Private investeringer i et lækageovervågningsprogram for at håndtere vandknaphed i Lissabon, Portugal

Lissabon vil sandsynligvis stå over for et fald i den årlige nedbør og en stigning i hyppigheden og varigheden af tørkeperioder, hvor fremskrivninger for minimums- og maksimumstemperaturer peger i retning af en stigning i slutningen af århundredet på ca. 3 °C, som forventet af regionaliserede klimascenarier udviklet af ADAPTACLIMA-EPAL-projektet finansieret af EPAL (Empresa Portuguesa das Águas Livres) og gennemført af CCIAM Research Group (Climate Change Impacts, Adaptation and Mitigation Research Group) ved Lissabon Universitet. På grund af sit subtropiske middelhavsklima oplever byen generelt korte, milde vintre og varme somre. Portugal har tidligere oplevet alvorlig tørke. Tørke udgør en risiko for menneskers sundhed, da det kombineret med høje temperaturer kan resultere i dehydrering, og det er derfor vigtigt for byen at være opmærksom på effektiviteten af sit vandforsyningssystem.

Reduktion af lækagerne fra vandforsyningsnettet og mængden af "ikkeindtægtsgivende vand" kan bidrage væsentligt til Lissabons evne til at håndtere fremtidig tørke ved at øge byens vandforbrugseffektivitet. Det ikke-indtægtsgivende vand repræsenterer forskellen mellem det samlede tilførte vandvolumen og det tilladte fakturerede forbrug, dvs. det vand, der er gået tabt/lækaget i vandforsyningssystemet. I løbet af 1990'erne var den årlige ikke-indtægtsgivende vandstand i Lissabon i gennemsnit mellem 25% og 30%, omkring 40.000.000 kubikmeter. En yderligere stressfaktor på vanddistributionssystemet har været den stigende efterspørgsel efter drikkevand på grund af befolkningstilvæksten i byerne. Netværket leverer vand til omkring 350.000 private og kommercielle kunder i den indre by og omkring 2.500.000 mennesker (2016-data) i Greater Lisbon-området (regionen omkring Lissabon, som omfatter kommuner beliggende på den nordlige bred af den brede munding af Tejo-floden).

En af de største udfordringer for at imødegå den øgede tørkerisiko er derfor at holde andelen af ikkeindtægtsgivende vand i byens vandforsyningsnet på så lavt et niveau som muligt.

Byen Lissabon satte sig for at finde en måde at reducere mængden af vand, der går tabt på grund af lækager, også kendt som ikke-indtægtsgivende vand. Hovedårsagen til dette problem er fejl i rørledningerne som følge af infrastrukturens aldring. EPAL har specialiserede teknikere in-house til at udføre eventuelle nødvendige reparationer. Vanskeligheden ligger imidlertid i at identificere og lokalisere fejlene, da netværket er udbredt og for det meste under jorden. Om en tekniker skal søge efter lækagen inden for et areal på 1 kvadratmeter eller 1.000 kvadratmeter kan gøre en enorm forskel. EPAL besluttede derfor at udvikle overvågningsprogrammet WONE, hvorigennem vandlækager kunne identificeres hurtigere og lokaliseres mere præcist. Dens oprindelige mål var at opnå en reduktion af ikke-indtægtsgivende vand fra 25 % til et niveau under 15 % for at sikre en langsigtet bæredygtig vandforsyning ved at forbedre den daglige effektivitet. De opnåede resultater har været endnu bedre og har nået en reduktion af ikke-indtægtsgivende vand til ca. 8,5 % i 2015.

Målene for dette projekt er i overensstemmelse med det nationale program for effektiv anvendelse af vand (PNUEA), der er godkendt med national resolution 113/2005, som koordineres af National Laboratory Civil Engineering. Dette program har til formål at bidrage til en ny tilgang til håndtering af vandspørgsmål i Portugal inden for rammerne af bæredygtig udvikling.

Initiativet styrker opfyldelsen af to vigtige mål for bæredygtig udvikling: SDG 11 "Bæredygtige byer og lokalsamfund", der forbedrer byens og dens lokalsamfunds bæredygtighed, og SDG 13 "Klimaindsats" gennem reduktion af energiforbruget (mindre drivhusgasemissioner).

For at håndtere vandlækagerne satte EPAL sig for at udvikle vandlækagedetektionsprogrammet WONE. Programmet er baseret på et overvågningssystem, der er i stand til at identificere og lokalisere eventuelle vandlækager i distributionsnettet. Overvågningssystemet gør det muligt at sammenligne forventede vandforbrugsdata med vandforbrug i realtid. Denne sammenligning udføres af en software, der er specielt udviklet til programmet. Når der findes en uoverensstemmelse mellem de to datasæt, advarer den overvågningsteamet om, at der er en potentiel lækage i systemet. Placeringen af lækagen identificeres ved at spore tilbage vandmåleren, der leverede de data, der viste en afvigelse. Når lækagens placering er identificeret, sendes specialiserede teknikere, kendt som lækagedetektionsmekanikere, ud for at udføre en feltbaseret lækagedetektion og reparere problemet. Programmet har resulteret i en reduktion af ikke-indtægtsgivende vand fra 23,5 % i 2005 til ca. 8,5 % i 2015 (EPAL's websted) med en kumulativ besparelse på ca. 135 mio. m3 siden 2005.

WONE-overvågningssystemet er baseret på en opdeling af Lissabon i vandområder defineret under hensyntagen til antallet af indbyggere, også kendt som distriktsmålte områder (DMA'er). Hver zone består af 3.000 til 5.000 kunder og fungerer som et strategisk måleområde. I hver zone overvåges vandtrykket kontinuerligt gennem et passivt system med aktive alarmer. WONE-software udfører en løbende præstationsevaluering af DMA'erne ved at kombinere data fra flere databaser og beregner præstationsindikatorer for at kontrollere ikke-indtægtsvand.

Projektet blev udviklet som et internt R&D-projekt. Det startede oprindeligt som et pilotprojekt i et udvalgt antal "simple" zoner. Baseret på resultaterne af dette pilotprojekt blev programmet yderligere forfinet og udvidet til et større antal zoner. I det første udviklingsår blev 20 zoner inkluderet i programmet. I de efterfølgende år blev programmet udvidet med 30 til 40 zoner årligt. I 2016 er systemet i drift i alle 158 zoner. Ved siden af vandmåleren i disse zoner kan kunderne efter anmodning få yderligere vandmålere gennem programmet. Disse ‘private’ vandmålere har gjort det muligt for EPAL at få yderligere indsigt i sine kunders vandforbrug, på grundlag af hvilke virksomheden nu kan levere yderligere konsulentydelser. Disse tjenester kan omfatte on-site detektion af lækager eller kunderådgivning for at forbedre vandforsyningseffektiviteten.

Ud over overvågningen af WONE-programmet har EPAL implementeret en række foranstaltninger for at forberede systemet til at håndtere reduktioner i vandkvaliteten i forbindelse med mere intense tørkeperioder og forurenende stoffers afstrømning, højere temperaturer og reduktion i den gennemsnitlige årlige strøm, fremskrevet af klimaændringsscenarier. Foranstaltningerne omfattede f.eks. renovering af Vale da Pedra-vandbehandlingsanlægget for at tilpasse behandlingsprocesserne med henblik på at reagere på en bredere vifte af variationer i vandkvaliteten.

WONE-programmet er udviklet og forvaltes fortsat af Empresa Portuguesa das Águas Livres (EPAL), som er det ældste vandforsyningsselskab i Portugal. EPAL er den største operatør af vandforsyningsnettet i landet og er et statsligt selskab, der siden 1993 har været fuldt ejet af det nationale offentlige holdingselskab Áquas de Portugal (AdP). EPAL er ansvarlig for forvaltningen af vanddistributionsaktiviteterne samt vedligeholdelsen af distributionsnettene.

Teamet, der overvåger WONE-softwaren, spiller en nøglerolle i dens vellykkede applikation. Dette team blev oprettet ved at rekruttere 4 universitetsuddannede. Hver lækagedetektionstekniker modtog specialiseret in-house og på feltuddannelsen (som omfattede 2 ugers træning på jobbet hos udenlandske virksomheder). Al efterfølgende viden blev udviklet på jobbet. Teamets konsistens har bidraget til en vellykket opbygning af en stor intern videnbase om overvågning af vandeffektivitet i løbet af de 10 år, programmet har kørt. I den forbindelse har EPAL's styrkede interne processer og kompetencer gjort det muligt for virksomheden at etablere et sæt kritiske klimaændringsindikatorer og regelmæssigt overvåge dem ud fra et perspektiv på systemets sårbarheder.

