Start Baza danych Studia przypadków Inwestycje prywatne w program monitorowania wycieków w celu rozwiązania problemu niedoboru wody w Lizbonie

Exclusion of liability

This translation is generated by eTranslation, a machine translation tool provided by the European Commission.

Website experience degraded
The European Climate and Health Observatory is undergoing reconstruction until June 2024 to improve its performance. We apologise for any possible disturbance to the content and functionality of the platform.
Studia przypadków

Inwestycje prywatne w program monitorowania wycieków w celu rozwiązania problemu niedoboru wody w Lizbonie

Inwestycje prywatne w program monitorowania wycieków w celu rozwiązania problemu niedoboru wody w Lizbonie

Lizbona znajduje się w Europie Południowej, regionie, który jest ogólnie określany jako region, który prawdopodobnie będzie dotknięty suszami, jeśli pojawią się obecne scenariusze zmiany klimatu. W ciągu ostatnich 40 lat obszar geograficzny Lizbony odnotował wzrost zmienności opadów. Prognozy do końca stulecia zgadzają się, że tendencje te będą się nasilać. Ograniczenie wycieków w sieci dystrybucyjnej jest jednym z najważniejszych środków dostosowawczych, jakie należy wdrożyć.

Dlatego Empresa Portuguesa das Águas Livres (EPAL), najstarsza firma wodociągowa w Portugalii, opracowała program monitorowania wycieków w celu optymalizacji efektywności dostaw wody w Lizbonie. Program identyfikuje i lokalizuje potencjalne wycieki, porównując zbiory danych dotyczących zużycia wody (oczekiwane z wykorzystaniem w czasie rzeczywistym). Dzięki temu system zaopatrzenia w wodę stał się bardziej wydajny i opłacalny, zapobiegając niedochodom wody (tj. wody nierozcieńczonej): łączne oszczędności EPAL od 2005 r. wyniosły około 68 mln EUR.

Opis studium przypadku

Wyzwania

W Lizbonie prawdopodobnie nastąpi spadek rocznych opadów oraz wzrost częstotliwości i czasu trwania okresów suszy, przy czym prognozy dotyczące minimalnych i maksymalnych temperatur wskazują na wzrost na koniec stulecia o około 3 °C, zgodnie z regionalnymi scenariuszami klimatycznymi opracowanymi przez projekt ADAPTACLIMA-EPAL finansowany przez EPAL i realizowany przez grupę badawczą CCIAM (Climate Change Impacts, Adaptation and Mitigation Research Group) Uniwersytetu w Lizbonie. Ze względu na swój subtropikalny klimat śródziemnomorski, miasto na ogół doświadcza krótkich, łagodnych zim i gorących lat. Dlatego ważne jest, aby miasto zwracało uwagę na jego efektywność wodną. Portugalia doświadczyła w przeszłości poważnych susz. Susze stanowią zagrożenie dla zdrowia ludzkiego, ponieważ wysokie temperatury mogą prowadzić do odwodnienia. Ostatnie poważne zjawisko suszy miało miejsce w 2005 r.; konsumenci w Lizbonie nie doświadczyli jednak wówczas poważnych konsekwencji ze względu na odporność dostępności źródeł wody.

Zmniejszenie wycieków z sieci dystrybucji wody i ilości „wody niezwiązanej z przychodami” może znacząco przyczynić się do zdolności Lizbony do radzenia sobie z przyszłymi suszami poprzez zwiększenie efektywności zużycia wody w mieście. Woda niedochodowa stanowi różnicę między całkowitą objętością wsadową a dozwolonym zużyciem rozliczanym, tj. wodą utraconą/wyciekniętą w systemie wodociągowym. W latach 90. poziom wody w Lizbonie wynosił średnio od 25 % do 30 %, czyli około 40 000 000 metrów sześciennych. Dodatkowym czynnikiem stresu w systemie dystrybucji wody jest rosnące zapotrzebowanie na wodę pitną ze względu na wzrost liczby ludności miejskiej. Obecnie sieć dostarcza wodę do około 350 000 klientów krajowych i komercyjnych w obrębie śródmieścia i około 2 500 000 osób w Wielkiej Lizbonie.

Jednym z głównych wyzwań związanych z reagowaniem na zwiększone ryzyko suszy jest zatem utrzymanie niedochodowego udziału wody w miejskiej sieci wodociągowej na niskim poziomie osiągniętym w ostatnich latach.

