Ruotsissa lähes joka viides litra juomavettä katoaa matkalla kuluttajalle. Linköpingin kunta on onnistunut minimoimaan tämän hävikin reaaliaikaisen digitaalisen kaksosen avulla, joka on mahdollistanut vesilaitoksen toiminnan optimoinnin ja keskeytymättömän palvelun varmistamisen kaupungin 150 000 asukkaalle. Useimmat Ruotsin kunnat käyttävät vanhentuneita käyttöjärjestelmiä, jotka edellyttävät tietojen manuaalista ohjelmointia.

Moderni tekniikka kuuluu nykyaikaisiin laitoksiin

Tekniska verken on Linköpingin kunnan omistama kunnallinen palveluyritys, joka tarjoaa infrastruktuuria veden, viemäröinnin ja jätehuollon sekä energiaratkaisujen alalla. Yhdessä WSP:n kanssa, he ovat automatisoineet prosessinsa Schneider Electricin EcoStruxure Water Advisor – Water Simulation -ohjelmiston avulla. Yhteistyö WSP:n kanssa on mahdollistanut hydraulisen mallin rakentamisen vesihuoltoverkostosta ja sen yhdistämisen valvontajärjestelmään, jolloin mallista on tullut online-malli, joka saa jatkuvasti reaaliaikaisia mittaustietoja.

Water Advisor -ohjelmiston etuna on, että malli on online-tilassa ja yhdistetty mittausarvoihin, tarjoten reaaliaikaisen vastauksen vesihuoltoverkoston tilasta. Ohjelmisto vastaa ajallaan asiakkaiden kysymyksiin vesihuoltoverkostoista, kuten tilasta, putken pienentämisestä tai sulkemisesta, sekä suuremmista tulevaisuuden kysymyksistä, kuten väestömuutoksista ja varavesihuollosta. Online-mittareiden mittaustiedot yhdistyvät malliin, joka kalibroi ja validoi mallin reaaliajassa, antaen todellisen kuvan verkoston tilasta.

Digitaalinen kaksonen yhdessä ohjelmistoratkaisun kanssa ovat tärkeitä työkaluja paineen tai virtauksen vaihtelun riskin ennustamiseen ja arviointiin. Malli on tärkeä työkalu vesivuotojen etsinnässä ja verkkotoimintojen sekä palvelun luotettavuuden optimoinnissa. Vesihävikin vähentäminen 8 prosenttiin eli puoleen kansallisesta keskiarvosta on merkittävä saavutus, joka edistää kestävämpää energian ja luonnonvarojen käyttöä. Ilmastohaasteiden aikana, jolloin vedestä on tullut niukka hyödyke, älykkäät ratkaisut voivat merkitä valtavia säästöjä rahassa, vedessä ja energiassa.

”Yhdistettyjen järjestelmien avulla olemme pystyneet optimoimaan toimintaa ja vedenpainetta sekä säästämään suuria määriä juomavettä. Linköpingin kasvaessa, voimme käyttää olemassa olevaa dataa ja laskelmia jatkossakin vesiverkoston tehokkaaseen rakentamiseen. Tulevaisuudessa, jossa jokainen pisara on tärkeä, tämä on sekä kestävää että säästää aikaa ja rahaa”, sanoo Sinan Nouri, Linköpingin Tekniska Verkenin tutkimusinsinööri.

Vuonna 2022 Ruotsin kunnissa keskimääräinen vesihävikki oli jopa 16 prosenttia, kun Linköpingin menetys oli 8,4 prosenttia. Linköpingin lähes puolittunut vesihävikki tarkoittaa, että kunta on pystynyt säästämään vettä 22 000 kotitalouden päivittäisen kulutuksen verran.

Kaupungeille kunnostustyö asettaa haasteita myös juomaveden saannille ja jäteveden käsittelylle. Linköpingin malli hyödyntää reaaliaikaista dataa ja simulointeja työn optimoimiseksi, esimerkiksi putkien, johtojen ja muiden asennusten oikeiden mittojen määrittämiseksi. Kaupunkien laajentaminen ja uudistaminen täsmällisesti on sekä resurssitehokasta että säästää aikaa. Ratkaisun avulla voidaan myös ennustaa, onko nykyiset putket uusittava tai vaihdettava kokonaan, mutta myös laskea mahdolliset haasteet väestön kasvaessa.

