TRINKWASSER für Sie

aKtIv

agile Netzsteuerung zur Erhöhung der Resilienz der Kritischen Infrastruktur Wasserversorgung

In Notsituationen, sowie im Normalfall, stellt die leitungsgebundene Wasserversorgung aus hygienischen, logistischen und technischen Gründen die sicherste Art der Versorgung dar. Die Aufrechterhaltung dieser Art der Trinkwasserversorgung erfordert jedoch eine gewisse, systemabhängige Mindestwassermenge im Leitungssystem. Derzeit erfolgt die Wasserversorgung mittels eines Nachfragemanagements und der Systemzustand wird somit primär durch den Bedarf der Kundschaft bestimmt; die Systembilanz wird durch die geförderte Wassermenge ausgeglichen.

Die Wasserverteilung erfolgt vielerorts in Deutschland noch ohne Einbindung von Mess-/Sensortechnik mit Echtzeit Datenübertragung. Die eingebauten Sensoren verfügen über keine eigene Logik. Die Netzsteuerung basiert häufig auf hydraulischen Modellierungsergebnissen, bei denen mit historischen Daten die jeweiligen Druckverhältnisse und Wassermengen ermittelt wurden. Wasserverteilungssysteme stellen somit vorwiegend passive Netzstrukturen dar.

Förderung und Konsortium

Förderung durch Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Beauftragte Laufzeit: 10/2022 bis 09/2025

Projektpartnerinnen und -partner:

Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI)
Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (IIS)
Universität Trier, Institut Deutsches und Europäisches Wasserwirtschaftsrecht (IDEW)
iSAtech water GmbH (isatech)
Universität Tübingen, Internationales Zentrum für Ethik in den Wissenschaften (IZEW)
RWTH Aachen Universität, Lehrstuhl Innovation und Entrepreneurship (TIME)
TH Lübeck, Fachbereich Elektrotechnik und Informatik (THL)

Assoziierte Partnerinnen und -partner:

Ministerium des Innern und für Sport Rheinland-Pfalz (IM RLP)
Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie und Mobilität Rheinland-Pfalz (MKUEM)
Verbandsgemeindewerke Sprendlingen-Gensingen AöR (VGwerke SG)
Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe (BBK)
Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI)
Brand- und Katastrophenschutzinspekteur Landkreis Alzey-Worms (BKI)

Vorgesehene Projektergebnisse

Durch das Verbundvorhaben aKtIv soll die Wasserversorgung resilienter und vor kritischen Systemzuständen geschützt werden, indem das Wasserversorgungssystem in ein aktives, agiles[1] System transformiert wird. Eine agile Netzsteuerung ist eine Systemsteuerung, die es ermöglicht, anhand eines Abgleichs von Nachfrage (Wasserbedarf) und Angebot (Wasserdargebot) die Wasserverteilung so zu betreiben, dass bei einer Minderversorgung alle priorisierten Abnehmer vollversorgt und alle nachrangigen Nachrangigen mit so viel Wasser wie möglich versorgt werden.

Diese Agilität wird durch Echtzeitkenntnis des Netzzustands, der Wasserentnahmen und der Speicher- und Gewinnungsvolumina erzeugt. Die Daten werden durch eine intelligente Netzsteuerung und unter Einbindung von Aktoren ermittelt. Zur Entwicklung von aktiven Netzstrukturen werden Steuerungseinheiten (z.B. Ventile, Schieber) gekoppelt und mit einer Logik versehen. Durch die zusätzliche Einbindung von Künstlicher Intelligenz gestützten Dargebots- und Bedarfsprognosen kann die Bewirtschaftung des Versorgungssystem vorausschauend und risikomindernd umgesetzt werden.

[1] Agilität: Agilität ist laut Termer (2016) die Anpassungsfähigkeit an sich verändernde Rahmenbedingungen und neue Marktsituationen