Unser Kundenmagazin Smart & Easy – Ausgabe 2-2023
Veröffentlicht: 23. Nov 2023
Wasserwirtschaft 4.0
Die Themen Nachhaltigkeit und Klimawandel beschäftigen zunehmend auch die Wasserwirtschaft. Nationale Wasserstrategie und EU-Taxonomie stellen die Weichen für ein neues Verständnis einer nachhaltigen Wasserwirtschaft. Der Einsatz der LoRaWAN®-Technologie bietet Wasserversorgern und Stadtwerken viele Möglichkeiten, die Ziele der nationalen Wasserstrategie umzusetzen – mit digitaler Messtechnik, smarter Sensorik und einem transparenten Datenmanagement.
Die Menge an CO2-Emissionen, die bei der Trinkwasserversorgung freigesetzt wird, ist von vielen Faktoren abhängig. Verschiedene Studien beziffern die CO2-Emissionen auf 0,2 bis 1 kg pro Kubikmeter. Im Vergleich zu anderen Bereichen, die den Klimawandel beeinflussen, sind diese Mengen also eher gering. Dennoch hat der Klimawandel einen großen Einfluss auf die Wasserwirtschaft, weil häufigere Dürreperioden und die daraus resultierende Wasserknappheit Kommunen und kommunale Wasserversorger vor neue Herausforderungen stellen. Eine Umfrage im August 2022, bei der rund 1.500 Kommunen befragt wurden, ergab, dass insgesamt 57 Prozent eine zunehmende Wasserknappheit feststellen. Einige Städte und Gemeinden setzen daher bei akuter Wasserknappheit bereits punktuell gezielt Maßnahmen zum Wassersparen um.
Eine effiziente Wasserwirtschaft wird zu einer immer wichtigeren Ressource, sowohl im Zusammenhang mit dem Thema Umweltschutz als auch im Hinblick auf das Risiko, Trinkwasser künftig mit immer größerem Aufwand produzieren zu müssen.
Kommt die Pflicht zur Digitalisierung?
Das sehen auch die Bundesregierung und die Europäische Union: Das Bundeskabinett hat am 15. März 2023 die „Nationale Wasserstrategie“ verabschiedet. Angesichts der genannten Folgen des Klimawandels soll die Transformation in der Wasserwirtschaft beschleunigt werden. Ziel ist es, die natürlichen Wasserreserven zu schützen und für einen nachhaltigen Umgang mit Wasser zu sorgen. Auf europäischer Ebene bringt vor allem die EU-Taxonomie das Thema Nachhaltigkeit auf den Plan. Sie fordert von Unternehmen und Immobilienbetreibern eine durchgehende und transparente Erfassung von Energie- und Wasserverbräuchen für entsprechende Reports. Diese geben Auskunft über den Grad an Nachhaltigkeit auf Basis des dokumentierten Umgangs mit Ressourcen.
Auch viele Großkunden der Wasserwirtschaft – in erster Linie Industrieunternehmen – sind künftig berichtspflichtig und müssen darüber Auskunft geben, wie und wo Wasser entnommen, verbraucht und eingeleitet wird, sowie über die ab- bzw. prozesswasserbedingten Auswirkungen – inklusive der CO2-Emissionen. Mit diesen Anforderungen wächst die Wasserwirtschaft Schritt für Schritt in die neue Rolle eines Dienstleisters der digitalen Daseinsvorsorge. Nur mit digitalen Lösungen kann die „Wasserwende“ gelingen, denn die Digitalisierung kann Wasserverbräuche, Fehlfunktionen, Netzverluste durch Leckagen oder die Wasserqualität im geforderten Umfang transparent und Wasserverluste messbar machen. In vielen Gremien wird bereits eine Pflicht zur Fernauslesung der Messtechnik diskutiert – analog zur Heizkostenverordnung (HKVO) und Fernwärmeverordnung (FFVAV).
Digitalisierung mit LoRaWAN®
Im Spektrum der digitalen Technologien hat sich das Internet der Dinge (IoT) als besonders leistungsstark und flexibel erweisen. Mit einem LoRaWAN® Funksystem lassen sich die Daten tausender Zähler und Sensoren kosten- und energiesparend in kürzester Zeit und über große Strecken übertragen. Wasserwirtschaft und Stadtwerke können die Technologie insgesamt für viele Aufgaben nutzen, zum Beispiel um Wasserzähler und andere Messgeräte in kurzen Intervallen auszulesen oder um mit smarten Sensoren Grundwasserstände im Blick zu behalten, die Wasserqualität zu überwachen oder Anlagenteile von Kläranlagen und Regenbecken zu überwachen.
„Wir stellen eine zunehmende Nachfrage nach LoRaWAN®-Sensoren und –Lösungen gerade für Anwendungen in der Wasserwirtschaft fest“, berichtet René Claussen, Geschäftsbereichsleiter IoT und Digitale Lösungen bei ZENNER. „Meist sind es die Stadtwerke, die mit uns die ersten Schritte im Bereich Digitalisierung mit LoRaWAN® gehen, ein stadtweites LoRaWAN®-Netz aufbauen und erste Anwendungsfälle ausprägen.“
Leckagen und Fehlfunktionen erkennen
Um Wasserverluste im Netz zu vermeiden und für ein fehlerfreies und effizientes Betriebsmanagement zu sorgen, können LoRaWAN®-Zähler von ZENNER Fehlfunktionen erkennen und entsprechende Meldungen in die Datenbank übertragen. Auch bei außergewöhnlichen Betriebszuständen, wie einem besonders hohen oder dauerhaften Verbrauch – etwa wegen einer Leckage oder eines Rohrbruchs – setzen die Zähler eine Warnung ab. Stellt das Backendsystem fest, dass ein voreingestellter Durchfluss Maximalwert verletzt wird, geht ein Signal an ein smartes Ventil, das daraufhin automatisch schließt und den Wasserfluss stoppt. So lassen sich im Falle eines Defektes oder Rohrbruchs Wasserverluste und kostspielige Wasserschäden vermeiden.
Maximale Verbrauchstransparenz
Für Wasserversorger lohnen sich LoRaWAN®-Netzwerke schon deshalb, weil sie Zähler damit periodisch – zum Beispiel monatlich, täglich oder sogar stündlich – ablesen können. Aus den gewonnenen Daten lassen sich mithilfe von Künstlicher Intelligenz zuverlässige Prognosen zum Wasserbedarf erstellen. Dabei werden beispielsweise historische Verbrauchs- daten mit aktuellen Wetterdaten kombiniert.
LoRaWAN® ermöglicht durch das komplett automatisierte Ablesen von Wasserzählern zudem die Einsparung finanzieller Ressourcen. Gleichzeitig verringert die Funktechnologie CO2-Emissionen, weil die Fahrten zu den Messstellen beispielsweise bei Schachtzählern entfallen.
„Insgesamt senden heute bereits rund sieben Millionen Messgeräte und Sensoren kontinuierlich Daten über unser LoRaWAN®-Netz“, erklärt Claussen. „Die Mehrzahl davon sind Wasserzähler, Wärmezähler und andere Messgeräte. Mit der digitalen Übertragung von Zählerdaten kann die Wasserwirtschaft langfristig einen noch größeren Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz leisten.“
Smart Water-Lösungen zahlen u. a. auf folgende UN-Ziele ein:
