mit Helfried Welsch, Prokurist der Stadtwerke Trier
Was passiert, wenn ein kommunaler Versorger KI nicht als Zukunftsthema diskutiert, sondern seit fast 20 Jahren praktisch einsetzt? Helfried Welsch berichtet, wie bei den Stadtwerken Trier aus ersten Pilotprojekten Schritt für Schritt eine umfassende KI-Strategie entstanden ist. Das Gespräch macht nachvollziehbar, wie sich einzelne Use Cases systematisch skalieren lassen – technisch, organisatorisch und kulturell. Es geht um Lernen im Betrieb, um Akzeptanz bei Mitarbeitenden und darum, wie KI vom Werkzeug für einzelne Optimierungen zu einem festen Bestandteil strategischer Entscheidungen wird.
Helfried Welsch ist technischer Prokurist der Stadtwerke Trier und verantwortet den Ausbau der regionalen Wasser- und Energieinfrastruktur in Trier und der Region. Gemeinsam mit Partnerkommunen entwickelt er Verbundprojekte wie das Regionale Verbundnetz Westeifel, in denen Trinkwasserversorgung, Energieversorgung und digitale Netze intelligent verknüpft werden. Von Beginn an hat er die KI-Strategie der Stadtwerke Trier maßgeblich begleitet und in konkrete Anwendungen überführt, um Prozesse effizienter und nachhaltiger zu gestalten.
Der Auslöser
Die Geschichte des KI-Einsatzes bei den Stadtwerken Trier beginnt im Jahr 2004. Damals übernahm das Unternehmen die Entwässerung von der Stadt Trier. Doch schnell war klar: Der Abwasserbereich ist ein Energiefresser.
Eine Analyse zeigte, wo der größte Hebel lag. Die Belüftung der biologischen Reinigungsstufe im Klärwerk gehörte zu den größten Energieverbrauchern. Klassische Optimierungen waren hier weitgehend ausgeschöpft, doch Helfried Welsch und sein Kollege Arndt Müller, Geschäftsführer der Stadtwerke Trier, wollten mehr.
Der erste konkrete KI-Anwendungsfall entstand wenige Jahre später. In den Jahren 2007/2008 startete ein Projekt, bei dem künstliche neuronale Netze eingesetzt wurden, um den Lufteintrag in den Klärbecken zu steuern. Das KI-Modell lernte, den Sauerstoffbedarf präzise zu steuern, den Lufteintrag zu reduzieren und so die energiehungrigen Turboverdichter deutlich effizienter zu betreiben.
Helfried Welsch bezeichnet diesen erfolgreichen Einsatz als Schlüsselmoment. Es war der Augenblick, in dem klar wurde, dass KI-gestützte Prognosemodelle nicht nur theoretisch funktionieren, sondern einen messbaren Nutzen bringen. Dieser Erfolg veränderte für Helfried Welsch und seine Mitstreiter den Blick auf das Gesamtsystem und wurde zum Ausgangspunkt für eine langfristige strategische Entwicklung, die heute weit über das Klärwerk hinausgeht.
Der Erfolg der Stadtwerke Trier beruht nicht auf einer von Beginn an festgelegten KI-Strategie. Vielmehr hat sich über Jahre ein Vorgehen entwickelt, das vor allem auf Skalierung setzt.
Ein zentrales Prinzip ist dabei, klein zu starten und von Anfang an weiterzudenken. „Wir haben immer kleinere Teilprojekte als Piloten umgesetzt. Unser Ziel war aber immer, die Dinge skalierungsfähig zu machen“, so Helfried Welsch. Das reduzierte Risiken, ermöglichte schnelle Lernzyklen und half, Akzeptanz im Unternehmen aufzubauen.
Wichtig: KI wurde nicht als einmaliges Projekt verstanden, sondern als etwas, das sich schrittweise im Betrieb bewähren muss.
Bewährte Lösungen wurden anschließend systematisch ausgeweitet. Zunächst innerhalb einer Sparte, etwa von einzelnen Prozessschritten auf den gesamten Klärprozess. Danach folgte die Übertragung auf andere Bereiche wie die Trinkwasserversorgung. Heute werden die Modelle zudem in deutlich größeren Systemen eingesetzt, z. B. im Verbund der Westeifel.
Eine zentrale Voraussetzung für den KI-Einsatz waren die vorhandenen Daten. Bei den Stadtwerken Trier liefen seit Jahren alle relevanten Betriebsdaten im zentralen Prozessleitsystem zusammen und wurden dort archiviert. Auf dieser Grundlage konnte das Versorgungssystem zunächst modellhaft nachgebaut werden – ein digitales Abbild der realen Anlagen und Netze.
Dieses Modell diente nicht nur der Visualisierung, sondern vor allem als Basis für Prognosen. Die KI berechnete, wie sich das System unter bestimmten Bedingungen bewirtschaften ließe. Entscheidend war dabei der Abgleich mit der Realität.
