Privat investering i eit lekkasjeovervåkingsprogram for å takle vassmangel i Lisboa, Portugal

Lisboa vil sannsynlegvis møte ein nedgang i årleg nedbør og ein auke i frekvens og varigheit av tørkeperiodar, med prognosar for minimums-og maksimumstemperaturar som peikar mot ein auke i slutten av århundret på ca. 3 °C, som forventa av regionaliserte klimascenari utvikla av ADAPTACLIMA-EPAL-prosjektet finansiert av EPAL (Empresa Portuguesa das Águas Livres) og implementert av CCIAM Research Group (Climate Change Impacts, Adaptation and Mitigation Research Group) ved Lisboa University. På grunn av det subtropiske middelhavsklimaet opplever byen generelt korte, milde vintrar og varme somrar. Portugal har tidlegare vore ramma av alvorleg tørke. Tørke utgjer ein risiko for menneskes helse sidan, kombinert med høge temperaturar, kan resultere i dehydrering.  Det er derfor viktig for byen å ta omsyn til effektiviteten av vassforsyningssystemet.

Reduksjonav lekkasjar frå vassdistribusjonsnettet og mengda «ikkje-fakturert vassforbruk» kan i betydeleg grad bidra til Lisboas evne til å takle framtidig tørke ved å auke byens effektivitet i vassforbruket. Det ikkje-fakturerte vatnet representerer skilnaden mellom totalt inngangsvassvolum og autorisert fakturert forbruk, dvs. vatnet som er tapt/lekka i vassforsyningssystemet. I løpet av 1990-talet var den årlege ikkje-fakturerte vasstanden i Lisboa i gjennomsnitt mellom 25 % og 30 %, rundt 40.000.000 kubikkmeter. Ein ekstra stressfaktor på vassdistribusjonssystemet har vore den aukande etterspurnaden etter drikkevatn på grunn av urban befolkningsvekst. Nettverket leverer vatn til rundt 350000 innanlandske og kommersielle kundar i indre by og rundt 2,500,000 menneske (2016 data) i Greater Lisbon-området (regionenrundt Lisboa som inkluderer kommunar som ligg på nordbreidda av den breie munnen av elva Tagus (Tejo).

Ei av hovudutfordringane for å møte auka tørkerisiko er derfor å halde andelen ikkje-fakturert vassforsyning i byens vassforsyning så låg som mogleg. 

Byen Lisboa sette seg føre å finne ein måte å redusere volumet av vatn som gjekk tapt på grunn av lekkasjar, òg kjend som ikkje-fakturert vatn. Hovudkilden til dette problemet er knytt til feil i røyrleidningane på grunn av aldring av infrastrukturen. EPAL har spesialiserte teknikarar internt for å utføre naudsynte reparasjonar. Vanskelegheita ligg imidlertid i å identifisere og lokalisere feila då nettverket er utbredt og for det meste underjordisk. Anten ein teknikar treng å søkje etter lekkasjen innanfor eit område på 1 kvadratmeter eller 1000 kvadratmeter, kan det gjere ein enorm skilnad. EPAL bestemte seg difor for å utvikle overvakingsprogrammet WONE, der vasslekkasjar kunne identifiserast raskare og lokaliserast meir presist. Dens opphavlege mål var å realisere ein reduksjon av ikkje-fakturert vatn frå 25 % til eit nivå under 15 %, for å gje ei langsiktig berekraftig vassforsyning ved å forbetra dagleg effektivitet og effektivitet. Dei oppnådde resultata har vore endå betre, og nådde ein reduksjon av ikkje-fakturert vatn til rundt 8,5 % i 2015.

Måla for dette prosjektet er i samsvar med det nasjonale programmet for effektiv bruk av vatn (PNUEA) godkjend med nasjonal resolusjon 113/2005, som koordinerast av National Laboratory Civil Engineering. Dette programmet har som mål å bidra til ei ny tilnærming for å takle vassproblemer i Portugal under eit rammeverk for berekraftig utvikling.