Cele

Miasto Lizbona postanowiło znaleźć sposób na zmniejszenie ilości wody utraconej z powodu wycieków, znanej również jako woda niedochodowa. Głównym źródłem tego problemu są błędy w rurociągach spowodowane starzeniem się infrastruktury. EPAL posiada wyspecjalizowanych techników wewnętrznych do przeprowadzania wszelkich niezbędnych napraw. Trudność polega jednak na identyfikacji i zlokalizowaniu usterek, ponieważ sieć jest powszechna i w większości pod ziemią. To, czy technik musi szukać wycieku na obszarze 1 metrów kwadratowych lub 1 000 metrów kwadratowych, może mieć ogromną różnicę. W związku z tym EPAL postanowił opracować program monitorowania WONE, dzięki któremu wycieki wody można by szybciej i dokładniej zlokalizować. Jego pierwotnym celem było zredukowanie ilości wody o niedochodach z 25 % do poziomu poniżej 15 %, aby zapewnić długoterminowe zrównoważone zaopatrzenie w wodę poprzez poprawę wydajności i skuteczności z dnia na dzień.

Rozwiązania

Aby zaradzić wyciekom wody, EPAL postanowił opracować program wykrywania wycieków wody WONE. Program opiera się na systemie monitorowania, który jest w stanie zidentyfikować i zlokalizować wszelkie wycieki wody w sieci dystrybucyjnej. System monitorowania umożliwia porównanie oczekiwanych danych dotyczących zużycia wody z zużyciem wody w czasie rzeczywistym. Porównanie to jest przeprowadzane przez oprogramowanie, które zostało opracowane specjalnie dla programu. Po wykryciu rozbieżności między tymi dwoma zbiorami danych ostrzega zespół monitorujący, że w systemie występuje potencjalny wyciek. Miejsce wycieku jest identyfikowane przez odnalezienie wodomierza, który dostarczył dane, które wykazały odchylenie. Po zidentyfikowaniu miejsca wycieku, wyspecjalizowani technicy, znani jako mechaniki wykrywania wycieków, są wysyłani w celu przeprowadzenia wykrywania wycieków w terenie i naprawy problemu. Program zaowocował dziś zmniejszeniem ilości wody o niedochodach z 23,5 % w 2005 r. do około 8,5 % w 2015 r.

System monitorowania WONE opiera się na podziale Lizbony w strefach wodnych zdefiniowanych z uwzględnieniem liczby mieszkańców, zwanych również obszarami pomiarowymi dystryktu (DMA). Każda strefa składa się z 3000 do 5000 klientów i funkcjonuje jako strategiczny obszar pomiarowy. W każdej strefie ciśnienie wody jest stale monitorowane przez system pasywny z aktywnymi alarmami. Oprogramowanie WONE przeprowadza ciągłą ocenę wydajności DMA, łącząc dane z kilku baz danych i oblicza wskaźniki wydajności w celu kontrolowania wody nieosiągalnej.

Projekt został opracowany jako wewnętrzny projekt R & D. Początkowo rozpoczął się jako pilot w wybranej liczbie „prostych” stref. W oparciu o wyniki tego projektu pilotażowego program został udoskonalony i rozszerzony na większą liczbę stref. W pierwszym roku rozwoju włączono do programu 20 stref. W kolejnych latach program został rozszerzony o 30 do 40 stref rocznie. Obecnie system działa we wszystkich 158 strefach. Obok wodomierza w tych strefach klienci mogą być zaopatrzeni w wodomierze za pośrednictwem programu na życzenie. Te „prywatne” wodomierze pozwoliły EPAL uzyskać dalszy wgląd w zużycie wody przez swoich klientów, na podstawie których firma może teraz świadczyć dodatkowe usługi doradcze. Usługi te mogą obejmować wykrywanie na miejscu wycieków lub doradztwo klienta w celu poprawy wydajności wody.

Zespół monitorujący oprogramowanie WONE odgrywa kluczową rolę w jego udanej aplikacji. Zespół ten został stworzony przez rekrutację 4 absolwentów Uniwersytetu, którzy nadal są jego częścią. Każdy technik wykrywania wycieków otrzymał specjalistyczne szkolenie wewnętrzne i w terenie (które obejmowało 2 tygodnie szkolenia w miejscu pracy z firmami obcokrajowcami, na ogół w Wielkiej Brytanii). Cała późniejsza wiedza została opracowana w pracy. Spójność zespołu przyczyniła się do pomyślnego zbudowania dużej wewnętrznej bazy wiedzy na temat monitorowania efektywności wodnej w ciągu 10 lat realizowanego przez program.