Da forbrugeradfærd er en vigtig drivkraft for reduktion af vandforbruget sammen med WONE-softwaren, leverer EPAL konsulenttjenester til kunder, der gerne vil forbedre deres vandeffektivitet. Den skabte f.eks. apps og værktøjer til forbrugernes selvkontrol for at øge husholdningernes vandeffektivitet (f.eks. Waterbeep-appen).

Yderligere konsulenttjenester omfattede levering af et overvågningssystem, identifikation af lækager på stedet eller rådgivning om vandeffektivitet. Forbedret vandeffektivitet gennem ændringer i forbrugernes adfærd har en begrænset indvirkning på EPAL's årlige indkomst, som i højere grad afhænger af de faste serviceomkostninger, der indgår i hver vandregning. Hver solgt kubikmeter vand skal dække omkostningerne til at forberede og distribuere det, hvilket betyder, at dets rentabilitet er begrænset. En reduktion i kundernes vandforbrug er derfor af interesse for både kunden og EPAL.

Endelig promoverede EPAL projektet ADAPTACLIMA-EPAL, som er blevet videnskabeligt støttet af CCIAM Research Group (Climate Change Impacts, Adaptation and Mitigation Research Group) ved Lissabon Universitet. Denne undersøgelse, der udelukkende blev finansieret af EPAL, gav virksomheden en tilpasningsstrategi for at reducere sårbarhederne i sine aktiviteter over for klimaændringer. Projektet fokuserede på tilpasningsmuligheder for at øge EPAL's systemers modstandsdygtighed over for risici forbundet med klimaændringer. En af de muligheder, der blev præsenteret, var fremme af foranstaltninger til effektiv udnyttelse af vand, som understøtter målene for WONE-programmet. Ejerskabet af data og dokumenter fra forskningsprojektet blev overdraget til EPAL ved projektets afslutning.

EPAL gennemførte relevante foranstaltninger til bevidstgørelse af borgerne om spørgsmålene om vandeffektivitet og efterspørgselsstyring. Den iværksatte f.eks. flere kampagner til fremme af korrekt og ansvarlig brug af vand.

Nøgleinteressenter for WONE-programmet er borgere og private virksomheder, der er EPAL's kunder og dermed drager fordel af mulige reduktioner i vandregningerne. Ud over vedligeholdelse af vandforsyningsnettet er forbrugernes adfærd faktisk en vigtig drivkraft for reduktion af vandforbruget. Derfor leverer EPAL flere tjenester til kunder, der gerne vil forbedre deres vandeffektivitet (se Løsninger).

Selv om Lissabon kommune ikke var direkte involveret i driften af WONE-programmet, har byen modtaget rådgivning fra EPAL om, hvordan vandeffektiviteten kan forbedres, og har foretaget store investeringer for at gennemføre disse forbedringer. Da aktiviteterne i WONE-programmet finder sted inden for byområdet, fungerer byen også som facilitator for de byggearbejder, der skal udføres på stedet. Derudover letter Lissabon kommune enhver nødvendig kommunikation om WONE-programmet mellem EPAL, borgerne og virksomhederne i Lissabon.

WONE-programmet har vist sig at være en succes med at forbedre modstandsdygtigheden i vanddistributionsnettet, samtidig med at det har realiseret en rentabel forretning på grund af betydelige besparelser i omkostningerne. WONE-programmet bør derfor ikke kun betragtes som en investering i klimatilpasning. Det giver også en meget interessant mulighed som en erhvervsinvestering (økonomisk sidegevinst), der har givet EPAL et stærkt økonomisk incitament til at sikre distributionsnettets modstandsdygtighed på lang sigt.

