Yksityiset investoinnit vuotojen seurantaohjelmaan veden niukkuudesta selviämiseksi Lissabonissa, Portugalissa

Lissabonissa vuotuinen sademäärä todennäköisesti vähenee ja kuivuuskausien tiheys ja kesto lisääntyvät. Ennusteet vähimmäis-ja enimmäislämpötiloista viittaavat siihen, että lämpötila nousee vuosisadan loppuun mennessä noin 3 °C, kuten ennustetaan EPAL: n (Empresa Portuguesa das Águas Livres) rahoittamassa ADAPTACLIMA-EPAL-hankkeessakehitetyissä ja Lissabonin yliopiston CCIAM-tutkimusryhmän (Climate Change Impacts, Adaptation and Mitigation Research Group) toteuttamissa alueellisissa ilmastoskenaarioissa. Subtrooppisen Välimeren ilmastonsa vuoksi kaupunki kokee yleensä lyhyitä, leutoja talvia ja kuumia kesiä. Portugalissa on aiemmin koettu vakavia kuivuuskausia. Kuivuus aiheuttaa riskin ihmisten terveydelle, koska yhdessä korkeiden lämpötilojen kanssa se voi johtaa kuivumiseen.  Siksi on tärkeää, että kaupunki kiinnittää huomiota vesihuoltojärjestelmänsä tehokkuuteen.

Vedenjakeluverkon vuotojen ja tuottamattoman veden määränvähentäminen voi edistää merkittävästi Lissabonin kykyä selviytyä tulevista kuivuuksista lisäämällä kaupungin vedenkäytön tehokkuutta. Tuloton vesi edustaa kokonaissyöttöveden tilavuuden ja sallitun laskutetun kulutuksen välistä erotusta, ts. vesihuoltojärjestelmässä menetettyä/vuotanutta vettä. 1990-luvulla vuotuinen vedenpinta ilman tuloja Lissabonissa oli keskimäärin 25-30 prosenttia, noin 40 000 000 kuutiometriä. Lisästressitekijä vedenjakelujärjestelmässä on ollut juomaveden kysynnän kasvu, joka johtuu kaupunkiväestön kasvusta. Verkosto toimittaa vettä noin 350 000 kotitalous- ja yritysasiakkaalle kantakaupungissa ja noin 2 500 000 ihmiselle (vuoden 2016 tiedot) Suur-Lissabonin alueella (Lissabonia ympäröiväalue, johon kuuluu Tejojo-joen leveän suuaukon pohjoisrannalla sijaitsevia kuntia).

Yksi suurimmista haasteista lisääntyneeseen kuivuusriskiin vastaamisessa on näin ollen pitää tulottoman veden osuus kaupungin vesihuoltoverkosta mahdollisimman pienenä. 

Lissabonin kaupunki pyrki löytämään keinon vähentää vuotojen vuoksi menetetyn veden määrää, joka tunnetaan myös tulottomana vedenä. Ongelman pääasiallinen syy liittyy infrastruktuurin vanhenemisesta johtuviin putkivikoihin. EPALilla on omat erikoisteknikot, jotka tekevät tarvittavat korjaukset. Vaikeus piilee kuitenkin vikojen tunnistamisessa ja paikantamisessa, koska verkko on laajalle levinnyt ja enimmäkseen maanalainen. Se, onko teknikon etsittävä vuotoa 1 neliömetrin tai 1 000 neliömetrin alueella, voi tehdä valtavan eron. Tämän vuoksi EPAL päätti kehittää WONE-seurantaohjelman, jonka avulla vesivuodot voitaisiin tunnistaa nopeammin ja paikantaa tarkemmin. Sen alkuperäisenä tavoitteena oli vähentää tuottamattoman veden määrää 25 prosentista alle 15 prosenttiin ja varmistaa kestävä vesihuolto pitkällä aikavälillä parantamalla päivittäistä tehokkuutta ja vaikuttavuutta. Saavutetut tulokset ovat olleet vieläkin parempia: vuonna 2015 vesi, josta ei saada tuloja, väheni noin 8,5 prosenttiin.

