Der Wassersektor ist derzeit mit zahlreichen Herausforderungen konfrontiert. Die Auswirkungen des Klimawandels sind am deutlichsten durch wasserbezogene Phänomene wie Überschwemmungen, Dürren und veränderte Wettermuster zu spüren, die die Wasserressourcen zusätzlich belasten. Da die Weltbevölkerung bis 2050 voraussichtlich auf fast 10 Milliarden Menschen anwachsen wird, steigt die Nachfrage nach Trinkwasser sprunghaft an und verschärft die Belastung der Wasserversorgung. Darüber hinaus verbraucht die Landwirtschaft einen beträchtlichen Teil der weltweiten Frischwasserressourcen, wobei ein Großteil dieses Wassers durch Ineffizienz und Verschmutzung durch landwirtschaftliche Abflüsse verloren geht, was die Notwendigkeit nachhaltigerer Verfahren unterstreicht. Die Wasserwirtschaft hat zudem mit einer schwindenden Zahl von Fachkräften für Wasserversorgung und Abwasserentsorgung zu kämpfen.
Auf der anderen Seite verändert der technologische Fortschritt allmählich die wirtschaftliche Realität der Wasserversorgungsunternehmen, insbesondere bei der Bewältigung von Wasserverlusten (Non-revenue water). „Digitalisierung und Automatisierung werden immer leichter zugänglich und kostengünstiger. Der Business Case für ihre Einführung wird für Versorger immer überzeugender“, sagt Anja Eimer, General Manager Global Water Business bei Siemens. „Künstliche Intelligenz (KI), Cloud- und Edge-Computing sowie IoT-Geräte und Datenanalyse stehen an der Spitze dieser Revolution und ermöglichen es Wasserunternehmen, riesige Datensätze zu analysieren, um Muster und Ineffizienzen in Wasserverteilungssystemen zu erkennen. Diese Technologien helfen bei der Vorhersage und Entschärfung potenzieller Lecks und bei der Optimierung des Wasserverbrauchs, wodurch erhebliche Ressourcen und Kosten eingespart werden. Versorger können die anfänglich höheren Investitionskosten durch die erheblichen Effizienzgewinne, die diese Technologien mit sich bringen, wieder ausgleichen.“ Es seien jedoch nicht nur die sinkenden Kosten digitaler Technologien, die diesen Wandel vorantreiben. Faktoren wie steigende Energiekosten und strengere behördliche Auflagen drängten Versorgungsunternehmen zu diesen effizienten und kostengünstigen technischen Lösungen.
Die Überwachung von Pumpen in industriellen Prozessen ist weit mehr als eine reine Schutzmaßnahme für das Pumpenaggregat. Neben der präventiven Wartung und...
Self-service-Lösungen mit Künstlicher Intelligenz
Künstliche Intelligenz bietet transformative Lösungen für verschiedene Bereiche der Wasserwirtschaft. Durch den Einsatz von KI können Wasserversorger die betriebliche Effizienz steigern, Kosten senken und die Bereitstellung von Dienstleistungen verbessern. KI-gestützte Tools sagen potenzielle Anlagenausfälle voraus, ermöglichen eine proaktive Wartung und reduzieren Ausfallzeiten. KI-Systeme überwachen und regulieren Wasserqualitätsparameter wie Chlor und pH-Wert und sorgen so für sicheres Trinkwasser. Fortgeschrittene KI-Anwendungen identifizieren und klassifizieren Lecks und Anomalien in Wasserverteilungsnetzen, was ein rechtzeitiges Eingreifen ermöglicht und Wasserverluste reduziert.
Siemens hat sein Software-Portfolio für die Wasserwirtschaft um mehrere KI-basierte Self-Service-Lösungen erweitert, mit denen Kunden ihren Anlagenbetrieb mithilfe von künstlicher Intelligenz optimieren können – ohne technisches Fachwissen zu benötigen. Die Siwa-Leak-Finder-App nutzt Daten von intelligenten Durchflussmessern, um Wasserverluste durch Rohrlecks um bis zu 50 % zu reduzieren. Die künstliche Intelligenz der App analysiert Durchflussdaten und identifiziert Leckagen, die nur 0,2 Liter pro Sekunde betragen. Während Daten von jedem Durchflussmesser für die App verwendet werden können, ist durch die Integration des Siemens Sitrans FM Mag8000-Sensors kein Spezialwissen oder Siemens-Service für die Installation erforderlich.
Cybersecurity wird zur kritischen Komponente für Wasserversorger
Die digitale Transformation und die Cybersicherheit sind jedoch zwei Seiten derselben Medaille. Die Abwehr von Bedrohungen und Angriffen ist eine Voraussetzung für das digitale Unternehmen – erst recht für Betreiber kritischer Infrastrukturen wie Wasserversorgungsunternehmen. Mit Industrial Cybersecurity ermöglicht Siemens einen umfassenden Schutz von Systemen und Anlagen der Betriebstechnik (OT) und des Internet of Things (IoT). Siemens setzt dabei auf das mehrschichtige Defense-in-Depth-Konzept – erweitert um Zero-Trust-Prinzipien. Das Defense-in-Depth-Konzept entspricht den Empfehlungen der IEC 62443, dem führenden Standard für Sicherheit in der industriellen Automatisierung. Dabei werden alle wesentlichen Faktoren berücksichtigt, darunter der physische Zugangsschutz und organisatorische Maßnahmen wie Richtlinien und Prozesse sowie technische Maßnahmen zum Schutz von Netzwerken und Systemen vor unberechtigtem Zugriff, Spionage und Manipulation.
Betreiber von Anlagen in der Wasserwirtschaft unterstützt Siemens mit einem umfangreichen Portfolio bei der Analyse des Sicherheitsstatus und dem Erstellen und Umsetzen eines Sicherheitskonzeptes. Das Industrial-Security-Konzept umfasst industrietaugliche Security-Produkte für Systemintegrität und Netzwerksicherheit. Hinzu kommen Services für die Analyse der Sicherheitslage sowie die Einrichtung und das Management von Security-Systemen, einschließlich eines Frühwarnsystems zur kontinuierlichen Überwachung von Industrieanlagen, zum Beispiel bezüglich Anomalien in der Netzwerkkommunikation. Darüber hinaus bietet Siemens als einer der erster System- und Lösungsanbieter erweiterte Blaupausen speziell für die Branche Wasser/Abwasser/Entsalzung, die beispielsweise Security-Komponenten und -Maßnahmen zur verschlüsselten und somit sicheren Kommunikation per Fernwirktechnik über öffentliche Netze enthalten. Diese erweiterten Blaupausen sowie die entsprechende Dokumentation zur sicheren Konfiguration des Leitsystems wurden im April 2020 erstmalig nach IEC 62443–3–3 zertifiziert und im Mai 2023 aktualisiert und rezertifiziert.