Støtten fra virksomhedens bestyrelse har vist sig at være en vigtig succesfaktor samt inddragelsen af andre vigtige dele af virksomheden, nemlig netværksdrift, vedligeholdelse og kunderelationer. Disse operationer har til formål at fremme en mentalitetsændring i virksomheden. Udviklingen af WONE-programmet modtog en masse støtte i virksomheden fra starten.

Under den store tørke, der fandt sted i 2005, oplevede Lissabon-forbrugerne ikke store konsekvenser på grund af modstandsdygtigheden i tilgængeligheden af vandkilder. Den ekstreme tørke i 2005 førte til en større bevidsthed om de risici, der er forbundet med tørke. Dette illustreres af oprettelsen af en tørkekommission under miljø- og klimaministeren umiddelbart efter arrangementet i 2005, som understregede betydningen af samarbejde mellem nationale enheder og mellem Portugal og Spanien.

WONE-programmet fokuserer kun på detektering af lækager. Derfor skal resultaterne af dataanalysen være godt afstemt efter teknikernes praksis, som skal finde skræddersyede løsninger til at reparere den faktiske lækage. Denne oversættelse fra data til handling kræver stadig en menneskelig handling, hvilket betyder, at dens succes i høj grad afhænger af kendskabet til det team, der driver den. Inden for WONE-programmet er et behageligt arbejdsmiljø blevet realiseret, og det har indtil videre resulteret i et stabilt operationelt team.

Vandforsyningsnettet skal løbende overvåges og forbedres. Brug af vanddistributionssystemet betyder, at dets rør vil blive brugt og i sidste ende skal udskiftes. Netværkets gennemsnitlige levetid er 50-60 år. Fordelen ved WONE-systemet er, at problemer kan identificeres mere effektivt, hvilket betyder, at udskiftningen af netværket faktisk kan finde sted i faser. Fornyelse og reparation af vandrør er derfor en løbende proces. WONE-programmet gør det overskueligt ved at fokusere på løbende at reparere mindre dele af netværket i stedet for at udskifte det hele på én gang.

De første beviser for succes blev indsamlet i det første pilotområde, hvor systemet blev testet. Positive resultater gjorde det muligt at udvide overvågningsprogrammet til hele Lissabon.

Ud over WONE-systemet blev lignende produkter solgt til andre vandforvaltningsorganer i Portugal og i udlandet, hvilket viser den nemme anvendelse af dette produkt i lignende tilfælde. Eksempler på dette er: AQUAmatrix®, kundestyringssystemet for vandsektoren og waterbeep®, en tjeneste til styring af vandforbruget for privat- og erhvervskunder, der hjælper dem med at blive mere effektive.

Det kan være svært for byer at tage initiativ til at realisere et vandeffektivitetsprogram, da byernes rolle er begrænset til at være facilitator og kunde hos vandselskabet. At gennemføre et vandeffektivitetsprogram er i første omgang en investeringsbeslutning, der skal træffes af vandselskabet selv. Andre byer kunne stimulere denne type udvikling gennem en tilgang, der går foran med et godt eksempel, ved at forbedre deres egen vandeffektivitet. De kan også støtte i kommunikationen mellem en vandvirksomhed og borgerne ved at fremme bevidstheden om projektet blandt borgerne og give praktiske kontaktmuligheder.

Den indledende udvikling af programmet blev finansieret gennem EPAL's interne finansielle ressourcer. Investeringsafkastet for lækagereparationer har været meget rentabelt for virksomheden og kan derfor betragtes som en F&U-investering. Den samlede investering i softwareudviklingen var på omkring 1 000 000 EUR samt et tilsvarende beløb, der blev investeret i netværksovervågningssystemer i byen. Driftsomkostningerne for programmet tegner sig for omkring €500.000 om året.

Gennem programmet er mængden af ikke-indtægtsgivende vand faldet fra 23,5 % i 2005 til ca. 8,5 % i 2015. Dette har resulteret i akkumulerede besparelser på ca. 68 mio. EUR i de seneste 10 år. Vandeffektivitetsprogrammet er således yderst fordelagtigt med hensyn til dets cost-benefit-forhold. EPAL besluttede derefter at geninvestere de opnåede besparelser i yderligere at reducere virksomhedens miljøpåvirkning.