Tämän hankkeen tavoitteet ovat yhdenmukaisia kansallisen vesien tehokkaan käytön ohjelman (PNUEA) kanssa, joka on hyväksytty kansallisella päätöslauselmalla 113/2005, jota koordinoi National Laboratory Civil Engineering. Ohjelman tavoitteena on edistää uutta lähestymistapaa vesikysymyksiin Portugalissa kestävän kehityksen puitteissa.

Aloitteella vahvistetaan kahden tärkeän kestävän kehityksen tavoitteen saavuttamista: kestävän kehityksen tavoite 11 ”Kestävät kaupungit ja yhteisöt”, jolla parannetaan kaupungin ja sen yhteisöjen kestävyyttä, ja kestävän kehityksen tavoite 13 ”Ilmastotoimet” vähentämällä energian käyttöä (vähäiset kasvihuonekaasupäästöt).

Vesivuotojentorjumiseksi EPAL ryhtyi kehittämään vesivuotojen havaitsemisohjelmaa WONE. Ohjelma perustuu seurantajärjestelmään, joka pystyy tunnistamaan ja paikantamaan mahdolliset vesivuodot jakeluverkossa. Seurantajärjestelmän avulla voidaan verrata odotettua vedenkäyttöä koskevia tietoja reaaliaikaiseen vedenkäyttöön. Tämä vertailu suoritetaan ohjelmistolla, joka on kehitetty erityisesti ohjelmaa varten. Kun näiden kahden tietoaineiston välillä havaitaan ristiriita, se ilmoittaa valvontaryhmälle, että järjestelmässä on mahdollinen vuoto. Vuodon sijainti tunnistetaan jäljittämällä poikkeaman osoittaneet tiedot antaneen vesimittarin tiedot. Kun vuodon sijainti on tunnistettu, erikoistuneet teknikot, joita kutsutaan vuodontunnistusmekaniikaksi, lähetetään suorittamaan kenttäpohjainen vuodontunnistus ja korjaamaan ongelma. Ohjelman ansiosta vesi, josta ei saada tuloja, on vähentynyt 23,5 prosentista vuonna 2005 noin8,5 prosenttiin vuonna 2015 (EPAL:nverkkosivusto), ja vuodesta 2005^lähtien on saavutettu noin 135 miljoonan kuutiometrin kumulatiiviset säästöt.

WONE-seurantajärjestelmä perustuu Lissabonin jakamiseen asukasmäärän mukaan määritellyillä vesialueilla, joita kutsutaan myös piirin mittausalueiksi (District Metered Areas, DMA). Jokainen vyöhyke koostuu 3 000-5 000 asiakkaasta ja toimii strategisena mittausalueena. Kullakin vyöhykkeellä vedenpainetta seurataan jatkuvasti passiivisella järjestelmällä, jossa on aktiiviset hälytykset. WONE-ohjelmisto suorittaa DMA-laitteiden jatkuvaa suorituskyvyn arviointia yhdistämällä useiden tietokantojen tietoja ja laskee suorituskykyindikaattorit tulottoman veden hallitsemiseksi.

Projekti kehitettiin yrityksen sisäisenä R&D-projektina. Se aloitti toimintansa aluksi pilottihankkeena tietyillä ”yksinkertaisilla” alueilla. Pilotin tulosten perusteella ohjelmaa jalostettiin edelleen ja laajennettiin suuremmalle määrälle alueita. Ensimmäisenä kehitysvuonna ohjelmaan sisällytettiin 20 vyöhykettä. Seuraavina vuosina ohjelmaa laajennettiin 30-40 vyöhykkeellä vuosittain. Vuoteen 2016 mennessä järjestelmä toimii kaikilla 158 alueella. Näiden vyöhykkeiden vesimittarin vieressä asiakkaille voidaan pyynnöstä tarjota ylimääräisiä vesimittareita ohjelman kautta. Näiden ”yksityisten” vesimittarien avulla EPAL on voinut saada lisää tietoa asiakkaidensa vedenkäytöstä, minkä perusteella yritys voi nyt tarjota lisäkonsultointipalveluja. Näihin palveluihin voi kuulua vuotojen paikan päällä tapahtuva havaitseminen tai asiakkaiden neuvonta vesihuollon tehokkuuden parantamiseksi.