Initiativet styrkar oppnåinga av to viktige berekraftsmål: SDG 11 «Bærekraftige byar og lokalsamfunn» som styrkar berekrafta i byen og dens lokalsamfunn og SDG 13 «Klimatiltak» gjennom reduksjon av energibruk (mindre utslepp av klimagassar).

For å handtere vasslekkasjar, sette EPAL seg føre å utvikle vasslekkasjedeteksjonsprogrammet WONE. Programmet er basert på eit overvåkingssystem som er i stand til å identifisere og lokalisere eventuelle vasslekkasjar i distribusjonsnettverket. Overvåkingssystemet gjer det mogleg å samanlikne data om forventa vassforbruk med vassforbruk i sanntid. Denne samanlikninga utførast av ei programvare som vart spesielt utvikla for programmet. Når det oppdagast eit avvik mellom dei to datasetta, varslast overvåkingsteamet om at det er ein potensiell lekkasje i systemet. Lekkasjens plassering identifiserast ved å spore vassmålaren som ga dataa som viste eit avvik. Etter at plasseringa av lekkasjen er identifisert, sendast spesialiserte teknikarar, kjend som lekkasjedeteksjonsmekanikk, ut for å utføre ein feltbasert lekkasjedeteksjon og reparere problemet. Programmet har resultert i ein reduksjon av ikkje-inntekter vatn frå 23,5 % i 2005 til rundt 8,5 % i 2015 (EPALnettstad),med ei kumulativ innsparingar på rundt 135 millionar m³ sidan 2005.

Overvåkingssystemet WONE er basert på ei oppdeling av Lisboa i vasssoner som er definert ut frå få innbyggjarar, også kalla distriktsmålte område (DMA-ar). Kvar sone består av 3000 til 5000 klientar og fungerer som eit strategisk måleområde. I kvar sone overvakas vasstrykket kontinuerleg gjennom eit passivt system med aktive alarmar. Wone-programvaren utfører ei kontinuerleg ytingsevaluering av DMA-ane ved å kombinere data frå flere databasar og beregner ytingsindikatorar for å kontrollere ikkje-inntektsbasert vatn.

Prosjektet vart utvikla som eit internt FoU-prosjekt. Det starta opphavleg som ein pilot i nokre få «enkle» soner. Basert på resultata av denne piloten vart programmet ytterlegare raffinert og utvida til nokre større få soner. I det første året av utviklinga vart 20 soner inkludert i programmet. I dei påfølgjande åra vart programmet utvida med 30 til 40 soner årleg. I 2016 er systemet i drift i alle 158 soner. Ved sida av vassmålaren i desse sonene kan kundane få ekstra vassmålarar gjennom programmet på førespurnad. Desse "private" vassmålarane har gjort det mogleg for EPAL å få ytterlegare innsikt i vassforbruket til sine kundar, basert på kva for selskapet no kan tilby ytterlegare konsulenttenester. Desse tenestene kan inkludere på staden deteksjon av lekkasjar eller klient rådsgiving for å forbetra vassforsyning effektivitet.

Ved sida av WONE-programovervåkinga harEPAL sett i verk eit sett med tiltak for å førebu systemet for å takle reduksjonar i vasskvalitet knytte til meir intense tørkeperiodar og forureiningsavrenning, høgare temperaturar og reduksjon i gjennomsnittleg årleg straumning, projisert av klimaendringar. Til dømes inkluderte tiltak oppussing av Vale då Pedra vassbehandlingsanlegg, for å tilpasse behandlingsprosessar, for å reagere på eit breiare spekter av vasskvalitetsvariasjonar.

One-programmet er utvikla og forvaltes framleis av Empresa Portuguesa das Águas Livres (EPAL), som er det eldste vassverket i Portugal. EPAL er hovudoperatør av vassdistribusjonsnettet i landet og er eit statleg selskap som er heileigd av det nasjonale offentlege holdingselskapet Áquas de Portugal (AdP) sidan 1993. EPAL er ansvarleg for forvaltinga av vassdistribusjonsaktivitetane samt vedlikehald av distribusjonsnettene.

