Nowoczesne technologie wspierające efektywność energetyczną wodociągów
Żyjemy w czasach, gdy zmiany klimatu, dekarbonizacja gospodarki i rosnące ceny energii przekształcają każdy aspekt naszej cywilizacji – także to, co do niedawna było niewidoczne, czyli sieć wodociągową. Choć wodociągi zwykle kojarzą się z wodą, to właśnie one pochłaniają nawet 4% globalnej produkcji energii elektrycznej. To bezprecedensowe wyzwanie wymaga zastosowania nowoczesnych narzędzi cyfrowych, automatyki i odnawialnych źródeł, by stać się częścią zrównoważonego, niskoemisyjnego systemu energetycznego.
Energetyczna transformacja wodociągów w erze cyfryzacji
Zmiany klimatu nasilają okresy suszy i nawałnic, zaś dekarbonizacja nakłada na przedsiębiorstwa obowiązek ograniczania emisji CO₂. Do tego dochodzi gwałtowny wzrost cen energii i presja na wydajność infrastruktury. Wodociągi, choć niezauważalne na co dzień, odpowiadają za od 3 % do 4% światowego zużycia prądu – głównie na rzecz pomp i stacji uzdatniania wody. Tradycyjne modele oparte na centralnych, paliwochłonnych elektrowniach powoli ustępują miejsca systemom opartym na OZE, mikrosieciach i lokalnych magazynach energii.
Jednocześnie sektor „utilities” staje się cyfrowym odpowiednikiem przemysłu – dzięki automatyce, analizie danych w chmurze i technologii cyfrowego bliźniaka sieci wodnej, operatorzy mogą zdalnie nadzorować każdy metr rurociągu, optymalizować pracę pomp i minimalizować straty wody.
Jak technologia zmienia zarządzanie wodą
Wdrożenie rozwiązań opartych na Big Data, sztucznej inteligencji (AI) i Internecie Rzeczy (IOT) umożliwia operatorom systemów wodno-ściekowych na gromadzenie ogromnej liczby danych z czujników ciśnienia, przepływu i jakości wody. Algorytmy predykcyjne wykrywają odchylenia w pracy pomp i harmonogramują serwis, minimalizując straty, podczas gdy inteligentne zawory redukcyjne optymalizują ciśnienie w sieci. Analiza tych informacji przy użyciu algorytmów sztucznej inteligencji pozwala obniżyć zużycie energii nawet o 30% w skali całej sieci wodociągowej.
Cyfrowe odwzorowanie sieci, czyli „digital twin”, umożliwia dynamiczne dostosowywanie parametrów pracy pomp i zaworów. Wdrożenia oparte na raporcie „Water Technology Trends 2024” od firmy Idrica pokazują, że inteligentny nadzór w czasie rzeczywistym pozwala wykrywać przecieki zaraz po ich pojawieniu się i skracać czas naprawy o połowę. Ponadto cyfrowy bliźniak pozwala symulować różne scenariusze awaryjne i
oceniać skuteczność strategii zarządzania siecią przed wdrożeniem zmian. Dzięki temu operatorzy mogą nie tylko szybciej reagować na bieżące incydenty, lecz także optymalizować harmonogramy konserwacji, co prowadzi do redukcji kosztów operacyjnych i wydłużenia żywotności infrastruktury.
Automatyzacja sterowania pozwala też na bilansowanie zużycia energii poprzez integrację z mikrosieciami zasilanymi OZE – panele PV, turbiny wiatrowe czy biogazownie wspierają stacje wodociągowe w pracy bez emisji.
Regulacje i fundusze napędzające transformację
Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (EU) 2023/1791 „EED” wprowadziła wiążące cele redukcji finalnego zapotrzebowania na energię o 11,7 % do 2030 roku. W związku z tym nakłada na państwa członkowskie obowiązek rocznych oszczędności energii na poziomie 1,9% od 2028 roku, z priorytetem dla sektora publicznego i grup wrażliwych gospodarstw domowych.
Dotacje unijne odgrywają kluczową rolę w modernizacji polskich przedsiębiorstw komunalnych, szczególnie w zakresie cyfryzacji i efektywności energetycznej sieci wodociągowych. Instrument na rzecz Odbudowy i Zwiększania Odporności (Recovery and Resilience Facility), będący filarem programu NextGenerationEU, wspiera cyfrową transformację operatorów wod-kan poprzez finansowanie inwestycji w inteligentne systemy monitorowania, automatyzację procesów i wdrażanie cyfrowych bliźniaków. Równolegle Fundusze Spójności oraz Program LIFE koncentrują się na modernizacji stacji uzdatniania wody i sieci dystrybucyjnych, umożliwiając wdrażanie rozwiązań przyjaznych środowisku, takich jak energooszczędne technologie filtracji, systemy odzysku wody oraz infrastruktura redukująca straty w przesyle.
