.
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, ein virtuelles Labor für untertägige Hohlräume zu entwickeln. Damit werden Lehre, Forschung und Weiterbildung im Bereich nachhaltiger Bergbaupraxis unterstützt und eine effiziente und verantwortungsvolle Bewirtschaftung untertägiger Systeme vorangetrieben. Gefördert wird das Projekt im Rahmen des Programms Geoforschung für Nachhaltigkeit (GEO:N) durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit rund zwei Millionen Euro. Unter der Leitung der TU Clausthal wird in Kooperation mit der TU Bergakademie Freiberg und der Firma fibrisTerre Systems GmbH aus Berlin ein digitaler Zwilling eines Untertagelabors geschaffen. Es entsteht also eine 3D-Visualisierung eines unterirdischen Hohlraums.
Das Forschungsprojekt passt perfekt zur TU Clausthal
„Als Montanuniversität der Zukunft, thematisch aufgestellt entlang der Circular Economy, beschäftigt sich die TU Clausthal mit der modernen, nachhaltigen Nutzung untertägiger Hohlräume, zum Beispiel zur Speicherung von CO2 oder Wasserstoff. Daneben zählt die Erforschung der digitalen Transformation zu den zentralen Kompetenzen unserer Universität. Insofern passt das Forschungsprojekt MOVIE perfekt zu uns“, unterstreicht TU-Präsidentin Dr.-Ing. Sylvia Schattauer.
Im Kontext der untertägigen Bewirtschaftung betrachten bisherige Simulationsmodelle einzelne Fragestellungen der Geologie, Hohlraumgeometrie, Wettertechnik/Strömungsmechanik und Geomechanik in ihren jeweiligen Partialmodellen. Eine ganzheitliche Modellkopplung ermöglicht hingegen eine bessere Analyse der Systemzusammenhänge und der Abhängigkeiten der Modelle untereinander. Ein hybrides Modell basierend auf Methoden der künstlichen Intelligenz (KI) dient im Projekt MOVIE der Optimierung der Rechenzeit für diese Simulationsmodelle, so dass eine interaktive Nutzung im virtuellen Labor möglich wird. Es wird ein retrospektiver Simulationsansatz verwendet, in dem die getroffenen Prognosen, ausgehend von den historischen Daten, den aktuellen Messungen aus dem realen Untertagelabor gegenübergestellt werden und so zur Kalibrierung des Modells beitragen.
Der Vorteil virtueller Labore besteht für den aktiven Bergwerks- sowie den Verwahrungsbetrieb bzw. den damit zusammenhängenden Genehmigungsverfahren in einer Verbesserung der Effizienz, Sicherheit und Effektivität. Im Zuge des Projektes soll es möglich werden, sich mit Hilfe von „Mixed Reality“ virtuell untertage zu begeben und Analysen, etwa hinsichtlich des geomechanischen Verhaltens, zu betrachten, obwohl man gar nicht vor Ort ist.
Fünf Clausthaler Professorinnen und Professoren beteiligt
Der offizielle Kickoff des Projektes hat im Frühjahr in Freiberg stattgefunden. Das Institute of Geo-Engineering der TU Clausthal um Prof. Jens-André Paffenholz leitet das Verbundprojekt und bringt seine Expertise im Bereich Geomatik ein (effiziente 3D-Erfassung, Auswertung und Visualisierung). Des Weiteren sind seitens der Oberharzer Universität das Institut für Bergbau (Prof. Oliver Langefeld), das Institut für Endlagerforschung (Prof. Eleni Gerolymatou und Prof. Thomas Ulrich) und das Institut für Software and Systems Engineering (Prof. Andreas Rausch) beteiligt. Von den rund zwei Millionen Euro an Fördermitteln für MOVIE entfallen in den kommenden drei Jahre rund 1,5 Millionen Euro auf die Institute der TU Clausthal.
Wissenschaftlicher Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Jens-André Paffenholz
Institute of Geo-Engineering (IGE)
Technische Universität Clausthal
E-Mail: movie-koordination@ige.tu-clausthal.de
Das Kickoff-Treffen für das Projekt MOVIE hat in Freiberg stattgefunden und war mit dem Befahren eines Lehr- und Forschungsbergwerks verbunden. Foto: IGE