Wkład redukcji utraconej wody w zrównoważoność i odporność systemu zaopatrzenia w wodę nie ogranicza się do samego zasobu wodnego. Zmniejszenie strat wody przyczynia się również do realizacji celów EPAL w zakresie łagodzenia zmiany klimatu poprzez ograniczenie zużycia energii. Zarówno działanie pomp wodnych, jak i oczyszczanie wody wymagają energii elektrycznej, emitując w ten sposób gazy cieplarniane. Pompy wodne zapewniają ciągły przepływ czystej wody przez system. Gdy potrzebna jest mniejsza ilość czystej wody, należy rozprowadzać mniej wody, co bezpośrednio wpływa na całkowitą ilość energii potrzebnej do utrzymania systemu dystrybucji wody.

Przydatność

Przypadek został opracowany i wdrożony głównie ze względu na inne cele polityki, ale ze znacznym uwzględnieniem aspektów adaptacji do zmiany klimatu

Dodatkowe Szczegóły

Udział zainteresowanych stron

Program WONE został opracowany i nadal jest zarządzany przez Empresa Portuguesa das Águas Livres (EPAL), która jest najstarszą firmą wodociągową w Portugalii. EPAL jest głównym operatorem sieci dystrybucji wody w kraju i jest spółką państwową, która jest w pełni własnością krajowej publicznej spółki holdingowej Áquas de Portugal (AdP) od 1993 r. EPAL odpowiada za zarządzanie działalnością w zakresie dystrybucji wody, a także za utrzymanie sieci dystrybucyjnych.

EPAL wdrożył zestaw środków mających na celu przygotowanie systemu do radzenia sobie z redukcją jakości wody związaną z bardziej intensywnymi okresami suszy i spływem zanieczyszczeń, wyższymi temperaturami i zmniejszeniem średniego rocznego przepływu, w przypadku wystąpienia scenariuszy zmiany klimatu, takich jak modernizacja oczyszczalni wody Vale da Pedra, w celu dostosowania procesów uzdatniania wody w celu zareagowania na szerszy zakres zmian jakości wody w odniesieniu do efektywności wodnej i zarządzania popytem, firma poczyniła znaczące kroki w zakresie podnoszenia świadomości, takie jak uruchomienie kampanii promujących prawidłowe i odpowiedzialne korzystanie z wody oraz poprzez tworzenie i dostarczanie aplikacji i narzędzi do samokontroli konsumentów, w celu zwiększenia efektywności gospodarowania wodą w gospodarstwie domowym (np. pszczele wodne). Wzmocnione wewnętrzne procesy i kompetencje EPAL umożliwiły przedsiębiorstwu ustanowienie zestawu krytycznych wskaźników zmian klimatu i okresowe monitorowanie ich pod kątem słabych punktów systemu.

EPAL promował również projekt ADAPTACLIMA-EPAL, który został naukowo wspierany przez Grupę Badawczą CCIAM (Grupa Badań nad Zmianami Klimatu, Adaptacją i Łagodzeniem) Uniwersytetu w Lizbonie. Badanie to, finansowane w całości przez EPAL, miało na celu dostarczenie przedsiębiorstwu strategii przystosowania się do zmiany klimatu w celu zmniejszenia podatności jej działalności na zmiany klimatu. Projekt koncentrował się na opcjach adaptacyjnych mających na celu zwiększenie odporności systemów EPAL na ryzyko związane ze zmianą klimatu. Jedną z przedstawionych opcji była promocja działań na rzecz efektywnego wykorzystania wody, która wspiera cele programu WONE. Własność danych i dokumentów z projektu badawczego została przekazana EPAL pod koniec projektu.

Miasto Lizbona nie ma bezpośredniego udziału w programie WONE. Miasto otrzymało od EPAL porady na temat tego, jak poprawić efektywność wodną i dokonało dużych inwestycji w realizację tych ulepszeń. Ponieważ działania programu WONE odbywają się na terenie miasta, miasto działa również jako pośrednik dla prac budowlanych, które muszą być wykonane na miejscu. Ponadto Lizbona ułatwia niezbędną komunikację w ramach programu WONE między EPAL a obywatelami i przedsiębiorstwami Lizbony.

