Intelligent styring af spildevand kan blive en ny brik i fremtidens energisystem

Udfordring

Spildevandsystemet er en – måske tidligere – overset spiller i den grønne omstilling. Dét potentiale har multiforsyningen SONFOR sammen med Digital Energy Hub undersøgt i sprintet SONFOR Flex.

SONFOR havde en formodning om, at der lå et stort uudnyttet potentiale gemt i den eksisterende spildevandsinfrastruktur. SONFOR råder over en kompleks og omfattende infrastruktur af spildevandsrør, flere hundrede pumper samt bassiner og renseanlæg, der allerede i dag bruger store mængder energi på at flytte, pumpe og rense vand.

Samtidig er store dele af infrastrukturen kun delvist udnyttet, hvilket betyder at der potentielt findes store mængder fleksibel volumen i systemet, som kan bruges langt mere intelligent.

Ambitionen med sprintet var derfor at undersøge, hvordan SONFOR ved hjælp af dataindsigt, analyse og modellering kan optimere driften af spildevandssystemet og samtidig levere fleksibilitetsydelser til energisystemet uden at gå på kompromis med rensekvalitet eller risiko for overløb.

Målet er, at ved at implementere intelligent styring og forudsige fx vejrhændelser, vil vi få en spildevandsinfrastruktur i fremtiden, der kan reagere mere dynamisk på udsving i elnettet. Når der er overskud af strøm fra sol og vind, kan energikrævende processer som pumpning og rensning skrues op. Omvendt kan belastningen reduceres eller flyttes til andre tidspunkter, når elnettet er presset.

Sprintets fokus

Sprintet arbejdede med fire centrale områder i SONFORs spildevandssystem:

• volumen og hydraulik i rørsystemerne
• intelligente styringsmuligheder for pumper
• brug af bassiner som bufferkapacitet
• fleksibel styring af renseprocesser på anlæggene

En vigtig del af arbejdet bestod i at kortlægge, hvordan vandet bevæger sig gennem infrastrukturen, og hvordan belastningen fordeler sig på tværs af systemet.

Under sprintet blev der blandt andet analyseret data fra 700 pumpestationer for at undersøge driftstider, belastningsmønstre og energiforbrug. Målet var at identificere, hvor der findes fleksibilitet, og hvordan belastningen kan fordeles mere intelligent.

Samtidig blev der arbejdet med modeller for, hvordan AI og machine learning på sigt kan bruges til at forudsige belastninger, vejrhændelser og energibehov og dermed understøtte mere automatiseret drift.

Syddansk Universitet bidrog med dataanalyse og udvikling af beregningsmodeller baseret på SONFORs eksisterende data.

Resultat

Sprintet har givet SONFOR et langt mere detaljeret billede af potentialet i den eksisterende infrastruktur og dokumenteret, at der er betydelige muligheder for at optimere driften gennem intelligent styring.

Blandt de vigtigste indsigter var:

1. Eksisterende infrastruktur rummer stor mulighed for fleksibilitet

• Sprintet viste, at der findes betydelig uudnyttet kapacitet i både rør, bassiner og pumpesystemer, som potentielt kan bruges mere aktivt til at understøtte energisystemet.
• De energikrævende rense- og beluftningsprocesser giver anledning til at bruge intelligent styring til at forskyde renseprocesserne for at få mere spildevand gennem systemet på optimale tidspunkter, så energiforbruget også forskydes.
• Også styring af pumper og hydraulik viste sig at have et stort potentiale, da indsigt i pumpetilstand og vedligehold kan bruges til at tage driftsmæssige beslutninger, der fx kan reducere energiforbrug.

2. Data findes allerede, men bliver ikke udnyttet fuldt ud

• SONFOR havde allerede store mængder drifts- og flowdata til rådighed, men sprintet viste, at dataene i højere grad kan bruges aktivt til analyse, optimering og intelligent beslutningsstøtte.
• Arbejdet med modeller og dataafdækning har skabt grundlaget for fremtidige intelligente og datadrevne løsninger, der kan understøtte mere automatiseret drift.

3. Potentiale for både grøn omstilling og driftsøkonomi

Sprintet pegede på, at intelligent styring kan skabe værdi på flere niveauer:

• lavere energiforbrug
• mere fleksibel belastning af elnettet
• mulighed for at levere fleksibilitetsydelser
• bedre udnyttelse af eksisterende anlæg
• længere levetid på pumper og infrastruktur

Samtidig kan erfaringerne potentielt overføres til andre multiforsyningsselskaber med lignende infrastrukturer.

Fra sprint til demonstrationsprojekter

SONFOR Flex var et 16-ugers sprintforløb, men arbejdet fortsætter nu i større udviklings- og demonstrationsprojekter.

På baggrund af sprintets resultater er der allerede igangsat videre arbejde med blandt andet et VUDP-projekt, nye samarbejder og kommende pilotprojekter, hvor løsningerne skal testes i praksis.

Her skal intelligente styringsmodeller og sensorteknologier afprøves direkte i infrastrukturen.

Værdien af sprintformatet

Ifølge SONFOR har sprintformatet været afgørende for at få nye perspektiver på eksisterende arbejdsgange og infrastrukturer.

Ved at samle forskellige aktører i branchen, her forsyningsselskab, forskere og innovationsspecialister, i et intensivt forløb blev det muligt hurtigt at udfordre historiske metoder og identificere nye muligheder.

Sprintet har blandt andet bidraget til at:

• skabe fælles forståelse på tværs af fagligheder,
• omsætte eksisterende data til konkrete indsigter,
• accelerere udviklingen af nye samarbejder,
• identificere konkrete demonstrationsprojekter og
• synliggøre potentialer, som tidligere ikke var kortlagt.