Helfried Welsch erinnert sich: „Die Prognoseergebnisse rein aus der Theorie waren so gut, dass wir sie mit unseren echten Archivdaten verifizieren konnten.“ Durch diesen Abgleich mit realen historischen Daten entstand Vertrauen in die Leistungsfähigkeit der Modelle.
Use Cases
Die Stadtwerke Trier setzen KI in zentralen Versorgungsprozessen ein. Im Fokus stehen Energieeffizienz, Ressourcenschonung und Versorgungssicherheit.
In der Trinkwasserversorgung nutzen die Stadtwerke Trier KI als präzises Steuerungswerkzeug. Prognosemodelle berechnen den Wasserbedarf jeweils 24 Stunden im Voraus und stimmen ihn mit der erwarteten Stromerzeugung aus eigenen Photovoltaik-Anlagen ab. Pumpen, Aufbereitung und Speicher werden so gesteuert, dass sie bevorzugt dann arbeiten, wenn viel Solarstrom verfügbar ist.
Der Grundgedanke ist einfach. Anlagen sollen laufen, wenn eigene erneuerbare Energie zur Verfügung steht. Hochbehälter werden gezielt zu diesen Zeiten befüllt, statt unabhängig vom tatsächlichen Bedarf nachts durchzulaufen. Entscheidend ist, dass zu den Verbrauchsspitzen ausreichend Wasser vorhanden ist, nicht der Zeitpunkt der Förderung.
So werden rund 90 Prozent der selbst erzeugten grünen Energie direkt im eigenen Betrieb genutzt. Das senkt die Stromkosten deutlich und erhöht die Energieeffizienz der Trinkwasserversorgung.
Das Projekt in der Westeifel zeigt, wie sich KI-gestützte Steuerung von einzelnen Anlagen auf ein regionales Versorgungssystem skalieren lässt. Im Mittelpunkt steht nicht mehr die Optimierung eines Standorts, sondern das Zusammenspiel einer gesamten Versorgungsregion.
Im Verbundsystem sind mehr als 20 Gewinnungsanlagen, rund 90 Pumpwerke und etwa 130 Hochbehälter miteinander vernetzt. Um diese Komplexität sicher zu beherrschen, haben die Stadtwerke Trier ein eigenes Glasfaser- und Leitungsnetz mit einer Länge von über 140 Kilometern aufgebaut. Darüber werden Betriebs- und Sensordaten zentral zusammengeführt.
Die KI unterstützt hier die übergeordnete Systemsteuerung. Sie koordiniert Erzeugung, Transport, Speicherung und Verbrauch über viele Anlagen hinweg. Während im Trierer System zunächst der Energieeinsatz im Fokus stand, bildet das Verbundprojekt die technische und organisatorische Grundlage für eine ganzheitliche Steuerung auf regionaler Ebene.
Der Mehrwert liegt vor allem in der Skalierbarkeit. Entscheidungen, die früher lokal und isoliert getroffen wurden, werden nun systemweit abgestimmt. So entsteht ein belastbares Fundament für eine resiliente und flexible Wasserversorgung über kommunale Grenzen hinweg.
Auf dieser Verbundstruktur setzt der Use Case des dynamischen Ressourcenmanagements auf. Er verschiebt den Fokus von der reinen Systemkoordination hin zur ökologisch fundierten Bewirtschaftung der Wasserressourcen selbst.
Statt sich auf starre, kalenderbasierte Entnahmerechte zu verlassen, erfassen die Stadtwerke Trier Grundwasserstände in ausgewählten Gewinnungsgebieten in Echtzeit. Die Messdaten werden über ein eigenes LoRaWAN-Netz übertragen und direkt in die KI-Modelle integriert.
So entsteht ein kontinuierlich aktualisiertes Bild des Ressourcenzustands. Sinkt der Pegel an einer Entnahmestelle, kann die Förderung dort gezielt reduziert werden. Steht in einem anderen Gebiet ausreichend Wasser zur Verfügung, wird diese Quelle bevorzugt genutzt. Die KI unterstützt damit Entscheidungen, die Verfügbarkeit, Qualität und Schonung der Ressource gleichzeitig berücksichtigen.
Der Ansatz markiert einen Paradigmenwechsel in der Wasserbewirtschaftung. Die Steuerung orientiert sich nicht mehr an statischen Vorgaben, sondern an der aktuellen ökologischen Situation. Wirtschaftliche Effizienz und Ressourcenschutz werden so miteinander verbunden und schaffen die Grundlage für eine klimaresiliente und zukunftsfähige Wasserversorgung.
Sicherheit durch Architektur
Als Betreiber kritischer Infrastruktur habe die Stadtwerke Trier beim Einsatz von KI eine hohe Verantwortung. Ein zentrales Prinzip lautet deshalb: Die KI entscheidet nicht selbst.