Obywatele oraz przedsiębiorstwa publiczne i prywatne są odbiorcami EPAL, a zatem zarówno kierowcami, jak i beneficjentami końcowymi obniżek rachunków za wodę. Poza utrzymaniem sieci dystrybucji wody zachowania konsumentów są główną siłą napędową ograniczenia zużycia wody. W związku z tym EPAL świadczy dodatkowe usługi doradcze dla klientów, którzy chcieliby poprawić swoją efektywność wodną. Usługi doradcze mogą obejmować zapewnienie systemu monitorowania, identyfikację wycieków na miejscu lub doradztwo w zakresie efektywności wodnej. Efektywność wodna dzięki zachowaniu konsumentów ma ograniczony wpływ na roczny dochód EPAL. Każdy sprzedany metr sześcienny wody musi pokryć koszty jej przygotowania i dystrybucji, co oznacza, że jej rentowność jest ograniczona. Dochód EPAL zależy w większym stopniu od stałych kosztów usług, które są uwzględniane w każdym rachunku za wodę. Zmniejszenie zużycia wody przez klientów jest zatem interesujące zarówno dla klienta, jak i dla EPAL.

Czynniki sukcesu i czynniki ograniczające

Program WONE okazał się skuteczny w poprawie odporności sieci dystrybucji wody, jednocześnie realizując zyskowny biznes ze względu na znaczne oszczędności kosztów. W porównaniu z poziomem bazowym w 2005 r. oszczędności skumulowane do tej pory wynoszą około 136 milionów metrów sześciennych. Program WONE nie powinien zatem być traktowany jako inwestycja w przystosowanie się do zmiany klimatu. Jest to również bardzo interesująca okazja jako inwestycja biznesowa, która zapewniła EPAL silną zachętę gospodarczą do zapewnienia długoterminowej odporności sieci dystrybucyjnej.

Wsparcie zarządu spółki okazało się ważnym czynnikiem sukcesu, a także zaangażowaniem innych kluczowych obszarów firmy, a mianowicie eksploatacji sieci, konserwacji i relacji z klientami. Działania te mają na celu promowanie zmiany mentalności w firmie. Rozwój programu WONE od samego początku otrzymał duże wsparcie w firmie. Ekstremalna susza w 2005 r. doprowadziła do większej świadomości zagrożeń związanych z suszami. Świadczy o tym utworzenie w Ministerstwie Środowiska Komisji ds. Suszy bezpośrednio po wydarzeniu w 2005 r., w którym podkreślono znaczenie współpracy między podmiotami krajowymi oraz między Portugalią a Hiszpanią.

Program WONE koncentruje się wyłącznie na wykrywaniu wycieków. Dlatego wyniki analizy danych muszą być dobrze dostosowane do praktyk techników, którzy muszą znaleźć dostosowane rozwiązania do naprawy rzeczywistego wycieku. To tłumaczenie z danych na działanie wciąż wymaga ludzkiego działania, co oznacza, że jego sukces jest w dużym stopniu uzależniony od wiedzy zespołu, który nim zarządza. W ramach programu WONE zrealizowano przyjemne środowisko pracy, które do tej pory zaowocowało stałym zespołem operacyjnym.

Sieć dystrybucji wody musi być stale monitorowana i ulepszana. Korzystanie z systemu dystrybucji wody oznacza, że ​​jej rury będą się powstawać i ostatecznie trzeba je wymienić. Średnia żywotność sieci wynosi od 50 do 60 lat. Zaletą systemu WONE jest to, że problemy można skuteczniej identyfikować, co oznacza, że wymiana sieci może odbywać się etapami. Odnowa i naprawa rur wodociągowych jest zatem procesem ciągłym. Program WONE sprawia, że można nim zarządzać, koncentrując się na ciągłym naprawianiu mniejszych części sieci, a nie na wymianie wszystkich na raz.

Miastom może być trudno podjąć inicjatywę w realizacji programu efektywności wodnej, ponieważ rola miast ogranicza się do bycia facylitatorem i klientem firmy wodociągowej. Realizacja programu efektywności wodnej to przede wszystkim decyzja inwestycyjna, którą musi podjąć sama firma wodna. Miasta mogłyby stymulować ten rodzaj rozwoju za pomocą podejścia opartego na przykładzie poprzez poprawę ich własnej efektywności wodnej. Mogą one również wspierać komunikację między przedsiębiorstwem wodnym a obywatelami poprzez promowanie świadomości na temat projektu wśród obywateli i zapewnienie praktycznych możliwości kontaktu.

Koszty i korzyści

Początkowy rozwój programu był finansowany z wewnętrznych zasobów finansowych EPAL. Zwrot z inwestycji z tytułu napraw wycieków był wysoce opłacalny dla przedsiębiorstwa i w związku z tym można go uznać za inwestycję w badania i rozwój. Całkowita inwestycja na rozwój oprogramowania wyniosła około 1 000 000 EUR, a także podobna kwota zainwestowana w systemy monitorowania sieci w mieście. Koszty operacyjne konta programu do około 500 000 EUR rocznie.

