Nowe śluzy w kanale Albert we Flandrii, Belgia

Z powodu zmian klimatycznych Belgia doświadcza coraz dłuższych okresów suszy. Przewiduje się, że w przyszłości sytuacja ta ulegnie pogorszeniu. Zgodnie z prognozami klimatycznymi opracowanymi w ramach projektu Cordex.be (2015–2017) zmiany opadów i ewapotranspiracji w latach 2000–2100 wskazują w miesiącach letnich na pogłębienie ujemnego bilansu wodnego, co powoduje rosnące ryzyko wystąpienia susz i ich większą dotkliwość. Podczas gdy opady zimowe mają nieznacznie wzrosnąć, opady letnie znacznie spadną. Spodziewany spadek opadów symulowany przez modele dla sierpnia waha się od -10% dla scenariusza emisji RCP2.6 do około -40% dla scenariusza emisji RCP8.5 do roku 2100 w porównaniu z rokiem 2000.

We wschodniej części Flandrii znajduje się jeden z największych kanałów w Belgii: Kanał Alberta. Kanał ten łączy strefy przemysłowe z (francuskojęzycznej) walońskiej części Belgii z Antwerpią, największym portem w Belgii. Statki można kontynuować na obu końcach kanału, do Holandii (np Ren, Rotterdam) i do Francji (Moza). Ze względu na budowę kanału rozwinięto wzdłuż niego również kilka ważnych obszarów przemysłowych, co czyni go niezwykle ważną gospodarczo drogą wodną dla Belgii, o całkowitym ruchu 40 milionów ton rocznie.

Kanał czerpie wodę z rzeki Maas (Moza), rzeki zasilanej tylko deszczem. Maas zasila również inne kanały, przy czym najważniejszym jest kanał Juliana do Holandii. W związku z tym konieczne było zawarcie umów z Niderlandami w celu przeciwdziałania ekstremalnym zdarzeniom pogodowym, w tym niskim zrzutom wody spowodowanym suszami. W niektórych (rzadkich) przypadkach zrzut do rzeki Mozy nie wystarcza do zasilania wszystkich kanałów we Flandrii i Niderlandach oraz do utrzymania minimalnego zrzutu do samej Mozy. W tych okresach poziom wody w kanale Albert może spaść, tak że dozwolony ciąg dla statków musi zostać zmniejszony, co sprawia, że żegluga śródlądowa jest mniej atrakcyjna jako środek transportu. Do tej pory problemy te były rozwiązywane za pomocą szeregu środków, takich jak blokowanie podnośników w żegludze profesjonalnej przy mniejszej ilości wody i ograniczanie poboru wody do celów zarządzania rolnictwem i przyrodą, ale środki te oznaczały akceptację związanych z tym szkód gospodarczych i ekologicznych.

Głównym celem środków opisanych w tym studium przypadku było uniknięcie strat ekonomicznych spowodowanych ograniczonymi możliwościami ruchu na kanale (z powodu bardzo niskiego zrzutu wody z rzeki Mozy), które zgodnie z przewidywaniami zostaną w przyszłości spotęgowane ze względu na zmianę klimatu. Kolejnym drugorzędnym celem była ochrona ekosystemu i różnorodności biologicznej rzeki Mozy.

Wielkie śruby Archimedesa zostały zbudowane przy śluzach w kanale w Ham, pierwszym z sześciu systemów zamków. W przypadku suszy te ogromne pompy śrubowe, największe w Europie, pompują wodę utraconą przez przejście ze statku przez śluzę. W przypadku nadmiaru wody, głównie zimą, śruby są używane jako obejście, aby pozbyć się nadmiernej ilości wody. W takim przypadku pompy działają jako generator energii elektrycznej, a energia wodna jako energia odnawialna zmniejsza emisje gazów cieplarnianych. Wpływ netto na emisje gazów cieplarnianych w czasie zależy od równowagi między niskim a wysokim poziomem wody, ale ponieważ do tej pory niski poziom wody występował rzadko, efekt netto jest ogólnie pozytywny. Kanał jest również możliwą drogą wodną dla migrujących ryb. Dlatego śruby są zaprojektowane tak, aby umożliwić migrację ryb, chroniąc różnorodność biologiczną.

Instalacja w Ham (2012) składa się z czterech ogromnych pomp śrubowych o średnicy 4,3 m i wadze 85 ton. Śruby mogą pompować do 5 m³ na sekundę. Jedna operacja zamka przesuwa 48 000 m³ wody. Cztery śruby potrzebują 50 minut na pełną moc, aby pompować wodę z powrotem. W 2013 roku w Olen zainstalowano trzy podobne śruby. Po udowodnieniu ich funkcjonalności i skuteczności instalacja pomp śrubowych na śluzach kanału Alberta była kontynuowana w 2018 r., kiedy to w Hasselt zbudowano trzy śruby Archimedesa. Kolosalne śruby – o długości 22 metrów i średnicy 4,30 metra, ważące 100 ton – mogą pompować 5 m³ wody na sekundę do górnej części zamka, a przy wystarczającej ilości wody mogą wytwarzać zieloną energię elektryczną dla 1500 gospodarstw domowych. Instalacje pompujące w połączeniu z elektrowniami wodnymi budowane są również na innych śluzach kanału Albert w Genk, Diepenbeek i Wijnegem. Oczekuje się, że zostaną one uruchomione po 2021 r.

