Die intelligentere Alternative zum Ausbau der Abwasserinfrastruktur

Wie die digitale Optimierung von Kläranlagen verborgene Kapazitäten freisetzt, Energiekosten senkt und die Einhaltung der EU-Vorschriften von 2028 sichert

Auf einen Blick:

• 5,7 Milliarden m³ Abwasser werden jährlich ungeklärt in ganz Europa eingeleitet – eine kritische Herausforderung
• Digitale Optimierung ermöglicht eine Kapazitätssteigerung von 20–50% ohne bauliche Erweiterung oder Investitionen
• Drei-Säulen-Ansatz: Bedarf antizipieren, Energieverbrauch optimieren und mit erweiterter Expertise arbeiten
• Die sich stetig weiterentwickelnden EU-Vorschriften machen digitale Überwachungsplattformen unerlässlich für die Einhaltung der Vorschriften und die Sicherung von Wettbewerbsvorteilen
• Nachgewiesene Wirkung: Über 78.000 Tonnen CO₂ wurden bis 2024 vermieden; 84% der Vorfälle wurden erkannt, bevor die Betreiber davon Kenntnis erlangten.
  

Jedes Jahr werden in Europa 5,7 Milliarden Kubikmeter Abwasser ohne ausreichende Aufbereitung eingeleitet – das entspricht dem Volumen von 2,3 Millionen olympischen Schwimmbecken. Diese erschreckende Zahl, dokumentiert in einer im Journal of Hydrology: Regional Studies veröffentlichten Studie (Quaranta et al., 2022), verdeutlicht eine kritische Herausforderung für industrielle und kommunale Abwasserentsorger.

Doch die Kapazität ist nicht der einzige Engpass. Die Volatilität der Energiepreise, verschärfte regulatorische Anforderungen und wachsende Nachhaltigkeitsverpflichtungen führen zu einer beispiellosen operativen Herausforderung. Die gängige Reaktion darauf ist der Ausbau der Infrastruktur. Dies ist jedoch nicht unbedingt die einzige Option.

Die versteckten Kosten der üblichen Expansion

Wenn die Kapazität der Abwasserbehandlung an ihre Grenzen stößt, besteht die traditionelle Lösung in einem kapitalintensiven Ausbau der Infrastruktur:

• Neue Becken und Rohrleitungen kosten Millionen
• Bauzeiten erstrecken sich über Jahre
• Vergrößerter Platzbedarf und höhere Grundstückskosten
• Erhöhter Energieverbrauch durch zusätzliche Anlagen
• Höhere laufende Wartungskosten
• Erhöhte CO₂-Emissionen durch Bau und Betrieb

Für viele Organisationen wird dieser Ansatz zunehmend unwirtschaftlich. Insbesondere, da die Volatilität der Energiepreise die Betriebskosten weiter in die Höhe treibt.

Ein neues Paradigma: Infrastruktur optimiert durch digitale Innovation

Digitale Innovation bietet einen grundlegend anderen Ansatz: die Optimierung der bestehenden Infrastruktur, um verborgenes Kapazitäts- und Leistungspotenzial ohne physische Erweiterung freizusetzen.

Drei Säulen der digitalen Optimierung

1. Vorausschauend handeln: Netzkapazität freisetzen

Durch die Integration von 24-Stunden-Wettervorhersagen können digitale Plattformen wie Hubgrade von Veolia den Netzbetrieb automatisch optimieren, freie Kapazität schaffen und Kläranlagen auf die ankommenden Abwassermengen vorbereiten. Dieser vorausschauende Ansatz stellt sicher, dass jede Anlage ihr maximales Potenzial ausschöpft.

Praxisbeispiel: In einer großen kommunalen Kläranlage in Dänemark verhinderte dieser vorausschauende Ansatz jährlich 650.000 m³ Abwassereinleitungen – Kapazität, die durch bessere Vorhersage und Steuerung, nicht durch neue Infrastruktur, freigesetzt wurde.

2. Optimieren: Energieverbrauch und CO₂-Fußabdruck reduzieren

Der operative CO₂-Fußabdruck einer typischen Kläranlage lässt sich in vier Hauptemissionsquellen unterteilen:

• Stromverbrauch – 52,6 %
• Chemische Reagenzien – 19,8 %
• Abwasserbedingte Emissionen – 19,0 %
• Lachgasemissionen (N₂O) – 8,6 %

Digitale Optimierung trägt dazu bei, die Emissionen aus allen vier Quellen gleichzeitig zu reduzieren und so sowohl die Umweltbilanz als auch die Betriebseffizienz zu verbessern.

