Von Mads Warming, Global Lead, Water & Wastewater, Danfoss Drives
Stellen Sie sich vor, die Energie, die erforderlich ist, um Trinkwasser aus dem Wasserhahn zu erhalten und Abwasser aufzubereiten, stammt von der Toilettenspülung. Angesichts einer drohenden Wasserkrise und einer energieintensiven Wassertechnik müssen wir große Anstrengungen unternehmen, diese Herausforderungen zu meistern. Wir müssen anfangen, über intelligentere, innovativere und integrativere Wege für den Umgang mit unserem Wasser nachzudenken. Es gibt Lösungen, die unsere kostbaren Wasserressourcen schützen und einen energieneutralen Wassersektor realisieren können.
Drohende Wasserkrise
Laut dem Weltwirtschaftsforum zählt eine Wasserkrise zu den fünf globalen Risiken, die in den nächsten zehn Jahren die größten Auswirkungen auf das Wohlergehen der Menschen und das Wirtschaftswachstum haben werden.
An einigen Orten rund um den Globus wird bereits ein erheblicher Raubbau an den Wasserressourcen betrieben. Das bedeutet, dass wir viel mehr Wasser verbrauchen, als die Natur regenerieren kann. Wenn wir dieses Tempo beibehalten, werden bis zum Jahr 2030 rund 40 % der Weltbevölkerung in Gebieten mit Wasserknappheit leben.
Wir alle wissen, dass unser Planet zu 70 % mit Wasser bedeckt ist. Überraschend ist, dass nur 0,6 % als Süßwasser zur Verfügung stehen. Das bedeutet, nur 0,6 % sind trinkbar und lassen sich zur Herstellung von Lebensmitteln und Energie verwenden. Und diese Wassermenge ist noch nicht einmal gleichmäßig auf der Welt verteilt. Somit besteht ein Wasserverteilungsproblem. Und deshalb müssen wir endlich anfangen, den Wasserverbrauch deutlich effizienter zu gestalten.
Wasserleckagen – ein hausgemachtes Problem
Während Teile der Wasserkrise aufgrund von Klimawandel und Überkonsum entstehen, sind andere Probleme hausgemacht. Ein wichtiger Faktor, der sich auf unsere Trinkwasserversorgung auswirkt, ist der Wasserverlust durch Leckagen.
Wie können wir angesichts der Wasserknappheit in einigen Regionen hinnehmen, dass wir 30 % des Wassers weltweit durch undichte Rohrleitungen verlieren? Der höchste nachgewiesene Verlust liegt bei 80 %. Das ist nicht nur eine Verschwendung von gutem Wasser, sondern auch von Energie. Wir müssen Wasserleckagen begrenzen, um den Energieverbrauch zu senken und Wasser zu sparen.
Versorgungsunternehmen kämpfen häufig mit alten Rohrleitungssystemen, aber auch mit einem schlechten Wasserdruckmanagement. Unnötig hoher Druck in den Trinkwasserversorgungssystemen belastet und verschleißt die Leitungen, was zu Leckagen und steigenden Wartungskosten führt. Dieser unnötig hohe Druck in den Leitungen bewirkt außerdem, dass eine große Wassermenge, die vermeidbar wäre, aus den Leckagen austritt. Dadurch verlieren wir viel Wasser und Energie.
Durch die Einführung eines intelligenten Druckmanagements können wir den Druck um 38 % reduzieren und Leckagen minimieren. Für die Anwendung dieser Technologie haben wir die Stadt in Druckzonen aufgeteilt. Drucksensoren und Frequenzumrichter sind die entscheidenden Komponenten, die es ermöglichen, Wasser entsprechend den Anforderungen jeder Druckzone zu pumpen. Auf diese Weise reduzieren wir den Wasserverlust um 40 % und den Energieverbrauch um 20 bis 40 %.
Fazit: Wir können Leckagen begrenzen, ohne eine ganze Stadt aufzureißen, um ganze Rohrsysteme zu ersetzen. Aber das Verbesserungspotenzial für unseren Umgang mit der Ressource Wasser ist damit noch lange nicht erschöpft. Die gute Nachricht ist, dass wir Wasserleckagen minimieren und unsere kostbaren Wasserressourcen schützen, aber auch einen energieneutralen Wassersektor realisieren können.
Vom Energieverbraucher zum energieneutralen Unternehmen
Wussten Sie, dass jedes Betätigen der Toilettenspülung dazu führt, dass viel Energie benötigt wird, um das Abwasser aufzubereiten und zu reinigen? Laut der Internationalen Energieagentur entfallen rund 4 % des weltweiten Stromverbrauchs auf Wasser- und Abwasseranlagen – das entspricht etwa dem Siebenfachen des gesamten in der Ukraine verbrauchten Stroms.
Außerdem entfallen 30-50 % der Stromkosten in Ihrer Gemeinde auf den Wassersektor.
Aufgrund der großen Lastschwankungen sind automatische Prozesssteuerungen in Echtzeit in der Lage, erstaunliche Energieeinsparungen zu realisieren. Durch die Optimierung bestehender Anlagen und die Einführung von Sensoren und drehzahlgeregelten Antrieben lassen sich Wasser- und Abwasseranlagen in einem Rhythmus betreiben, der an die Wasserbelastung angepasst ist.
Das nennen wir Digitalisierung – und diese kann sowohl Energieeinsparungen als auch eine erhöhte Energieproduktion aus Ihrer Toilettenspülung bieten. Tatsächlich können Abwasseraufbereitungsanlagen mehr als genug Energie produzieren, um den Abwasseraufbereitungsprozess abzudecken und sogar Überschüsse zu generieren.
Wie? Die Energie ist im Schlamm – einem Nebenprodukt der Abwasseraufbereitung – enthalten und lässt sich in Form von Biogas gewinnen. Das Biogas lässt sich dann für die Deckung des Energiebedarfs im Wasser- und Abwasseraufbereitungsprozess nutzen. Die überschüssige Energie lässt sich zur Trinkwasserversorgung oder sogar zur Erwärmung unserer Häuser nutzen.
Die Zukunft hat bereits begonnen
Den größten Energieverbraucher einer Stadt in einen Energieerzeuger zu verwandeln, wäre ein bahnbrechender Wendepunkt – und es ist gelungen. Der Stadt Aarhus, in der 200.000 Menschen leben, ist es gelungen, einen komplett energieneutralen Wasserkreislauf zu realisieren. Als positive Nebeneffekte verringerten sich die Wasserverluste auf rund 6 %, und 2016 sank der Wasserpreis für die Verbraucher um 9 %.
Dies lässt sich auf weitere vorhandene Anlagen übertragen. Das Erzielen von Energieneutralität des Wasserkreislaufs hat eine Amortisationszeit von typischerweise 2-5 Jahren und führt zu Verbesserungen von rund 70 %.
Wenn Sie also das nächste Mal die Toilettenspülung betätigen, denken Sie an die darin verborgene Kraft. Durch technische Innovationen verwandeln wir eine energetisch hochintensive Wasserwirtschaft in einen energieneutralen Akteur. Diese besten verfügbaren Technologien können die Energieeffizienz des gesamten Wasserkreislaufs deutlich verbessern, den Städten helfen, den Wasserbedarf zu senken und damit ihre ehrgeizigen Nachhaltigkeitsziele zu erreichen.
Helfen Sie mit, die Botschaft von intelligentem Wassermanagement und Energieneutralität – #WaterManagement und #EnergyNeutrality – zu verbreiten, und tragen Sie zur Schaffung weltweiter bewährter Verfahren bei.