Veröffentlicht am05 Mar 2020
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Laut dem Weltwasserentwicklungsbericht 2019 der Vereinten Nationen könnten bis 2050 mehr als 5 Milliarden Menschen von Wasserkrisen betroffen sein. Der weltweite Wasserverbrauch ist seit den 1980er Jahren mit einer jährlichen Rate von 1 % stetig gestiegen. Die sinkenden Süßwasservorräte und die daraus resultierenden Dürren und Bodenerosionen haben einige der verheerendsten Katastrophen des letzten Jahrzehnts verursacht. Das australische Buschfeuer, das von Juli 2019 bis Februar 2020 wütete, und die Brände in Griechenland und Kalifornien im Jahr 2018 sind nur einige Beispiele für solche Katastrophen.
Ein Großteil des steigenden Wasserverbrauchs lässt sich auf die steigende Wassernachfrage infolge der raschen Urbanisierung und des industriellen Wachstums zurückführen. Dies gilt insbesondere für Schwellenländer. Die Tatsache, dass die Reservoirs in Chennai, der sechstgrößten Stadt Indiens, fast leer sind, ist ein Beweis für diese Krise. Ein weiteres Beispiel aus jüngster Zeit war die Wasserkrise in Kapstadt am "Tag Null" im Jahr 2018.
Seit den späten 1980er Jahren versucht die Menschheit, das Unvermeidliche abzuwenden, indem sie sich mit dem begrenzten Wasserangebot auseinandersetzt. Angesichts der aktuellen Wasserkrise gehören eine veraltete Wassertransportinfrastruktur und fehlende Investitionen in die Modernisierung zu den dringendsten Problemen des Sektors. Dies hat dazu geführt, dass viele Wasserversorgungsunternehmen mit Herausforderungen wie Wasserknappheit, fehlenden Wassereinnahmen und dem Klimawandel zu kämpfen haben und gleichzeitig nach Wachstum streben.
Die zunehmende Komplexität dieser Herausforderungen in Verbindung mit dem unmittelbaren Modernisierungsbedarf zwingt Wasserwirtschaftsunternehmen dazu, sich digitale Technologien zu eigen zu machen. Da die Wertschöpfungskette des Wassersektors eng mit Umweltaspekten verknüpft ist, kann die Integration digitaler Technologien in die Wasserwirtschaft dazu beitragen, städtische, industrielle, landwirtschaftliche und ökologische Anforderungen in Einklang zu bringen.
Die Wasserwirtschaft mag vergleichsweise neu auf dem Zug der digitalen Transformation sein, aber das hat den Fortschritt nicht behindert. Im Jahr 2019 wurde der globale Markt für intelligentes Wassermanagement auf 13,54 Milliarden USD geschätzt. Bis 2025 wird er voraussichtlich 25,61 Mrd. USD wert sein, was einer CAGR von 13,2 % entspricht.
Water-as-a-Service (WaaS) ist ein intelligentes, nachhaltiges Dienstleistungsmodell, das ein hochintelligentes Netzwerk von Systemen nutzt, um Verschwendung und Ressourcenverbrauch zu minimieren. Durch die Schaffung einer umfassenden Schnittstelle von Daten wie Wetter und Wasserverbrauch ermöglichen die Dienstleister eine neue Dimension der effizienten Wassernutzung.
Die prognostizierte schnelle Wachstumsrate zeigt, dass innovative Technologien, insbesondere drahtlose Kommunikation und LTE-fähige IoT-Lösungen, eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung der Zukunft von Wasserwirtschaftssystemen spielen werden. Darüber hinaus haben die jüngsten Entwicklungen im Bereich des Internet der Dinge (IoT) es den Wasserwirtschaftsunternehmen ermöglicht, kostengünstige intelligente Geräte zu integrieren, die den Betrieb verbessern und die Wasserqualität erhöhen können.
So können beispielsweise IoT-fähige intelligente Zähler Unternehmen und Verbrauchern fortschrittliche Wasserverbrauchskennzahlen liefern und mittelfristig die Wasserverschwendung minimieren. Ausgestattet mit diesen intelligenten Technologien können Wasserdienstleister mit Ressourcenknappheit umgehen, eine nahtlose Versorgung mit sauberem Wasser sicherstellen, eine widerstandsfähige Infrastruktur entwickeln und die Programmeffizienz verbessern.