Teamet som overvakar WONE-programvaren spelar ei nøkkelrolle i den vellukka applikasjonen. Dette laget vart oppretta ved å rekruttere 4 universitetsutdanna. Kvar lekkasje teknikar fekk spesialisert in-house og på feltet trening (som inkluderte 2 veker med on-job trening med utanlandske selskapar). All etterfylgjande kunnskap vart utvikla på jobben. Konsistensen i teamet har bidrege til ei vellukka oppbygging av ein stor intern kunnskapsbase for overvåking av vasseffektivitet i løpet av dei 10 åra programmet har køyrt. I samband med dette har EPALs styrkte interne prosessar og kompetanse gjort det mogleg for selskapet å etablere eit sett med kritiske indikatorar for klimaendringar og regelmessig overvaka dei i eit perspektiv på systemets sårbarheit.

Sidan forbrukaratferd er ein viktig driv for å redusere vassforbruket, tilbyr EPAL saman med WONE-programvaren konsulenttenester til kundar som ønskjer å forbetra vasseffektiviteten. Til dømes laga dei appar og verktøy for forbrukaranes sjølvkontroll, for å auke vasseffektiviteten i hushaldet (til dømes Waterbeep-appen).

Ytterlegare konsulenttenester omfatta levering av eit overvåkingssystem, identifisering av lekkasjar på staden eller rådgiving om vasseffektivitet. Forbetra vasseffektivitet gjennom endringar i forbrukaråtferd har ein avgrensa innverknad på den årlege inntekta til EPAL som avheng meir av den faste servicekostnaden som er inkludert i kvar vassrekning. Ein reduksjon i kundenes vassforbruk er difor av interesse for både kunden og EPAL.

Til slutt fremja EPAL prosjektet ADAPTACLIMA-EPAL, som har vorte vitskapleg støtta av CCIAM Research Group (Climate Change Impacts, Adaptation and Mitigation Research Group) ved Lisboa University. Denne studien, finansiert utelukkande av EPAL, ga selskapet ein tilpasningsstrategi for å redusere sårbarheitene i sine aktivitetar til klimaendringar. Prosjektet fokuserte på tilpasningshøve for å auke EPALs systemers motstandsdyktighet mot risiko knytte til klimaendringar. Eit av alternativa som vart presentert var å fremje tiltak for effektiv bruk av vatn, som støttar måla for WONE-programmet. Eigarskapen til data og dokumenter frå forskingsprosjektet vart overført til EPAL ved prosjektets slutt.

EPAL gjennomførte relevante tiltak for medvitegjering av borgarar, om problema med vasseffektivitet og etterspurnadsstyring. Til dømes lanserte dei flere kampanjar for å fremje riktig og ansvarleg bruk av vatn.

Sentrale interessentar for WONE-programmet er borgarar og private selskapar som er kundar av EPAL og dermed dra nytte av moglege reduksjonar i vassrekningar. Faktisk, ved sida av vedlikehald av vassdistribusjonsnettverket, er forbrukaråtferd ein hovuddrivar for reduksjon av vassforbruket. Difor tilbyr EPAL flere tenester til kundar som ønskjer å forbetra vasseffektiviteten (sjå Løsningar).

Sjølv om Lisboa kommune ikkje var direkte involvert i drifta av WONE-programmet, har byen fått råd frå EPAL om korleis ein kan forbetra vasseffektiviteten og har gjort store investeringar for å realisere desse forbetringane. Ettersom aktivitetane i WONE-programmet føregår innanfor byområdet, fungerer byen òg som tilrettelegg for byggjearbeida som må utførast på staden. I tillegg legg Lisboa kommune til rette for all naudsynt kommunikasjon om WONE-programmet mellom EPAL, innbyggjarane og selskapa i Lisboa.

One-programmet har vist seg å vere vellukka i å forbetre fleksibiliteten til vassdistribusjonsnettverket, samtidig som det realiserer ei lønsam verksemd på grunn av betydelege kostnadssparingar. WONE-programmet bør derfor ikkje betraktast som berre ei investering i klimatilpasning. Det gjev òg ei veldig interessant høve som ei forretningsinvestering (økonomisk nytte) som har gjeve EPAL eit sterkt økonomisk incitament til å sikre langsiktig motstandskraft i distribusjonsnettverket.