”Puhtaan juomaveden puute on maailmanlaajuinen ongelma. On tärkeämpää kuin koskaan vähentää hävikkiä ja ennen kaikkea estää juomaveden katoaminen matkalla kotitalouksiin. Aivan kuten kehitämme ratkaisuja energian hallintaan, meidän on yhdessä parannettava veden hallintaa. Koska Linköpingin kunta on onnistunut minimoimaan vesihävikkinsä älykkään teknologian avulla, toivon, että se voi toimia esikuvana muille kunnille”, sanoo Jenny Larsson, Schneider Electricin toimitusjohtaja Ruotsissa.

Puhdistusprosessia voi ohjata ja valvoa etänä

Schneider Electric on ollut mukana useissa vastuullisissa vesihuollon projekteissa, joissa on rakennettu luotettavia, laajennettavia ja joustavia järjestelmiä modernin jätevedenpuhdistuksen tarpeisiin. Moderni vedenpuhdistusprosessi perustuu automaatioon, joka tarjoaa tarkan tilannekuvan jätevedenpuhdistamon toiminnasta. Tämä reaaliaikainen näkymä tekee prosessinohjauksesta ja päätöksenteosta tarpeenmukaista, mikä parantaa laitoksen ympäristöystävällisyyttä ja energiatehokkuutta. Automaatio mahdollistaa myös puhdistamojen etähallittavuuden, jolloin laitoksen toimintaa voidaan valvoa ja ohjata mistä tahansa, milloin tahansa. Mahdollisista vikatilanteista saadaan tieto heti, ja ongelmiin voidaan puuttua nopeasti. Digitaaliseen alustaan voidaan liittää myös kiinteistön- ja energianhallinta.

Jokaisella vesihuollon hankkeella on omat erityispiirteensä, joihin automaatioprosessin on vastattava joustavasti. Joustavuus tarkoittaa myös laajennettavuutta, sillä ratkaisujen tulee mukautua vastaamaan tulevien vuosien tarpeisiin ja sopeutumaan prosessien tiukentuviin vaatimuksiin.

Suomessa esimerkiksi Iisalmen Veden jätevedenpuhdistus muuttui etähallittavaksi prosessien automatisoinnin avulla. Elinkaarensa päähän tullut laitekanta, tarve kasvattaa jätevedenpuhdistuksen kapasiteettia ja prosessin energiatehokkuuden parantaminen olivat pääsyyt Iisalmessa sijaitsevan Vuohiniemen puhdistamon saneeraukselle. Vuonna 2021 valmistuneen uudistushankkeen myötä puhdistamoon asennettu automaatio mahdollistaa puhdistusprosessien ohjaamisen etänä ja toiminnan valvomisen reaaliajassa etäyhteyden avulla. Uusi laitekanta ja prosessinohjaus paransivat laitoksen energiatehokkuutta, mikä toi säästöjä sekä kulutukseen että kustannuksiin. Vesilaitososaaja Slatekin kokemus ja tiivis yhteistyö Iisalmen Veden kanssa takasivat vedenpuhdistusprosessin toimivuuden myös rakennusaikana.

”Moderni automaatiojärjestelmä, jonka avulla toteutetaan joustavasti etäkäyttöratkaisuja, on peruslähtökohta nykypäivän laitoshankkeissa. Energianhallinnan kytkeminen prosessiautomaatioon ja prosessin tarkka säätö tuovat mahdollisuuden energianhallinnan optimointiin ja säästöihin laitoksen käytön aikana”, kertoo Solution Sales Manager Mikko Hytönen Schneider Electriciltä.

Automaatiojärjestelmän myötä puhdistusprosessia on mahdollista ohjata ja valvoa etäkäytön avulla, samalla huomioiden järjestelmän tietoturvan. Oikein mitoitetun mittaroinnin avulla jätevedenpuhdistuslaitoksen toiminnasta saadaan tarkka kuva, jota säädetään tarvittaessa prosessinohjauksen avulla. Mittaroinnin kautta kerätty tieto on avain optimointiin ja energiankulutussäästöihin. Siinä missä jätevedenpuhdistamolla piti aiemmin tehdä valvontakierroksia, onnistuu operointi nyt mobiilikäyttöliittymän kautta esimerkiksi tabletilla.