Ein weiterer wichtiger Bereich, der von der Integration IoT-fähiger intelligenter Technologien profitieren kann, ist die Erkennung von Anomalien. Obwohl dies eine entscheidende Komponente der Wasserwirtschaft ist, ist es äußerst schwierig, Lecks zu erkennen. Mit IoT-fähigen Sensoren und Zählern können Wassermanagementsysteme Lecks und andere Anomalien wie Pumpen- und Ventilfehlfunktionen erkennen. Durch die Messung des Wasserverbrauchs, des Durchflusses, des Drucks und der Temperaturdaten können diese Sensoren Leckagen triangulieren und den Zustand von Pumpen und Ventilen überwachen.
Die Überwachung der Wasserqualität ist vielleicht der wichtigste Aspekt der Wasserwirtschaft. Und auch dies wird durch die Einführung von IoT-fähigen Geräten revolutioniert werden. Mit speziellen intelligenten Wasserüberwachungsgeräten können Wassermanagementsysteme verschiedene physiochemische Aspekte des Wassers wie Trübung, pH-Wert und Temperatur in Echtzeit anzeigen, um die Qualität zu beurteilen.
Der schiere Grad an Präzision und Genauigkeit, den diese Instrumente im Vergleich zu herkömmlichen Methoden erreichen können, ist einer der größten Vorteile des Einsatzes von IoT-fähigen Geräten.
Der späte Einstieg in die digitale Landschaft hat jedoch dazu geführt, dass Wasserversorgungsunternehmen bei der Einführung von IoT-fähigen intelligenten Messgeräten und relevanten fortschrittlichen Technologien hinter anderen Versorgungsunternehmen zurückbleiben. Einem Bericht von West Monroe Partners zufolge haben nur 20 % der Wasserversorgungsunternehmen in den USA intelligente Technologien eingeführt. Dagegen haben etwa 60 % der Stromversorgungsunternehmen diese Technologien eingeführt.
Die Unternehmen stehen heute vor zwei großen Herausforderungen: die von der Industrie 4.0 vorangetriebene Digitalisierung und die Verknappung der Ressource Wasser. Dies macht die Aufnahme von Informationen über den Wasserverbrauch zu einem leistungsstarken Werkzeug, das OEMs ihren Kunden als Dienstleistung anbieten können.
Der Übergang von einem produktorientierten Modell zu einem produkt- und dienstleistungsorientierten Modell kann OEMs helfen, die digitale Transformation des Wassersektors zu beschleunigen und neue Umsatzkanäle zu generieren. Indem sie beispielsweise Überwachungssteuerungs- und Datenerfassungssysteme (SCADA) nutzen und ihre Geräte wie Pumpen, Membransysteme und Ventile intelligent und IoT-fähig machen, können OEMs Informationen verarbeiten, um Betrieb, Systeme und Prozesse zu optimieren.
Die Nutzung der Dienstleistungen von OEMs hat dem WaaS-Modell bereits zu gerätebezogenen Fortschritten verholfen. Dienstleistungen wie Materialverarbeitungsmaschinen, automatisierte Maschinenkonstruktion, Computational Fluid Dynamics (CFD) und Robotik, die durch IoT und Value Engineering unterstützt werden, haben eine entscheidende Rolle bei diesem Fortschritt gespielt. Dadurch werden Versorgungsunternehmen in die Lage versetzt, die gesamte Wasserwertschöpfungskette in größerem Umfang effektiv zu überwachen und zu steuern.
Überwachungs- und Steuerungssysteme für Wasserversorgungssysteme wie z. B. Pipelines generieren große Mengen an OT-Daten (Operational Technology). Der Einsatz von IoT-Plattformen kann nicht nur eine strukturierte Erfassung dieser Daten ermöglichen, sondern auch detailliertere Quellen wie Bilddaten als sensorische Informationen nutzen. Diese Daten können dann für eine offene Zusammenarbeit zwischen OT- und IT-Systemen zugänglich gemacht werden.