WONE-ohjelman seurannan lisäksi EPAL on toteuttanut joukon toimenpiteitä,joilla järjestelmää valmistellaan selviytymään veden laadun heikkenemisestä, joka liittyy voimakkaampiin kuivuuskausiin ja epäpuhtauksien valumiin, korkeampiin lämpötiloihin ja keskimääräisen vuotuisen virtauksen vähenemiseen ilmastonmuutosskenaarioiden ennusteiden mukaisesti. Toimiin kuului esimerkiksi Vale da Pedra -vedenkäsittelylaitoksen kunnostaminen käsittelyprosessien mukauttamiseksi, jotta voidaan vastata erilaisiin veden laadun vaihteluihin.

WONE-ohjelmaa on kehittänyt ja hallinnoi edelleen Empresa Portuguesa das Águas Livres (EPAL), joka on Portugalin vanhin vesilaitos. EPAL on maan vedenjakeluverkon pääoperaattori, ja se on valtionyhtiö, jonka kansallinen julkinen holdingyhtiö Áquas de Portugal (AdP) on omistanut kokonaan vuodesta 1993. EPAL vastaa vedenjakelutoiminnan johtamisesta ja jakeluverkkojen ylläpidosta.

WONE-ohjelmistoa valvovallatiimillä on keskeinen rooli sen onnistuneessa sovelluksessa. Tämä tiimi perustettiin rekrytoimalla 4 yliopistosta valmistunutta. Jokainen vuodonetsintäteknikko sai erikoistunutta sisäistä ja kenttäkoulutusta (joka sisälsi 2 viikon työharjoittelun ulkomaalaisten yritysten kanssa). Kaikki myöhempi tieto kehitettiin työssä. Tiimin johdonmukaisuus on auttanut rakentamaan menestyksekkäästi suuren sisäisen tietopohjan vesitehokkuuden seurannasta kymmenen vuoden ajan, jonka ohjelma on ollut käynnissä. EPAL:n vahvistamat sisäiset prosessit ja osaaminen ovat mahdollistaneet sen, että yritys on voinut laatia joukon kriittisiä ilmastonmuutoksen indikaattoreita ja seurata niitä säännöllisesti järjestelmän haavoittuvuuksien näkökulmasta.

Koska kulutuskäyttäytyminen on tärkein tekijä vedenkäytön vähentämisessä WONE-ohjelmiston ohella, EPAL tarjoaa konsultointipalveluja asiakkaille, jotka haluavat parantaa vesitehokkuuttaan. Se esimerkiksi kehitti sovelluksia ja välineitä kuluttajien omavalvontaa varten kotitalouksien vedenkäytön tehostamiseksi (esim. Waterbeep-sovellus).

Muita konsultointipalveluja olivat muun muassa seurantajärjestelmän tarjoaminen, paikan päällä tapahtuvien vuotojen tunnistaminen ja vedenkäytön tehokkuutta koskeva neuvonta. Kuluttajakäyttäytymisen muutoksilla parannetulla vedenkäytön tehokkuudella on vähäinen vaikutus EPALin vuosituloihin, jotka riippuvat enemmän kuhunkin vesilaskuun sisältyvistä kiinteistä palvelukustannuksista. Jokaisen myydyn kuutiometrin vettä on katettava sen valmistelu- ja jakelukustannukset, mikä tarkoittaa, että sen kannattavuus on rajallinen. Asiakkaiden vedenkulutuksen vähentäminen kiinnostaa näin ollen sekä asiakasta että EPAL:ää.

EPAL edisti myös ADAPTACLIMA-EPAL-hanketta, jota Lissabonin yliopiston CCIAM-tutkimusryhmä (Climate Change Impacts, Adaptation and Mitigation Research Group) on tieteellisesti tukenut. Tämä EPAL:n kokonaan rahoittama tutkimus tarjosi yritykselle sopeutumisstrategian, jolla vähennettiin sen toiminnan haavoittuvuutta ilmastonmuutokselle. Hankkeessa keskityttiin sopeutumisvaihtoehtoihin EPALin järjestelmien häiriönsietokyvyn parantamiseksi ilmastonmuutokseen liittyviä riskejä vastaan. Yksi esitetyistä vaihtoehdoista oli vedenkäytön tehostamiseen tähtäävien toimien edistäminen, mikä tukee WONE-ohjelman tavoitteita. Tutkimushankkeen aineistojen ja asiakirjojen omistusoikeus siirtyi EPAL:lle hankkeen päätyttyä.

