Spildevandsrensning kræver meget strøm 24-7 og udgør 1-2 pct. af det danske elforbrug. Et demonstrationsprojekt viser, at man ved at styre processerne på en intelligent måde kan få rensningsanlægget til at bidrage til den grønne omstilling. Forsøget er udført under projektet CITIES, der omfatter forskning i effektive og intelligente energiløsninger ved hjælp af kunstig intelligens (AI).
Rensningsanlæg fjerner næringsstoffer, lugt og materiale fra spildevandet, før det ledes ud i vandmiljøet. Undervejs spiller den såkaldte beluftning, hvor man tilfører luft til store tanke med spildevand, en afgørende rolle for, at bakteriekulturerne kan forbruge kvælstof-, kulstof- og fosforforbindelser. Beluftningen bliver typisk tændt og slukket i tilpassede cyklusser, og behandlingstiden varierer. Beluftningen udgør 45-75 pct. af strømforbruget, og derfor er der meget at hente ved at styre processen ud fra, hvornår elprisen er lav og baseret på vedvarende energi.
"CITIES’ demoprojekt viser, at renseanlægget på den måde kan virke som et grønt batteri – en fleksibel enhed i fremtidens smarte elsystem"
Professor Henrik Madsen, DTU
Det er netop vist i demonstrationsprojektet, hvor Peter Stentoft som en del af sin erhvervs-ph.d. hos Krüger A/S og Veolia Water Technologies og sammen med et CITIES-team under Henrik Madsen, professor på DTU Compute, har udviklet det prisbaserede styringsredskab Smart-Energy Operating-System (SE-OS). Det er en AI-model, der kombinerer data, som er opsamlet gennem talrige sensorer i rensningsanlægget, med statistiske metoder og procesviden og automatisk tilpasser sig de faktiske forhold.
AI gør det muligt at forudse, hvad der sker på anlægget i fremtiden, men også usikkerheden i forudsigelserne. Ved at simulere forskellige scenarier kan systemet på renseanlægget vælge netop den løsning, som er billigst og samtidig opfylder kravet til spildevandsrensning.
”Vi har set i simuleringer, at i forhold til hvordan man styrer i øjeblikket, så kan man spare 10-20 pct. på driftsomkostningerne ved at styre smartere,” siger Peter Stentoft.
Den intelligente styring vil også kunne hjælpe elmarkedet, f.eks. i kraftigt blæsevejr, hvor vindmølleejere i dag må betale for at komme af med strømmen eller lukke helt ned, hvis møllerne producerer mere strøm, end der efterspørges. Her vil den automatiske model ud fra prissignaler kunne skrue midlertidigt op for processerne og skrue ned, når elmarkedet igen kan aftage strømmen, og ekstra ned under spidsbelastninger.
”CITIES’ demoprojekt viser, at renseanlægget på den måde kan virke som et grønt batteri – en fleksibel enhed i fremtidens smarte elsystem,” siger professor Henrik Madsen.
CITIES-projektet er støttet af Innovationsfonden og slutter efter syv års forskning med udgangen af 2020. Peter Stentofts erhvervs-ph.d. er også støttet af Innovationsfonden og afsluttes ligeledes i år.