Intelligente Technologien können auch bei der Diagnose und Eindämmung von Störungen und Gefahren in Anlagen eingesetzt werden. Ultraschallsensoren können Wasserstände überwachen, um Lecks in Stauseen oder sogar Überschwemmungen zu erkennen und zu verhindern. IoT-basierte Sensoren und Lösungen können das Vorhandensein von Chemikalien und Verunreinigungen in Gewässern mithilfe von Langstrecken-Netzwerken (LoRa), drahtlosen Verbindungen mit geringer Latenz (wie 5G) und Wi-Fi/Li-Fi erkennen und melden. Dank dieser Fähigkeiten können diese Technologien zur Überwachung der Trinkwasserqualität und zur Meldung an die Wasserversorger eingesetzt werden, wovon Millionen von Haushalten weltweit profitieren.
Die WaaS-Infrastruktur hat den Punkt weit hinter sich gelassen, an dem der Einsatz des IoT im Wassersektor nur "Fernsteuerung" bedeuten konnte Stattdessen ist die Technologie jetzt ein Wegbereiter für verwertbare Daten, die zur Optimierung der Wassernutzung genutzt werden können. Die Robotik kann bei der Erkennung von Veränderungen der Wasserkraft in den Rohren nützlich sein, um potenzielle Lecks sofort zu erkennen. Roboter werden bereits zur Reinigung von Trinkwasserbehältern und zur Verbesserung der Abwasserbehandlung sowohl in geschlossenen Kreisläufen als auch auf offenen Flächen eingesetzt. Dienstleistungsunternehmen haben Drohnen bereits ins Auge gefasst, um Wasseraufbereitungsanlagen zu warten und zu regulieren und mögliche Wasserverschmutzungen in der Nähe von Aufbereitungsanlagen und anderen Wassereinrichtungen zu überwachen.
Sowohl öffentliche als auch private Organisationen geben jedes Jahr Millionen von Dollar für die Erneuerung von Leitungen aus. Ein Beispiel dafür ist Sydney Water, ein staatliches Unternehmen, das sich im Besitz der Regierung befindet. Durch die Entwicklung innovativer Robotertools zur Erkennung gefährdeter Rohrleitungsbereiche konnten die Kosten für die Erneuerung um bis zu 20 % gesenkt werden. Das Unternehmen hat das Internet der Dinge auch genutzt, um verschiedene Aspekte seines Betriebs zu verbessern, z. B. die Überwachung von Abwasserkanälen, die Wasseraufbereitung und -qualität sowie die Erfassung und Überwachung von Ventilstellungen.
Bei LTTS haben wir Lösungen entwickelt, die auf die besondere Herausforderung der Rationalisierung der Wertschöpfungskette von Water as-a-Service zugeschnitten sind. Wir verfügen über die digitale Infrastruktur, die IoT-Überwachungslösungen in Echtzeit für die Wasser- und Infrastrukturregulierung bereitstellen kann. Mithilfe unserer proprietären KI-Plattform AiKno haben wir Algorithmen zur Analyse kontextbezogener Daten und zur Datenaggregation in der Cloud entwickelt, die selbst kleinste Unregelmäßigkeiten und Schwankungen im Wasserverbrauch erkennen und Tausende von Geräten verwalten können, um die Daten an einem Ort zusammenzuführen. Auf diese Weise können API-Nutzern kontextbezogene, verwertbare Daten zur Verfügung gestellt werden, die eine optimale Wassernutzung ermöglichen.
Wenn es um Wasser geht, ist jeder Tropfen wichtig. Ressourcen sparen, Energieverbrauch ausgleichen, Wasserverluste minimieren, Überschwemmungen verhindern, vorausschauende Wartung und Instandhaltung durchführen - die Herausforderungen sind vielfältig. Digitale Lösungen sind der Schlüssel, um diese Anforderungen zu bewältigen und eine stabile WaaS-Wertschöpfungskette aufrechtzuerhalten. Sowohl Dienstleister als auch OEMs können von modernen technischen Dienstleistungen profitieren. Aus geschäftlicher Sicht bieten intelligente Technologien nicht nur Echtzeit-Maßnahmen. Aus ökologisch-sozialer Sicht könnten sie die Antwort auf eine lange gestellte Frage sein.
Können wir das Lebenselixier am Leben erhalten?
