Exklusiv-Interview: Industriewasser 4.0

Die Chemieproduktion wird immer digitaler – und die industrielle Wasserwirtschaft?

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PROCESS: Das Papier differenziert die Digitalisierung in der vertikalen und in der horizontalen Integration. Können Sie das bitte kurz skizzieren?

Track: Die Differenzierung leitet sich von der Industrie 4.0 ab. In Industriewasser 4.0 greifen wir sie aus Sicht einer integrierten industriellen Wasserwirtschaft auf. Das vertikale Element ist dabei die Digitalisierung in der industriellen Wasserwirtschaft selbst, vergleichbar den Produktionsprozessen bei Industrie 4.0. Die horizontale Integration steht für die Digitalisierung an der Schnittstelle zu eigenständigen Sektoren. Gemeint sind hier zum einen die Vernetzung mit der industriellen Produktion und zum anderen mit der kommunalen Wasser- und Abwasserwirtschaft sowie dem Wasserressourcenmanagement. Über die Verzahnung mit der industriellen Produktion haben wir eine der insgesamt drei Integrationsschnittstellen von Industriewasser 4.0 bereits angesprochen.

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PROCESS: Sie haben es bereits angesprochen – der Digitalisierungsgrad in der Wasserwirtschaft hat noch kein vergleichbares Niveau wie in der Prozessindustrie erreicht. Welchen Handlungsbedarf sehen Sie noch?

Track: Wir müssen die Digitalisierung in der industriellen Wasserwirtschaft so verankern, dass die Wasser- und Abwasserbehandlungsanlagen zu adaptiven, mit ihrer Umgebung interagierenden Systemen werden. Ein Beispiel hierfür ist die Anpassung an höhere und schnellere Variabilität vor allem in der Abwasserzusammensetzung. Sie erfordert neue Optimierungsansätze, um eine hohe Effizienz der (Ab-)Wasserbehandlung auch unter diesen dynamischen Randbedingungen zu gewährleisten. Das heißt: vor allem Abwasserbehandlungsanlagen müssen sich selbstständig anpassen können, um ihr Leistungsniveau zu erhöhen oder flexibel und autonom auf vorhergesehene und unvorhergesehene Ereignisse und Bedingungen zu reagieren, ohne ihre Leistungsfähigkeit zu verringern.

PROCESS: Wie lässt sich das erreichen?

Track: Wir müssen neben der reinen Digitalisierung des Betriebs auch weitere Bereiche adressieren. Hierzu zählen beispielsweise die Neu- und Weiterentwicklung der Sensortechnik, funktionsübergreifende Modellierung und Steuerung, aber auch nichttechnische Aspekte wie Personalentwicklung und -unterstützung oder die Klärung rechtlicher Fragestellungen.

PROCESS: Wie müssen die Schnittstellen zwischen Kommune und Industrie aussehen? Welche Verknüpfung mit einer digitalisierten kommunalen Wasserwirtschaft und dem Wasserressourcenmanagement ist sinnvoll?

Dr. Thomas Track: „Gerade der Hitzesommer 2018 hat wieder gezeigt, wie stark vor allem die Prozessindustrie auf die Verknüpfung mit dem Wasserressourcenmanagement angewiesen ist.“
Dr. Thomas Track: „Gerade der Hitzesommer 2018 hat wieder gezeigt, wie stark vor allem die Prozessindustrie auf die Verknüpfung mit dem Wasserressourcenmanagement angewiesen ist.“
(Bild: Dechema)

Track: Ein wirtschaftlich und ökologisch effizientes industrielles Wassermanagement steht immer in Wechselwirkung mit mindestens einem der beiden wasserwirtschaftlichen Bereiche. An dieser horizontalen Schnittstelle können beide Sektoren von der Digitalisierung profitieren: Besonders vorteilhaft wird die Vernetzung, wenn beispielsweise modulare und flexible Systeme gleichzeitig eine bedarfsgerechte Auslastung der kommunalen und industriellen Abwasserinfrastruktur ermöglichen. Neue Technologien und Modellierungsinstrumente in der Prozessleittechnik und IT machen dies möglich. Die digitale Vernetzung unterstützt aber auch die Wiederverwendung von Abwässern oder die Reinigung von Abwässern, die neuartige oder für die Umwelt schädliche Substanzen, Nährstoffe oder Wertstoffe enthalten. Auch weitergehende Verknüpfungen wie die Steuerung der Kühlwassereinleittemperatur in Abhängigkeit von Gewässerabfluss und -temperatur bei sensiblen Vorflutern sind denkbar. Gerade der diesjährige Hitzesommer hat wieder deutlich gezeigt, wie stark vor allem die Prozessindustrie auf die Verknüpfung mit dem Wasserressourcenmanagement angewiesen ist.

PROCESS: Welche Empfehlungen gibt es hinsichtlich der IT-Sicherheit?

Track: In weiten Bereichen unterscheiden sich die Anforderungen von Industriewasser 4.0 nicht von denjenigen an Industrie 4.0. Die Sicherheit Cyber-Physischer Produktionssysteme, kurz CPPS, spielt eine besondere Rolle bei der Interaktion über Unternehmensgrenzen hinweg. Zum einen ist das die Integration von industriellem Wassermanagement und Produktion, da das Wassermanagement oftmals über Betreibermodelle ausgelagert ist oder zumindest eine Fernwartung von Teilsystemen erfolgt. Zum anderen stellt die Integration von industriellen und kommunalen Wasserwirtschaftssystemen hohe Anforderungen an die IT-Sicherheit auf beiden Seiten. Darüber hinaus ist ein sicherer Rahmen für rechtliche und Haftungsfragen vor allem an den Schnittstellen der Vernetzung notwendig. Beide Aspekte, IT-Sicherheit und klare rechtliche Rahmenbedingungen sind ebenso wie die Interaktion mit der Arbeitswelt wichtige Voraussetzungen für die Akzeptanz und eine erfolgreiche Implementierung von Digitalisierungslösungen.

PROCESS: Herr Dr. Track, herzlichen Dank für das Gespräch!

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