Reale Auswirkungen: In allen Anlagen, die mit den digitalen Optimierungslösungen Hubgrade von Veolia ausgestattet sind, wurden im Jahr 2024 mehr als 78.000 Tonnen CO₂-Äquivalent vermieden. Dies belegt eindrucksvoll die Wirksamkeit im großen Maßstab.

3. Betreiben: Sichern Sie den Betrieb durch spezialisiertes Fachwissen

Digitale Plattformen unterstützen die Bediener, anstatt sie zu ersetzen. Hubgrade kombiniert KI-gestützte Optimierung mit jahrzehntelanger Erfahrung in der Abwasseraufbereitung und stellt so sicher, dass digitale Empfehlungen auf fundiertem Betriebswissen und nicht nur auf Daten basieren.

Hubgrade wurde von Spezialisten für Abwasserverfahren entwickelt und durch die Erfahrung aus Hunderten von Kläranlagen weltweit kontinuierlich optimiert. Jede Optimierungsstrategie basiert auf bewährter Betriebsexpertise. Fortschrittliche Algorithmen und prädiktive Modelle arbeiten Hand in Hand mit den Bedienern, wobei das Anlagenpersonal stets die volle Kontrolle über die Betriebsentscheidungen behält.

Jede Optimierung basiert auf einem transparenten und sicheren Rahmen:

• Bediener können die Optimierung jederzeit überschreiben oder deaktivieren.
• Die automatische Rückkopplung auf die lokale Steuerung gewährleistet einen unterbrechungsfreien Betrieb bei Kommunikationsausfall.
• Die Optimierung wird erst nach Validierung der Datenqualität angewendet.
• KI-generierte Erkenntnisse werden von den Abwasserexperten von Veolia unterstützt, die bei der Interpretation der Ergebnisse helfen, Empfehlungen validieren und die Anlagenleistung kontinuierlich optimieren.

Praxisbeispiel: In mit Hubgrade ausgestatteten Anlagen ermöglicht die digitale Überwachung Veolia, 84% der Betriebsstörungen zu erkennen, bevor das Anlagenpersonal davon Kenntnis erlangt. Dies ermöglicht ein proaktives Eingreifen, minimiert Prozessunterbrechungen und unterstützt eine stabilere biologische Reinigungsleistung.

Der regulatorische Meilenstein von 2028: Warum dringender Handlungsbedarf besteht

Bis 2028 stehen Abwasserbetreiber gemäß der EU-Richtlinie 2024/3019 vor erheblichen neuen regulatorischen Verpflichtungen. Dazu gehören obligatorische Energieaudits für große kommunale Anlagen (≥ 100.000 Einwohnergleichwerte), die Umstellung auf verbesserte Berichtspflichten und die Anforderungen der erweiterten Herstellerverantwortung. Für Industrieunternehmen führen die parallelen Anforderungen der Industrieemissionsrichtlinie (IED) und die zunehmende behördliche Kontrolle zu einem ähnlichen Bedarf an digitaler Infrastruktur.

RRegulatorischer Kontext: Obwohl die EU-Richtlinie 2024/3019 primär auf die kommunale Abwasserinfrastruktur abzielt, signalisieren die Meilensteine ​​bis 2028 einen umfassenderen regulatorischen Wandel, der alle Abwasserbetreiber betrifft. Industrieanlagen sehen sich mit ähnlichen Verpflichtungen und steigenden Erwartungen hinsichtlich Betriebstransparenz, Energieeffizienz und Überwachung der Umweltleistung konfrontiert.

Für Betreiber, die noch auf manuelle Datenerfassung angewiesen sind, bedeutet dies eine grundlegende Umstellung. Zukunftsweisende Unternehmen erkennen jedoch, dass die für die Einhaltung der Vorschriften erforderliche Dateninfrastruktur auch eine aktive Betriebsoptimierung ermöglicht und so die regulatorische Verpflichtung in einen Wettbewerbsvorteil verwandelt.

