Wasser energiesparend gewinnen, verteilen und aufbereiten

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Sauberes Wasser ist lebensnotwendig. Entsprechend hoch ist der Stellenwert, den Anlagen für die Trinkwassererzeugung und die Aufbereitung von Abwasser haben. Doch auch der Energieverbrauch bei Wasser & Abwasser ist hoch. Moderne Motoren und Frequenzumrichter helfen, den Verbrauch zu reduzieren und die Effizienz zu erhöhen.

Die Energiekosten steigen, die Versorgungssicherheit sinkt. Was manche Privathaushalte in Nöte bringt, setzt auch die Industrie und kommunale Betreiber unter Druck. Besonders trifft das auf die Wasserversorger und Abwasserbetriebe zu: 3,5 bis 4 Prozent des globalen Energieverbrauchs gehen laut Schätzungen auf das Konto der Wasser- und Abwasserindustrie.

Gleichzeitig stellt die sichere Versorgung mit Wasser und die Aufbereitung von Abwasser eine besonders wichtige Aufgabe dar – nicht umsonst zählen die Branchen zur kritischen Infrastruktur. Anlagenbetreiber müssen deshalb alles daran setzen, ihre Aufgabe stets zuverlässig wahrnehmen zu können und dabei immer effizienter zu werden. Besonders erfolgversprechend ist dafür ein Zangenangriff:

  • Einerseits muss der Verbrauch an elektrischer Energie reduziert werden.
  • Andererseits muss die verbrauchte Energie so effizient wie möglich eingesetzt werden.

Energieverschwendung im Bestand

Ob Gewinnung, Verteilung oder Aufbereitung: Wo immer Wasser gefördert und transportiert werden muss, spielen Pumpen die Hauptrolle. Entsprechend haben sie in der Branche Wasser & Abwasser den größten Anteil am Verbrauch von elektrischer Energie.

Aufgrund der hohen Standzeiten stammen viele der Pumpen noch aus einer anderen Ära, als Energieeffizienz noch nicht den hohen Stellenwert hatte, den sie heute genießt. Deshalb sind viele der Aggregate auch überdimensioniert – die Sicherheitsreserven sollten gegen Obsoleszenz schützen und schwankende Bedarfe bedienen.

Eine ähnliche Energiesünde stellt die Drosselung des Durchflusses dar: Sie wird in vielen Anlagen immer noch durch mechanische Verfahren bewerkstelligt. Das kostet zusätzlich unnötige Energie, denn bei mechanisch reduziertem Durchfluss läuft der die Pumpe antreibende Motor mit gleichbleibend hoher Leistung.

Auf einen Blick: Das sind die energieintensivsten Prozesse bei Wasser & Abwasser

Gewinnung und Aufbereitung

Wasseraufbereitungsanlagen pumpen Wasser an die Oberfläche und machen es trinkbar.

Abwasser

Abwasser wird in drei bis vier Stufen aufbereitet, bevor es wieder in Fließgewässer geleitet wird.

Wasseraufbereitung

Wasser wird nach seiner Gewinnung oft hunderte Kilometer zum Ort des Verbrauchs gefördert.

Schlammbehandlung

Bei der Aufbereitung entstehender Klärschlamm muss entwässert und entsorgt werden.

Bewässerung

70 Prozent des globalen Frischwasservorrats werden genutzt, um landwirtschaftliche Flächen zu bewässern.

Entsalzung

In Regionen mit unzureichender Frischwasserversorgung wird Meerwasser energieintensiv entsalzt.

Mehr Effizienz beim Gewinnen, Verteilen und Aufbereiten

Mit dem Antrieb ist die wichtigste Stellschraube identifiziert, um den Energiehaushalt bei Wasser & Abwasser zu optimieren. Denn durch den Einsatz von Frequenzumrichtern und durch den Austausch von Motoren können Betreiber sowohl ihren Verbrauch reduzieren als auch die aufgewendete Energie effizient einsetzen.

Zwar erzielen auch moderne Pumpen mit höheren Wirkungsgraden Effizienzgewinne; diese liegen jedoch typischerweise im einstelligen Prozentbereich. Effektiver sind Upgrades auf Motoren. Denn viele Pumpenmotoren in Wasserwerken und Kläranlagen entsprechen auch heute noch nur der Effizienzklasse IE1, obwohl Synchronreluktanzmotoren wie der SynRM von ABB Wirkungsgrade von IE5 erreichen. Jede Effizienzklasse bedeutet 20 Prozent weniger Energieverluste – ein klares Argument für den Austausch.

Ebenso klare Argumente liefern Frequenzumrichter: Sie lösen die ineffiziente Drosselung durch Klappen oder Ventile ab und regeln den Wasserdurchfluss, indem sie bei geringerem Bedarf die Energiezufuhr reduzieren: Die Pumpe läuft langsamer und verbraucht nur so viel elektrische Energie, wie für den aktuellen Förderbedarf benötigt wird.

Frequenzumrichter speziell für die Abwasserbranche bieten weitere Vorteile: Sie können Störungen an der Pumpe erkennen und wirken mit Reinigungsprogrammen sogar gegen Verzopfung durch Feuchttücher oder andere Störstoffe.

Der Einsatz von Frequenzumrichtern und der Austausch von Motoren: reduzierter Verbrauch, weniger Energie

Motoren und Frequenzumrichter für weniger Verbrauch und mehr Effizienz

Ob Gewinnung, Verteilung oder Aufbereitung: Aus Wasser- und Abwasserwerken sind Pumpen nicht wegzudenken. Da sie mit elektrischer Energie betrieben werden, stellen sie die größte Stellschraube dar, um den Verbrauch in allen Gewerken deutlich zu reduzieren. Zur Erhöhung der Energieeffizienz bieten moderne Motoren und Frequenzumrichter großes Potenzial, um die Wasser- & Abwasserbranche nachhaltig aufzustellen.

Einen ausführlichen Blick auf die Möglichkeiten, die innovative Antriebstechnik für Betreiber eröffnet, und erfolgreiche Praxisbeispiele bietet das Whitepaper „Energieeffizienz als Herausforderung bei Wasserversorgern und Abwasserbetrieben“.

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ABB ist ein weltweit führendes Technologieunternehmen mit einer über 130- jährigen Geschichte. Mit unseren Innovationen, Produkten und Lösungen sind wir einer der zentralen Akteure der Transformation von Gesellschaft und Industrie in eine produktivere und nachhaltigere Zukunft. Unsere Expertenteams beschäftigen sich mit Megatrends wie Digitalisierung, Nachhaltigkeit und Energieeffizienz sowie Fachthemen aus den Bereichen Elektrifizierung, Robotik, Prozessautomation und Antriebstechnik.

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Expertenteam Antriebstechnik

ABB ist der weltweit führende Anbieter von Antrieben und Motoren. Unsere Experten decken das gesamte Spektrum an Frequenzumrichtern und Stromrichter,Elektromotoren sowie Generatoren ab.