EPAL toteutti asiaankuuluvia toimia kansalaisten tietoisuuden lisäämiseksi vedenkäytön tehokkuudesta ja kysynnän hallinnasta. Se on esimerkiksi käynnistänyt useita kampanjoita, joilla edistetään veden oikeaa ja vastuullista käyttöä.

WONE-ohjelmankeskeisiä sidosryhmiä ovat kansalaiset ja yksityiset yritykset, jotka ovat EPALin asiakkaita ja hyötyvät siten mahdollisista vesilaskujen pienennyksistä. Vedenjakeluverkon ylläpidon ohella kulutuskäyttäytyminen onkin tärkein vedenkäytön vähentämistä edistävä tekijä. Siksi EPAL tarjoaa useita palveluita asiakkaille, jotka haluavat parantaa vesitehokkuuttaan (katso Ratkaisut).

Vaikka Lissabonin kunta ei osallistunut suoraan WONE-ohjelman toimintaan, kaupunki on saanut EPALilta neuvoja siitä, miten vedenkäytön tehokkuutta voidaan parantaa, ja tehnyt suuria investointeja näiden parannusten toteuttamiseksi. Koska WONE-ohjelman toiminta tapahtuu kaupungin alueella, kaupunki toimii myös paikan päällä toteutettavien rakennustöiden fasilitaattorina. Lisäksi Lissabonin kunta helpottaa tarvittavaa WONE-ohjelmaa koskevaa viestintää EPALin, kansalaisten ja Lissabonin yritysten välillä.

WONE-ohjelma on osoittautunut onnistuneeksi vedenjakeluverkoston häiriönsietokyvyn parantamisessa ja kannattavan liiketoiminnan toteuttamisessa huomattavien kustannussäästöjen ansiosta. WONE-ohjelmaa ei siksi tulisi pitää pelkkänä investointina ilmastonmuutokseen sopeutumiseen. Se tarjoaa myös erittäin mielenkiintoisen mahdollisuuden yritysinvestointina (taloudellinen sivuhyöty), joka on tarjonnut EPALille vahvan taloudellisen kannustimen varmistaa jakeluverkostonsa pitkän aikavälin häiriönsietokyky.

Yhtiön hallituksen tuki on osoittautunut tärkeäksi menestystekijäksi, samoin kuin yhtiön muiden keskeisten osien, kuten verkkotoimintojen, ylläpidon ja asiakassuhteiden, osallistuminen. Näillä toimilla pyritään edistämään ajattelutavan muutosta yrityksessä. WONE-ohjelman kehittäminen sai paljon tukea yrityksen sisällä alusta alkaen.

Vuonna 2005 Lissabonissa koetun vakavan kuivuuden aikana kuluttajilla ei ollut merkittäviä seurauksia vesilähteiden saatavuuden häiriönsietokyvyn vuoksi. Vuoden 2005 äärimmäinen kuivuus lisäsi tietoisuutta kuivuuteen liittyvistä riskeistä. Tästä on osoituksena kuivuuskomission perustaminen ympäristö- ja ilmastotoimista vastaavan ministerin yhteyteen heti vuoden 2005 tapahtuman jälkeen, mikä korosti kansallisten yksiköiden välisen sekä Portugalin ja Espanjan välisen yhteistyön merkitystä.

WONE-ohjelma keskittyy vain vuotojen havaitsemiseen. Siksi data-analyysin tulokset on sovitettava hyvin teknikoiden käytäntöihin, joiden on löydettävä räätälöityjä ratkaisuja todellisen vuodon korjaamiseksi. Tämä tietojen muuntaminen toiminnaksi edellyttää edelleen ihmisen tekoa, mikä tarkoittaa, että sen menestys riippuu hyvin paljon sitä käyttävän tiimin tietämyksestä. WONE-ohjelmassa on toteutettu miellyttävä työympäristö, joka on tähän mennessä johtanut vakaaseen operatiiviseen tiimiin.