Organisationen, die jetzt mit ihrer digitalen Transformation beginnen, haben Zeit, ihre Kompetenzen schrittweise aufzubauen und Echtzeitdaten nicht nur für Berichte, sondern auch zur Optimierung des Energieverbrauchs, zur Prognose des Wartungsbedarfs und zur Erschließung ungenutzter Kapazitäten zu nutzen. Wer zögert, sieht sich mit engen Zeitvorgaben und begrenzten Optionen konfrontiert und implementiert Systeme lediglich zur Einhaltung gesetzlicher Vorgaben anstatt zur operativen Exzellenz.

Von Energieneutralität zu Klimaneutralität

Heute liegt der Fokus auf der Erreichung von Energieneutralität: Optimierung des Betriebs zur Minimierung des Energieverbrauchs.

Morgen ist Klimaneutralität unerlässlich: die Berücksichtigung aller Treibhausgasquellen im gesamten Aufbereitungsprozess.

Digitale Plattformen bilden die Grundlage für beides und ermöglichen:

• Energieoptimierung in Echtzeit
• Kontinuierliche Emissionsüberwachung
• Automatisierte Nachhaltigkeitsberichterstattung zur Einhaltung der CSRD-Richtlinie
• Vorausschauende Wartung zur Verlängerung der Anlagenlebensdauer und Verzögerung von Kapitalersatzmaßnahmen

Das Potenzial ist noch weitgehend ungenutzt

Die Transformation der Abwasserbehandlung durch digitale Innovationen ist in ganz Europa bereits im Gange. Organisationen, die diesen Ansatz verfolgen, haben nachweislich Folgendes erreicht:

• Steigerung der Behandlungskapazität um 20–50% ohne bauliche Veränderungen
• Reduzierung des Energieverbrauchs um 20–40% durch Echtzeitoptimierung
• Amortisationszeiten von unter sechs Monaten in vielen Fällen
• Einsparung von Millioneninvestitionen durch Optimierung bestehender Anlagen
• Sichere Erfüllung aller Compliance-Anforderungen
  
  

Nächste Schritte: Bewertung Ihrer Voraussetzungen

Um ungenutztes Potenzial zu erschließen, Betriebskosten zu senken und sich auf regulatorische Anforderungen vorzubereiten, ist es wichtig zu verstehen, wo sich Ihre Kläranlage im Hinblick auf die digitale Reife befindet.

Fünf Schlüsselfragen:

1. Stehen Sie vor Kapazitätsengpässen, die üblicherweise eine kapitalintensive Erweiterung erfordern würden?
2. Haben Sie Echtzeit-Einblicke in den Energieverbrauch und die Betriebsleistung Ihrer Behandlungsanlagen?
3. Können Sie Geräteausfälle vorhersagen?
4. Sind Sie auf sich ändernde regulatorische Anforderungen, einschließlich obligatorischer Energieaudits und erweiterter Berichtspflichten, vorbereitet?
5. Könnte Ihre bestehende Infrastruktur durch eine bessere Optimierung 20–50 % mehr Kapazität bewältigen?

Lesen Sie mehr zu diesem Thema in unserem ausführlichen Whitepaper:

"Die Notwendigkeit der Energieresilienz: Wie vorausschauende Wartung und Anlagenoptimierung die industrielle und kommunale Abwasserentsorgung in einer zunehmend volatilen Welt sichern"

– Kostenloser Download über diesen Link –

Über Hubgrade

Hubgrade ist Veolias digitale Plattform für Überwachung, Steuerung und Optimierung von Wasser- und Abwasseranlagen. Basierend auf über 30 Jahren Erfahrung in der Abwasserprozesssteuerung kombiniert sie fortschrittliche digitale Technologien mit dem operativen Know-how der spezialisierten Abwasserexperten von Veolia. So unterstützt sie Industrie- und Kommunalbetreiber dabei, den Energieverbrauch zu senken, die Anlagenverfügbarkeit zu verbessern, die Leistung der biologischen Abwasserreinigung zu optimieren und langfristige Betriebssicherheit zu gewährleisten.

Mit über 350 weltweit optimierten Kläranlagen liefert Hubgrade nachweisliche Ergebnisse: Infrastruktur, optimiert durch digitale Innovation.

Hubgrade ist mehr als eine digitale Plattform. Es ist eine Partnerschaft, die Technologie, Prozesskompetenz und kontinuierlichen Service-Support vereint, um das volle Potenzial bestehender Abwasserinfrastruktur und -prozesse auszuschöpfen.