Dzięki programowi ilość wody o niedochodach zmniejszyła się z 23,5 % w 2005 r. do około 8,5 % w 2015 r. Doprowadziło to do skumulowanych oszczędności w wysokości około 68 mln EUR w ciągu ostatnich 10 lat. Program efektywności wodnej jest zatem bardzo korzystny pod względem stosunku kosztów do korzyści. EPAL postanowił następnie ponownie zainwestować uzyskane oszczędności w dalsze zmniejszanie wpływu przedsiębiorstwa na środowisko.

Wycieki mogą dotyczyć zarówno gazociągów publicznych, jak i „prywatnych” rurociągów będących własnością klientów. W pierwszym przypadku oznacza to, że utrata wody jest odpowiedzialna przed EPAL. W związku z tym firma bezpośrednio oszczędza koszty poprzez naprawę wycieku. W przypadku prywatnych rurociągów zaoszczędzone przez naprawienie wycieku koszty są korzystne dla klienta. W tym przypadku zysk EPAL pozostaje mniej więcej taki sam; jednak klient nadal płaci stałą opłatę za usługę.

Koszt programu WONE nie obejmuje kosztów odnowienia sieci dystrybucji wody, co jest uważane za „regularne koszty utrzymania”. Aby sfinansować te koszty, AdP i EPAL otrzymują wsparcie finansowe w postaci korzystnych pożyczek na stopę procentową od Europejskiego Banku Inwestycyjnego (EBI) od 1993 r. Ich wsparcie wykorzystano na finansowanie rozbudowy i modernizacji zaopatrzenia w wodę, środków gospodarowania odpadami, sieci sanitarnych i poprawy wydajności. EBI wspierał pożyczki w wysokości prawie 2 500 000 000 EUR w portugalskich sieciach wodnych. EBI nawiązał długie zaufane relacje z EPAL, odkąd rozpoczął finansowanie swoich projektów ponad dwie dekady temu. Związek ten utrzymuje się poprzez dostarczanie EBI rocznych sprawozdań z postępu prac dotyczących nowych koncepcji i metod, a także poprzez aktualizację odnośnych programów międzynarodowych i krajowych.

Projekt WONE jest zgodny z Narodowym Programem Efficient Use of Water (PNUEA), który jest koordynowany przez Krajowe Laboratorium Inżynierii Lądowej. Program ten ma na celu przyczynienie się do nowego podejścia do rozwiązywania problemów związanych z wodą w Portugalii w ramach zrównoważonego rozwoju. Został on poddany kilku aktualizacjom zgodnie z odpowiednimi dyrektywami europejskimi. W ramach tego programu stwierdzono, że w 2009 r. odpady wodne związane z systemami dystrybucji wody były nadal bardzo wysokie. W tym czasie EPAL zdobył już znaczne doświadczenie w zakresie redukcji wody o niedochodach, a tym samym służył jako lider w działaniach na rzecz racjonalizacji zużycia wody w ramach programu WONE. W ostatnim czasie PNUEA złagodziła cel redukcji na 2020 r. dla wody o niedochodach z 20 % do 25 %. Redukcja ta została już zrealizowana w Lizbonie, przy czym poziom wody o niedochodach nie przekracza 10 %.

Dostosowanie krajowego prawa wodnego i kilku dyrektyw wspólnotowych dało EPAL prawo do pobierania podatku od zasobów wodnych. Podatek ten ma na celu pokrycie kosztów związanych z planowaniem, ochroną i zarządzaniem zasobami wodnymi. Ponadto miasto wprowadziło taryfę na ścieki, która jest wykorzystywana na pokrycie kosztów budowy, konserwacji i odnowienia systemu ścieków komunalnych oraz unieszkodliwiania ścieków.

Czas wdrożenia

Program WONE rozpoczął się w 2005 roku i nadal działa.

Okres użytkowania

Potrzeba wykrywania wycieków w sieci wodnej jest ciągła tak długo, jak długo sieć jest w użyciu. Dlatego program nie ma końca, ale cykle, które reprezentują żywotność rur i pozwalają na dostosowanie się do dynamiki sieci.

Źródło informacji

Kontakt

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

 

 

Źródło
Empresa Portuguesa das Águas Livres (EPAL)

Opublikowane w Climate-ADAPT Nov 22 2022   -   Ostatnia modyfikacja w Climate-ADAPT Apr 18 2024


Skontaktuj się z nami w przypadku jakichkolwiek innych zapytań na temat tego studium przypadku lub w celu udostępnienia nowego studium przypadku (e -mail climate.adapt@eea.europa.eu )

Akcje Dokumentu