Lækagerne kan påvirke både de "offentlige" rørledninger og de "private" rørledninger, der ejes af kunderne. I det første tilfælde betyder det, at vandtabet er ansvarligt over for EPAL. Virksomheden sparer derfor direkte omkostninger ved at reparere lækagen. I tilfælde af private rørledninger er de omkostninger, der spares ved at reparere lækagen, kun til fordel for kunden uden nogen fortjenesteforøgelse for EPAL. Reduktionen af vandregningen for kunder på grund af mindre forbrug er dog begrænset, fordi den faste serviceafgift forbliver uændret.

Omkostningerne til WONE-programmet omfatter ikke omkostningerne til fornyelse af vandforsyningsnettet, som betragtes som en "regelmæssig vedligeholdelsesomkostning". For at finansiere disse omkostninger har AdP og EPAL siden 1993 modtaget finansiel støtte gennem gunstige rentelån fra Den Europæiske Investeringsbank (EIB). Deres støtte blev brugt til at finansiere udvidelser og opgraderinger af vandforsyningen, affaldshåndteringsforanstaltninger, sanitetsnetværk og effektivitetsforbedringer. EIB har støttet lån på næsten 2 500 000 000 EUR i portugisiske vandnet. EIB har opbygget et langvarigt tillidsforhold til EPAL, siden den begyndte at finansiere sine projekter. Dette forhold opretholdes ved, at EPAL forelægger EIB årlige statusrapporter om nye koncepter og metoder samt opdateringer om de relaterede internationale og nationale programmer.

Miljømæssige sidegevinster opnås på grund af reducerede emissioner forbundet med lavere energiforbrug og bevarelse af vandressourcer. Projektet viser faktisk vigtige synergier med modvirkning af klimaændringer. Både driften af vandpumperne og rensningen af vand kræver elektricitet og bruger således en ressource, der i sine produktionsfaser udleder drivhusgasser. Vandpumperne sikrer en kontinuerlig strøm af rent vand gennem systemet. Når der er behov for en mindre mængde rent vand på grund af reduktionen af lækager, skal der cirkuleres mindre vand, og derfor reduceres den samlede mængde energi, der er nødvendig for at holde vanddistributionssystemet i drift.

WONE-projektet er i overensstemmelse med det nationale program for effektiv vandanvendelse (PNUEA, 2012), som koordineres af National Laboratory Civil Engineering. Dette program har til formål at bidrage til en ny tilgang til håndtering af vandspørgsmål i Portugal inden for rammerne af bæredygtig udvikling. Under dette program blev det konstateret, at vandspild i forbindelse med vanddistributionssystemer stadig var meget højt i 2009. På dette tidspunkt havde EPAL allerede opnået betydelig erfaring med reduktion af ikke-indtægtsgivende vand og fungerede derfor som førende inden for vandeffektivitetsindsats gennem sit WONE-program. I sin seneste udgave (2012) har PNUEA styrket 2020-reduktionsmålet for ikkeindtægtsgivende vand fra 20 % til 25 %. Denne reduktion er allerede blevet realiseret i Lissabon med et vandindhold uden indtægter på konsekvent under 10 %.

Tilpasningen af den nationale vandlov (dekret nr. 58/2005 ajourført med lovdekret nr. 130/2012) til vandrammedirektivet gav EPAL ret til at opkræve en afgift på vandressourcer. Denne afgift er beregnet til at dække de omkostninger, der er forbundet med planlægning, beskyttelse og forvaltning af vandressourcer.

WONE-programmet startede i 2005 og kører stadig.

Behovet for at opdage lækager i vandnetværket er kontinuerligt, så længe netværket er i brug. Programmet har derfor ikke en ende, men snarere cyklusser, der repræsenterer rørenes levetid og giver mulighed for tilpasning til netværkets dynamik.

Generic email: geral.epal@adp.pt

Nuno Medeiros

Director of Asset Management, EPAL

nuno.goulartt.medeiros@adp.pt

Maria João Capela 

Head of Planning and Investment Department, EPAL

maria.joao.capela@adp.pt

Rui Mira

Climate Change Specialist, EPAL

rui.mira@adp.pt

Sektoropdeling af netværk & Overvågning af ikke-indtægtsgivende vandkontrol