Støtta frå styret i selskapet har vist seg å vera ein viktig suksessfaktor, samt involvering av andre viktige delar av selskapet, nemleg nettverksdrift, vedlikehald og kunderelasjonar. Desse operasjonane tek sikte på å fremje ei mentalitetsendring i selskapet. Utviklinga av WONE-programmet fekk mykje støtte i selskapet frå starten.

Under den store tørkehendinga, som skjedde i 2005, opplevde Lisboa-forbrukarane ikkje store konsekvensar på grunn av vasskildens motstandskraft. Den ekstreme tørken i 2005 førte til eit høgare medvit om risikoen forbunde med tørke. Dette illustrerast ved opprettalsen av ein tørkekommisjon i miljø- og klimaministeren rett etter 2005-arrangementet, som understreka viktigheita av samarbeid mellom nasjonale einingar og mellom Portugal og Spania.

One-programmet fokuserer kun på deteksjon av lekkasjar. Derfor må resultata av dataanalysen vere godt tilpassa teknikarnes praksis, som treng å finne skreddarsydde løysingar for å reparere den faktiske lekkasjen. Denne oversetjinga frå data til handling krev framleis ei menneskeleg handling, noko som betyr at suksessen er veldig avhengig av kunnskapen til teamet som driv den. Innanfor WONE-programmet er eit hyggeleg arbeidsmiljø blitt realisert, og det har hittil resultert i eit stabilt driftsteam.

Vassdistribusjonsnettet må kontinuerleg overvakast og forbetrast. Bruk av vassfordelingssystemet betyr at røyra vil vare og til slutt må bytast ut. Den gjennomsnittlege levetida til nettverket utgjer 50 til 60 år. Fordelen med WONE-systemet er at problemer kan identifiserast meir effektivt, noko som betyr at utskifting av nettverket faktisk kan skje i fasar. Fornying og reparasjon av vassrøyr er derfor ein kontinuerleg prosess. Wone-programmet gjer det handterbart ved å fokusere på kontinuerleg å fikse mindre delar av nettverket, i staden for å erstatte alt på ein gong.

Dei første prova på suksess vart samla i det første pilotområdet der systemet vart testa. Positive resultater gjorde det mogleg å oppskalere overvakingsprogrammet til heile Lisboa.

Forutan WONE-systemet vart liknande produkter seld til andre vassforvaltingsorganer i Portugal og i utlandet, og viste den enkle applikasjonen av dette produktet til liknande tilfelle. Døme på dette er: AQUAmatrix®, kundestyringssystemet for vasssektoren og waterbeep®, ei teneste for å kontrollere vassforbruket for innanlandske og bedriftskunder, og hjelper dei til å bli meir effektive.

Det kan vere vanskeleg for byar å ta initiativ til å realisere eit vasseffektivitetsprogram, då byanes rolle er avgrensa til å vere ein tilrettelegg og kunde av vassselskapet. For å gjennomføre eit vasseffektivitetsprogram er det i utgangspunktet ei investeringsbeslutning som må takast av vassselskapet sjølv. Andre byar kan stimulere denne typen utvikling gjennom ein «lead by example»-tilnærming ved å forbetra sin eigen vasseffektivitet. Dei kan òg støtte i kommunikasjonen mellom eit vassselskap og borgarar ved å fremje medvit om prosjektet blant borgarar og gje praktiske kontaktalternativar.

Den første utviklinga av programmet vart finansiert gjennom interne økonomiske ressursar av EPAL. Avkastinga på investeringa for lekkasjereparasjonar har vore svært lønsam for selskapet og kan derfor betraktast som ein FoU-investering. Den totale investeringa for programvareutviklinga var rundt EUR 1.000.000, samt eit tilsvarande beløp som vart investert i nettverksovervåkingssystemer i byen. Driftskostnadane for programmet konto til ca EUR 500000 per år.

Gjennom programmet har mengda ikkje-fakturert vatn gått ned frå 23,5 % i 2005 til rundt 8,5 % i 2015. Dette har resultert i rundt 68 millionar euro i akkumulerte innsparingar dei siste 10 åra. Vasseffektivitetsprogrammet er dermed svært gunstig når det gjeld kostnads-nytteforholdet. EPAL beslutta deretter å reinvestere dei oppnådde innsparingarane for å redusere selskapets miljøpåverknad ytterlegare.

