03 | 2024 Innovation durch internationale Kooperation
Optimierung der Wassernutzung in der Industrie: iWaterCheck
Christian Platzer
In einer Welt, in der Ressourcenschonung und Nachhaltigkeit immer größere Bedeutung erlangen, stellt die effiziente Nutzung von Wasser, insbesondere in der Industrie, eine zentrale Herausforderung dar. Wasser ist ein wichtiges Betriebsmittel und teilweise essenzieller Rohstoff, in jedem Fall ein kritischer Faktor in der industriellen Produktion. Die effiziente Nutzung von Wasserressourcen gewinnt vor dem Hintergrund der globalen Klimakrise und der Notwendigkeit zur Schonung natürlicher Ressourcen zunehmend an Bedeutung. Ziel des Projektes „iWaterCheck“ war es, den derzeit hohen Wasserverbrauch bzw. Abwasseranfall in besonders wasserintensiven Industriezweigen durch Wassereinsparung und Schließung von Wasserkreisläufen zu senken und Wertstoffrückgewinnungspotenziale zu erkennen.
Methodik für Wassereinsparung und -Recycling
Im Projekt iWaterCheck wurde erstmals eine strukturierte Methodik entwickelt, um Wasserspar- und Wasser-Recyclingpotenziale in Unternehmen effizient zu identifizieren und zu bewerten. Ein weiteres wichtiges Ziel war die Schaffung einer algorithmusbasierten Optimierungsmethode für die Identifikation von Recyclingpotenzialen, um eine spätere Digitalisierung des Auditprozesses zu unterstützen.
iWaterCheck-Methodik - ein qualitätsgesichertes Vorgehensmodell für Wasseraudits
In Anlehnung an die Vorgehensweise bei Energieaudits wurde eine methodische Vorgehensweise für Wasseraudits entwickelt. Im ersten Schritt werden die Betriebe nach ihrer Wassernutzung klassifiziert, je nach Wassereinsatz in den Prozessen als Betriebsmittel bzw. Produktrohstoff, Wasserqualität sowie Abwassersituation (Direkt/Indirekteinleitung). Die Visualisierung des Status quo erfolgt auf mehreren Ebenen – neben der Darstellung der Wasserbilanz in Wasser-Sankeys werden Komponentenbilanzen, das heißt Bilanzen von Wertstoff-Komponenten in den Wasserströmen erstellt sowie die Kosten der Wasserströme dargestellt. Die Kosten werden einerseits durch die erforderliche Wasserqualität, was sich in den Kosten der Aufbereitung niederschlägt, beeinflusst, sowie durch die Prozessführung, die Energieeinsatz und Chemikalieneinsatz beinhaltet. Der Wertstoffinhalt reduziert die Kosten sowie die Kosten der Abwasseraufbereitung. Durch diese Analyse auf mehreren Ebenen können jene Wasserströme identifiziert werden, deren Einsparung bzw. Rückgewinnung auch maximale Wertstoff- und Kostenreduktion ermöglicht.
In der Analyse der Optimierungsmöglichkeiten wurden 5 zentrale Analyseblöcke definiert:
- Minimierung des Wassereinsatzes (durch Technologie-Änderungen/Prozessoptimierung)
- Kaskadierung und Recycling von Wasserströmen
- Rückgewinnungspotentiale von Wertstoffen
- Analyse von Aufbereitungstechnologien
- Optimierung des Nutzerverhaltens
Die Entwicklung dieses standardisierten Vorgehensmodells, das Auditoren eine umfassende Dokumenten-Tool-Box für die Durchführung effizienter Wasseraudits zur Verfügung stellt, wurden in einem iWaterCheck Leitfaden zusammengefasst. Die Methodik wurde in mehreren Case Studies in Unternehmen unterschiedlicher Branchen getestet und verfeinert, um ihre Praxistauglichkeit zu gewährleisten. Des weiteren galt es, die Methodik so zu gestalten, dass sie flexibel auf die spezifischen Anforderungen und Gegebenheiten verschiedener Unternehmen angepasst werden kann.
Im 2. Analyseblock Kaskadierung und Recycling von Wasserströmen war ein zentraler Innovationspunkt von iWaterCheck die Entwicklung einer algorithmusbasierte Optimierungsmethode, die in eine Softwareumgebung integriert wurde. Die Optimierungsmethode berücksichtigt wichtige Indikatoren der Wasserqualität, um Recyclingpotentiale zu erkennen und die kaskadische Nutzung zu berechnen, die zu den größten Wassereinsparungen führt.
Ergebnisse und Auswirkungen
Die Ergebnisse des Projekts iWaterCheck sind richtungsweisend. Die neue Auditmethodik ermöglicht es, signifikante Wasserspar- und Recyclingpotenziale zu identifizieren und zu bewerten, und bietet Unternehmen damit eine solide Entscheidungsgrundlage für die Implementierung effizienter Wassernutzungsstrategien. Der iWaterCheck Wasser-Audit-Expertenleitfaden, der alle wesentlichen Erkenntnisse des Projekts zusammenfasst, dient als umfassende Ressource für Unternehmen und Auditoren, um den Auditprozess effektiv zu planen und durchzuführen.
Zukunftsperspektiven
Die Wirkung von iWaterCheck für die Zukunft von Wasseraudits in Industrieunternehmen sind weitreichend. Neben der Etablierung einer soliden Grundlage für die Identifizierung von Wassersparpotenzialen schafft das Projekt auch die Voraussetzung für die Entwicklung von branchenspezifischen Anpassungen der Methodik. Darüber hinaus wird die Weiterentwicklung der iWaterCheck-Optimierungssoftware geplant. Ein zukünftiger Fokus liegt auch auf der internationalen Verbreitung und Standardisierung der iWaterCheck-Methodik. Die Etablierung eines international anerkannten Standards für Wasseraudits würde eine einheitliche Methodologie für die Durchführung von Wasseraudits festlegen, die Qualität und Vergleichbarkeit der Audits verbessern und Unternehmen weltweit dabei unterstützen, ihre Wasserressourcen effizienter zu nutzen.
Fazit
Durch die Kombination von innovativen Ansätzen, der erfolgreichen Umsetzung in der Praxis und der klaren Orientierung an den Bedürfnissen von KMU zeigt iWaterCheck, wie technologischer Fortschritt und nachhaltiges Ressourcenmanagement Hand in Hand gehen können, um eine umweltfreundliche und kosteneffiziente „Wasser-Zukunft“ für KMUs zu gestalten. Die Ergebnisse von iWaterCheck sind ein deutliches Signal an Unternehmen, Politik und Gesellschaft, dass die Zukunft der Industrie in einer nachhaltigen und verantwortungsvollen Nutzung der Ressource Wasser liegt.
Weitere Informationen
Autor
Dipl.-Ing. (FH) Christian Platzer, MSc ist wissenschaftlicher Mitarbeiter der Forschungsgruppe “Wasser- und Prozesstechnologien” bei AEE INTEC. Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!