Vedenjakeluverkostoa on seurattava ja parannettava jatkuvasti. Vedenjakelujärjestelmän käyttö tarkoittaa, että sen putket kuluvat ja ne on lopulta vaihdettava. Verkon keskimääräinen käyttöikä on 50–60 vuotta. WONE-järjestelmän etuna on, että ongelmat voidaan tunnistaa tehokkaammin, jolloin verkon uusiminen voi tapahtua vaiheittain. Vesijohtojen uusiminen ja korjaaminen on siis jatkuva prosessi. WONE-ohjelma tekee siitä hallittavan keskittymällä verkon pienempien osien jatkuvaan korjaamiseen sen sijaan, että se korvattaisiin kerralla.

Ensimmäiset todisteet onnistumisesta kerättiin ensimmäisellä pilottialueella, jossa järjestelmää testattiin. Myönteiset tulokset mahdollistivat seurantaohjelman laajentamisen koko Lissabonin kaupunkiin.

WONE-järjestelmän lisäksi vastaavia tuotteita myytiin muille vesihuoltolaitoksille Portugalissa ja ulkomailla, mikä osoittaa, että tuotetta on helppo käyttää samankaltaisissa tapauksissa. Esimerkkejä tästä ovat: AQUAmatrix®, vesialan asiakashallintajärjestelmä ja waterbeep®, palvelu, jolla ohjataan kotitalous- ja yritysasiakkaiden vedenkulutusta ja autetaan heitä tehostamaan toimintaansa.

Kaupunkienvoi olla vaikea tehdä aloitetta vesitehokkuusohjelman toteuttamiseksi, koska kaupunkien rooli rajoittuu vesiyhtiön fasilitaattorina ja asiakkaana toimimiseen. Vesitehokkuusohjelman toteuttaminen on ensisijaisesti investointipäätös, joka vesiyhtiön on tehtävä itse. Muut kaupungit voisivat edistää tällaista kehitystä ”esimerkkinä” -lähestymistavan avulla parantamalla omaa vesitehokkuuttaan. Ne voivat myös tukea vesiyhtiön ja kansalaisten välistä viestintää lisäämällä kansalaisten tietoisuutta hankkeesta ja tarjoamalla käytännön kontaktimahdollisuuksia.

Ohjelmanalustava kehittäminen rahoitettiin EPAL:n sisäisillä taloudellisilla resursseilla. Vuotojen korjaamiseen tehtyjen investointien tuotto on ollut yritykselle erittäin kannattavaa, minkä vuoksi sitä voidaan pitää T&K-investointina. Kokonaisinvestointi ohjelmistokehitykseen oli noin 1 000 000 euroa ja vastaava summa investoitiin kaupungin verkonvalvontajärjestelmiin. Ohjelman toimintakustannukset ovat noin 500 000 euroa vuodessa.

Ohjelmassatuloihin perustumattoman veden määrä on vähentynyt 23,5 prosentista vuonna 2005 noin 8,5 prosenttiin vuonna 2015. Tämä on johtanut noin 68 miljoonan euron säästöihin viimeisten 10 vuoden aikana. Vesitehokkuusohjelma on siten kustannus-hyötysuhteeltaan erittäin hyödyllinen. EPAL päätti tämän jälkeen investoida saavutetut säästöt uudelleen yrityksen ympäristövaikutusten vähentämiseen.

Vuodot voivat vaikuttaa sekä ”julkisiin” putkiin että asiakkaiden omistamiin ”yksityisiin” putkiin. Ensimmäisessä tapauksessa se tarkoittaa, että vesihävikki on vastuussa EPAL:lle. Näin ollen yritys säästää suoraan kustannuksia korjaamalla vuodot. Yksityisten putkistojen tapauksessa vuodon korjaamisella säästetyt kustannukset koituvat vain asiakkaan eduksi, eikä EPALin voitto kasva. Vähäisestä kulutuksesta johtuva asiakkaiden vesilaskun pieneneminen on kuitenkin rajallista, koska kiinteä palvelumaksu säilyy ennallaan.