Organizacja „De Vlaamse Waterweg” jest odpowiedzialna za zarządzanie śródlądowymi drogami wodnymi i ich rozwój jako sieć przyczyniająca się do gospodarki i dobrobytu Flandrii. Przedsiębiorstwo to pełni rolę kluczowego podmiotu koordynującego rozwój śrub Archimedesa w śluzach kanału Alberta.

Dwa duże projekty przygotowawcze poprzedzające instalację śrub na zamkach doprowadziły do ostatecznego opracowania środków, w które zaangażowały się odpowiednie zainteresowane strony. Pierwszym z nich było opracowanie strategii niskowodnej dla kanału. W pierwszej fazie analizy problemu dokonano inwentaryzacji różnych zastosowań wody, konsultując się z użytkownikami na temat ich pomysłów na zmniejszenie zużycia wody. Na drugim etapie zaproponowano możliwe rozwiązania, zwracając się do wszystkich zainteresowanych stron o przekazanie informacji zwrotnych. W trzeciej fazie analizowano ilościowo efekty rozwiązań pod względem efektywności i kosztów za pomocą zestawu modeli i innych narzędzi analitycznych. W czwartej i ostatniej fazie omówiono preferowane strategie z szerokim gronem zainteresowanych stron, w tym: przemysł, przedstawiciele żeglugi, przedsiębiorstwa dostarczające wodę pitną, przedsiębiorstwa energetyczne, organizacje ochrony przyrody, gminy i inne.

Drugi projekt dotyczył oceny oddziaływania na środowisko różnych rozwiązań alternatywnych. Preferowany wariant wybrano z uwzględnieniem różnych aspektów środowiskowych, w szczególności związanych z zachowaniem migracji ryb i łagodzeniem hałasu.

Ważnymi czynnikami sukcesu było uznanie wartości ekologicznych, które należy utrzymać, oraz zwrócenie uwagi na rozwój procesu współpracy, w który wszystkie zainteresowane strony były poważnie zaangażowane.

Jeśli chodzi o pierwsze z nich, kluczową rolę odegrały dwa czynniki ekologiczne: strukturalna możliwość ochrony niektórych usług ekosystemowych w dolinie Mozy poprzez ograniczenie wydobycia wody z Mozy i utrzymanie wystarczająco wysokiego poziomu spływu oraz uwzględnienie zasobów rybnych w kanale Alberta.

Jeśli chodzi o tę ostatnią kwestię, w procesie podkreślono znaczenie zapewnienia zainteresowanym stronom wystarczającego czasu i zasobów na współpracę, dzielenie się wiedzą, wzajemne zrozumienie oraz wzajemne poznanie i poszanowanie swojej kultury. Narzucanie rozwiązań lub zabieranie niewystarczającego czasu miałoby ograniczony sukces. Jednym z głównych czynników sukcesu współpracy była świadomość nieadekwatności obecnych rozwiązań i prognozowanego pogorszenia się sytuacji pod względem częstotliwości i długości niskich poziomów wody.

Koszt instalacji śrub wynosi około 7 milionów euro za każdy system zamka. Korzyści obejmują żeglowność kanału w zmienionych warunkach klimatycznych, niezawodność kanału dla żeglugi i wytwarzanie energii elektrycznej. Zielona energia elektryczna (hydroenergia) dla równowartości 1000 rodzin może być produkowana przez każdy zestaw pomp śrubowych. W ostatnich latach zaobserwowano, że instalacja działa jako generator energii przez około 10 miesięcy w roku i pompuje wodę przez około miesiąc. Kolejny miesiąc zwykle znajduje się w sytuacji wystarczającego odpływu dla żeglugi, ale niewystarczającego przepływu dla wytwarzania energii. W skali roku wytwarza się znacznie więcej energii niż zużywa. Dokładna roczna moc generowana zależy od ilości i rozkładu opadów w ciągu roku, intensywności wysyłki i wycofań od innych użytkowników wody.

Istnieją również korzyści związane z różnorodnością biologiczną. Ze względu na stosunkowo wysoką jakość wody w kanale występują bogate zasoby rybne. Zaawansowane technologie stosowane w instalacjach pompowych i wytwarzaniu energii elektrycznej minimalizują wpływ instalacji na zasoby rybne.

Flandria i Holandia zawarły umowę prawną dotyczącą dostępności wody w rzece Moza. W szczególności porozumienie to dotyczyło wydobycia wody z Mozy przez Zuid-Willemsvaart w Maastricht. Obejmuje ono również zmniejszenie strat wody w Mozie w przypadku niskiego odpływu, współpracę w zakresie badań i rozwoju wspólnej Mozy oraz rekompensatę strat wody słodkiej w Kreekraksluizen.

Pierwszy zestaw śrub został zainstalowany w 2012 roku w Ham i jest w pełni sprawny. Drugi zestaw śrub jest wdrożony w Olen i działa od 2013 roku. Instalacja w Hasselt działa od 2018 roku, a trzy kolejne zestawy śrub są instalowane w różnych systemach zamków.

W analizie kosztów i korzyści uwzględniono okres życia wynoszący co najmniej 40 lat.

Griet Verstraeten
Policy Officer Climate Adaptation
Flemish Government
Department of Environment, Nature and Energy
Koning Albert II-laan 20 bus 8, 1000 Brussel
E-mail: griet.verstraeten@lne.vlaanderen.be 
Generic e-mail: Beleid@lne.vlaanderen.be 

Koen Maeghe
De Vlaamse Waterweg
Tel: +32 11 298400
E-mail: koen.maeghe@vlaamsewaterweg.be 

Rząd flamandzki i De Vlaamse Waterweg