Helfried Welsch macht deutlich, dass die Modelle ausschließlich als Unterstützung dienen. „Die KI macht Vorschläge, die Umsetzung erfolgt immer im Prozessleitsystem.“ Jeder Bewirtschaftungsvorschlag wird zunächst an dieses Leitsystem übergeben. Dort wird geprüft, ob er physikalisch machbar ist, Sicherheitsgrenzen einhält und betrieblich sinnvoll ist. Erst dann wird eine Maßnahme tatsächlich umgesetzt. Die finale Kontrolle bleibt damit jederzeit beim Menschen beziehungsweise beim von ihm definierten System.
Diese Logik ist Teil einer bewusst mehrstufigen Sicherheitsarchitektur. Die Rechner, auf denen die KI-Modelle laufen, sind physisch vom Prozessleitsystem getrennt und kommunizieren nur über klar definierte Schnittstellen. Ein wichtiger Baustein ist auch das eigene Glasfasernetz.
Fällt die KI aus, bleibt die Versorgung dennoch stabil. Das System schaltet automatisch auf die klassische, regelbasierte Steuerung zurück. Die Versorgung ist jederzeit gesichert – es entfallen lediglich die Optimierungsvorteile der KI.
Diese technische Klarheit war eine wichtige Voraussetzung dafür, Akzeptanz im Unternehmen aufzubauen. Denn nachhaltiger KI-Einsatz beginnt nicht bei der Technologie, sondern bei den Menschen, die ihr vertrauen sollen.
Der Kulturwandel
Von Anfang an war den Stadtwerken Trier klar, dass der Einsatz von KI nicht allein eine technische Frage ist. Entscheidend war, die Menschen mitzunehmen, die täglich mit den Systemen arbeiten. Gerade in den Leitwarten, wo Erfahrung und Verantwortungsbewusstsein eine zentrale Rolle spielen, war Akzeptanz der Schlüssel zum Erfolg.
Die anfängliche Skepsis einiger Techniker wurde dabei nicht als Hindernis verstanden, sondern ernst genommen. Ein wichtiger Hebel war der Umgang mit Daten. Die KI-Modelle wurden nicht abstrakt eingeführt, sondern ihre Prognosen transparent mit bekannten Archivdaten abgeglichen. So konnten die Mitarbeitenden selbst nachvollziehen, wie das System unter realen historischen Bedingungen agiert hätte. Vertrauen entstand nicht durch Erklärungen, sondern durch nachvollziehbare Ergebnisse.
Auch die Sorge, KI könne Arbeitsplätze ersetzen, wurde offen adressiert. Die Stadtwerke machten früh deutlich, dass die Technologie den Menschen nicht verdrängen soll. Sie übernimmt komplexe Berechnungen, etwa bei der gleichzeitigen Steuerung vieler Anlagen, während die Verantwortung und Kontrolle beim Menschen bleiben.
Heute zeigt sich der Erfolg dieses Ansatzes darin, dass Mitarbeitende selbst Ideen für neue Anwendungen einbringen. Aus anfänglicher Vorsicht ist aktives Mitgestalten geworden. Ein Zeichen dafür, dass Technologie und Organisation zusammengewachsen sind.
Der Mehrwert
Der Einsatz von Künstlicher Intelligenz bei den Stadtwerken Trier wirkt auf mehreren Ebenen gleichzeitig. Er zahlt sich wirtschaftlich aus, stärkt ökologische Ziele und verschafft dem Unternehmen strategische Vorteile. Entscheidend ist dabei: Keiner dieser Effekte steht für sich allein.
Ein direkter Nutzen zeigt sich bei den Kosten. Durch die prognosebasierte Steuerung werden Energieverbräuche gezielt in Zeiten verlagert, in denen eigener, günstig erzeugter Strom zur Verfügung steht. Ein neues Wasserwerk macht die Dimension greifbar: Bei einem Jahresverbrauch von rund 1,8 Millionen Kilowattstunden liegt der Strompreis aus der eigenen Photovoltaik deutlich unter dem Marktpreis. Die KI sorgt dafür, dass dieser Vorteil im laufenden Betrieb auch tatsächlich genutzt wird.
Gleichzeitig zahlt der Ansatz auf ökologische Ziele ein. Die klimaneutrale Trinkwasserversorgung ist kein abstraktes Leitbild, sondern gelebte Praxis. Hinzu kommt die dynamische Bewirtschaftung von Wasserressourcen, die einen schonenderen Umgang mit Grund- und Oberflächenwasser ermöglicht und die Versorgung widerstandsfähiger gegenüber Klimaveränderungen macht.
Nicht zuletzt ergibt sich ein strategischer Vorteil. Der frühe und konsequente Einsatz von KI hat die Stadtwerke Trier als innovativen Akteur positioniert. Auszeichnungen und gute Platzierungen in Vergleichen sind sichtbare Zeichen dafür. Vor allem aber ist ein robustes, zukunftsfähiges Betriebsmodell entstanden, das auch für andere Versorger Orientierung bieten kann.
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