Lekkasjar kan påverke både dei «offentlege» røyrleidningane og dei «private» røyrleidningane som eigest av kundane. I det første tilfellet betyr det at vasstapet er ansvarleg for EPAL. Selskapet sparer difor direkte kostnadar ved å fikse lekkasjen. Ved private røyrleidningar er kostnadene som er lagra ved å fikse lekkasjen kun til fordel for kunden, utan fortenesteauke for EPAL. Vassrekningsreduksjon for kundar på grunn av mindre forbruk er imidlertid avgrensa, fordi den faste serviceavgifta held fram med å vere uendra.

Kostnaden for WONE-programmet inkluderer ikkje kostnadene for fornying av vassdistribusjonsnettet, som reknast som «regelmessig vedlikehald». For å finansiere desse kostnadene har AdP og EPAL motteke økonomisk støtte gjennom gunstige rentelån frå Den europeiske investeringsbanken (EIB) sidan 1993. Deira støtte vart brukt til å finansiere utvidingar og oppgraderingar av vassforsyning, avfallshandteringstiltak, sanitærnett og effektivitetsforbetringar. EIB har støtta lån på nesten EUR 2.500.000 i portugisiske vassnett. EIB har bygget eit langt påliteleg forhold til EPAL sidan det byrja å finansiere sine prosjekter. Dette forholdet oppretthaldast gjennom levering av årlege framdriftsrapportar om nye konsepter og metodar frå EPAL til EIB, samt oppdateringar om dei relaterte internasjonale og nasjonale programma.

Miljømessige fordelar oppnås på grunn av reduserte utslepp knytte til lågare energiforbruk og bevaring av vassressursar. Faktisk viser prosjektet viktige synergier med klimatiltak. Både drift av vasspumper og reinsing av vatn krev elektrisitet, og brukar dermed ein ressurs som i produksjonsfasen avgir drivhusgassar. Vasspumpene sikrar ein kontinuerleg straum av reint vatn gjennom systemet. Når det er behov for eit mindre volum reint vatn på grunn av reduksjon av lekkasjar, må mindre vatn sirkulerast, og derfor reduserast den totale mengda energi som trengst for å halde vassfordelingssystemet i drift.

Wone-prosjektet er i samsvar meddet nasjonaleprogrammet for effektiv bruk av vatn (PNUEA, 2012), som koordinerast av National Laboratory Civil Engineering. Dette programmet har som mål å bidra til ei ny tilnærming for å takle vassproblemer i Portugal under eit rammeverk for berekraftig utvikling. Under dette programmet vart det identifisert at vassavfall knytte til vassdistribusjonssystemer framleis var svært høg i 2009. På dette tidspunktet hadde EPAL allereie oppnådd betydeleg erfaring med reduksjon av ikkje-inntektsfritt vatn og fungerte derfor som leiande innan vasseffektivitetsarbeid gjennom sitt WONE-program. I sin siste versjon (2012) har PNUEA forsterka 2020-reduksjonsmålet for ikkje-fakturert vatn frå 20 % til 25 %. Denne reduksjonen har allereie vorte realisert i Lisboa med ikkje-fakturert vasstand konsekvent under 10 %.

Justeringa av den nasjonale vasslova (dekretnr. 58/2005 oppdatert med DL nr. 130/2012) med vassrammedirektivet, ga EPAL rett til å samle inn ein vassressursskatt. Denne avgifta er utforma for å dekkja kostnadene knyttetil planlegging, beskyttelse og forvaltning av vassressursar.

Prosjektet starta i 2005 og går føre seg framleis.

Behovet for å oppdage lekkasjar i vassnettet er kontinuerleg så lenge nettverket er i bruk. Programmet har derfor ingen slutt, men heller syklusar som representerer røyras levetid og gjev rom for tilpasning til nettets dynamikk.

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

Nettverkssektorisering & amp; Overvåking for ikkje-fakturert vasskontroll