WONE-ohjelmankustannuksiin eivät sisälly vedenjakeluverkon uusimisesta aiheutuvat kustannukset, joita pidetään ”säännöllisinä ylläpitokustannuksina”. Näiden kustannusten rahoittamiseksi AdP ja EPAL ovat saaneet rahoitustukea Euroopan investointipankilta (EIP) edullisin korkolainoin vuodesta 1993. Niiden tuella rahoitettiin vesihuollon laajentamista ja parantamista, jätehuoltotoimenpiteitä, sanitaatioverkostoja ja tehokkuuden parantamista. EIP on tukenut lähes 2 500 000 000 euron lainoja Portugalin vesiverkoissa. EIP on luonut EPAL:n kanssa pitkäaikaisen ja luotettavan suhteen sen jälkeen, kun se alkoi rahoittaa hankkeitaan. Tätä suhdetta ylläpidetään siten, että EPAL toimittaa EIP:lle vuosittain edistymiskertomuksia uusista käsitteistä ja menetelmistä sekä ajantasaisia tietoja asiaan liittyvistä kansainvälisistä ja kansallisista ohjelmista.

Ympäristöön liittyvät sivuhyödyt saavutetaan, koska energiankulutuksen vähenemiseen ja vesivarojen säilyttämiseen liittyvät päästöt vähenevät. Hanke osoittaakin merkittäviä synergioita ilmastonmuutoksen hillinnän kanssa. Sekä vesipumppujen toiminta että veden puhdistus vaativat sähköä ja käyttävät siten tuotantovaiheessa kasvihuonekaasupäästöjä aiheuttavaa resurssia. Vesipumput varmistavat puhtaan veden jatkuvan virtauksen järjestelmän läpi. Kun vuotojen vähenemisen vuoksi tarvitaan vähemmän puhdasta vettä, vettä on kierrätettävä vähemmän, minkä vuoksi vedenjakelujärjestelmän toiminnan ylläpitämiseen tarvittavan energian kokonaismäärä vähenee.

WONE-hanke noudattaaNational Laboratory Civil Engineeringinkoordinoimaa kansallistaohjelmaa veden tehokkaasta käytöstä (PNUEA, 2012). Ohjelman tavoitteena on edistää uutta lähestymistapaa vesikysymyksiin Portugalissa kestävän kehityksen puitteissa. Ohjelmassa todettiin, että vedenjakelujärjestelmiin liittyvä vesijäte oli edelleen erittäin suurta vuonna 2009. Tuolloin EPAL oli jo hankkinut huomattavaa kokemusta tuottamattoman veden vähentämisestä ja toimi siten WONE-ohjelmansa kautta vesitehokkuustoimien johtajana. Viimeisimmässä versiossaan (2012) PNUEA on tiukentanut muun kuin tuloveden vuoden 2020 vähennystavoitetta 20 prosentista 25 prosenttiin. Tämä vähennys on jo toteutunut Lissabonissa, jossa tuloihin perustumaton vedenpinta on jatkuvasti alle 10 prosenttia.

Kansallisen vesilain (asetus nro 58/2005, joka on saatettu ajan tasalle asetuksella nro 130/2012) yhdenmukaistaminenvesipolitiikan puitedirektiivin kanssa antoi EPALille oikeuden periä vesivaraveroa. Tämän veron tarkoituksena on kattaavesivarojen suunnittelu-, suojelu- ja hoitotoimista aiheutuvat kustannukset.

WONE-ohjelma alkoi vuonna 2005 ja on edelleen käynnissä.

Tarve havaita vuodot vesiverkostossa on jatkuva niin kauan kuin verkosto on käytössä. Ohjelmalla ei siis ole loppua, vaan pikemminkin jaksoja, jotka edustavat putkien käyttöikää ja mahdollistavat mukautumisen verkon dynamiikkaan.

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

Network Sectorisation & Monitoring for Non-Revenue Water Control Näytä tarkat tiedot