W Polsce w 2025 roku został uruchomiony program „Cyberbezpieczny Wodociąg”. To inicjatywa rządowa mająca na celu poprawę cyberbezpieczeństwa w przedsiębiorstwach wodociągowo-kanalizacyjnych w Polsce. Program jest realizowany w ramach Krajowego Planu Odbudowy i Zwiększania Odporności i jest współfinansowany ze środków Unii Europejskiej. Celem programu jest ochrona infrastruktury wodociągowej przed cyberatakami, w tym systemów operacyjnych (OT). Z programu mogą skorzystać zakłady wodociągowe, przedsiębiorstwa użyteczności publicznej oraz jednostki samorządu terytorialnego, które są objęte krajowym systemem cyberbezpieczeństwa.
Od technologii do wdrożeń – Apator jako partner samorządów i spółek komunalnych
Apator od lat rozwija rozwiązania do zdalnego odczytu i sterowania mediami. Wodomierze ultradźwiękowe z serii Ultrimis to urządzenia pozbawione części ruchomych, odporne na zanieczyszczenia i magnetyczne zakłócenia, działające w pełnym zakresie pomiarowym R800. Dzięki komunikacji elektronicznej (NFC, LoRaWAN, Wireless M-Bus) i klasie szczelności IP68, mogą być instalowane w każdej pozycji bez dodatkowych odcinków prostych rur.
Wysokiej klasy polski wodomierz ultradźwiękowy Ultrimis to:
Wiele opatentowanych rozwiązań konstrukcyjno-technologicznych;
Prawdopodobnie najlżejszy i najmniejszy wodomierz ultradźwiękowy oferowany na rynku;
- Stabilność pomiarów bez względu na zanieczyszczenie elementów układu pomiarowego w trakcie eksploatacji.
Wodomierze ultradźwiękowe stosujemy do pomiaru przepływu i objętości wody o temperaturze do 50°C lub 70°C przez instalację zamkniętą o pełnym przepływie strumienia, przy maksymalnym ciśnieniu roboczym do 16 bar (PN16), szczególnie wtedy, gdy wymagany jest precyzyjny pomiar zużycia wody oraz zastosowanie nowoczesnych technologii komunikacji, włączając w to NFC i radiowy system odczytu. Wodomierz posiada elektroniczny wyświetlacz (IP68); może być instalowany w każdej pozycji pracy (H; V; H/V) i nie wymaga stosowania odcinków prostych U0D0, jak również filtra i zaworu zwrotnego.
Przykład wdrożenia – Wodociągi Słupsk
Wodociągi Słupsk wraz z lokalnymi dostawcami OZE stworzyły Słupski Klaster Bioenergetyczny, integrując biogazownię, farmy PV i turbinę wiatrową. Apator dostarczył zaawansowany system IT, który zbiera i wizualizuje dane z liczników prądu, przepływomierzy i czujników ciśnienia, umożliwiając:
Monitorowanie pracy sieci ciepłowniczej i elektrycznej w czasie rzeczywistym,
Automatyczne raportowanie produkcji energii i oszczędności CO₂,
Szybką identyfikację awarii i optymalizację planu wizyt serwisowych.
W efekcie inwestycji osiągnięto niższy koszt energii, bezpieczeństwo dostaw i realne zwiększenie udziału OZE w bilansie energetycznym miasta.
Wnioski
Wodociągi przyszłości to cyfrowe, oszczędne i zrównoważone systemy. Ich efektywność energetyczna nie jest modą, lecz stanowi konieczność, zarówno na gruncie ekonomicznym, jak i środowiskowym. Technologie temu sprzyjające, takie jak Big Data, AI, IoT oraz Digital Twins, są już dostępne, a klucz leży w ich wdrażaniu oraz kompetencjach. Polska ma lokalnych liderów, takich jak Apator, gotowych wspierać samorządy i spółki komunalne w cyfrowej transformacji. Dzięki temu transformacja może stać się nie kwestią dalekiej przyszłości, lecz codziennością dla samorządów, spółek komunalnych oraz mieszkańców, którzy uzyskają niezawodne, tanie i zielone usługi wodne.