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水務熱點 | 透視歐洲水智社會:愿景、模型、經濟性及控制指標
導讀
2023年底,Water Europe發布愿景文件《水的價值——走向水智社會》,這是對 2016年發布的前一份愿景文件的更新,旨在制定行動方案,應對與水相關的主要社會挑戰。該文件根據新興技術和社會趨勢,描述了“水智社會”應如何基于新興技術和社會趨勢,實現對地球有限資源和氣候變化影響的管理方式的范式轉變。提出到2030年,歐洲應全面轉型為水智社會,對歐洲實現綠色和數字化轉型以及2050年的氣候中和目標發揮重要作用。其愿景、模型、指標等多有創新之處,對我國水務事業未來發展具有良好的借鑒作用。
一、愿景:什么是水智社會?
文件的亮點在于其對未來水智社會的全面構想,以及為實現這一愿景所提出的具體目標和創新概念。它不僅關注技術進步,還強調了政策制定者、研究人員、技術開發者、水服務提供商和水管理當局之間的合作,以及公民、城市和地區的參與。最近修訂的愿景描述如下:
1、一個認識到并實現水的價值以確保水安全、可持續性和韌性的社會。
2、對所有可用的水源進行管理,以避免水資源短缺和污染。
3、水和資源循環在很大程度上是封閉的,以促進循環經濟和最佳資源效率。
4、水系統能夠抵御氣候和人口變化的影響。
5、所有相關利益相關者都致力于保障可持續的水治理。
二、水智社會模型
Water Europe提出了一個模型,以說明其關鍵目標、范式轉變中涉及的不同要素及其相互關系。如下圖所示,包括一個核心價值(水的價值)、三個關鍵目標(水的安全性、可持續性、韌性)和五個創新概念(循環水、多種水源、數字水、包容水、韌性水)。該模型表明創新概念和關鍵目標是如何相互關聯,并共同產生“飛輪”效應,推動該進程走向水智社會。
(一)一個核心價值
水的價值:水的價值是水智社會的核心,強調水作為一項人權的中心地位及其在社會、經濟活動中的基礎作用,包括支持所有經濟活動,支持與公民健康和福祉相關的社會功能,水中提取的物質及能量為循環經濟提供了可持續來源等。
(二)三個關鍵目標
水的安全性:保障可持續獲取足夠數量的負擔得起且適用的水,保護人口和生態系統的健康。
水的可持續性:確保水資源在經濟和環境上的可持續性,滿足當前需求而不損害未來的需求。
水的韌性:實現長期韌性,使自然和人為的水系統能夠抵御意外破壞性事件。
(三)五個創新概念
循環水:最小化水損失,挖掘和利用水的價值,促進水的安全性、可持續性、韌性。
多水源:通過整合廣泛的水質水源(地下水和地表水、雨水、微咸水、鹽水、灰水、黑水、循環水),構建一個安全、韌性、可持續的水系統。
數字水:利用人、設備和流程的高度互聯性,創建能夠監測水系統的毛細網絡,生成有價值的數據流,支持不同治理層面的創新決策系統。
包容水:水系統平衡所有利益相關者在其設計、管理和維護中的利益,讓水務社區的所有聲音都參與進來,以實現可持續治理。
韌性水:打造一個韌性、可靠的混合灰綠水系統,以確保能夠抵御氣候變化引起的洪水和干旱等嚴重內外沖擊,且不損害其基本功能。
三、經濟和環境可持續性
文件提出,到2030年,自然資產和生態系統的價值以及多種水源的使用方式,都將包括在基礎設施的總成本和水價中。與水有關的發展計劃將以區域成本效益分析和經濟工具為基礎,包括水韌性計劃的成本和防止水患造成損害的效益。
Water Europe認為,迄今為止,水的真正潛在價值還沒有得到充分的開發和利用,包括多種水資源利用、資源開采和氣候變化影響管理等方面。對這些方面的優化,有利于建立一個可持續的歐洲水市場,同時帶動經濟發展、增長和就業。預計價值約為 62.9萬億歐元。其傳導路徑如下:
1、擴大水技術解決方案供應商的市場空間(水處理、決策支持系統的軟件系統等);
2、推動數字技術解決方案提供商的市場發展,這些解決方案能夠直接應用于水市場或專門為該市場量身定制。
3、改造公用事業部門,包括流域管理機構,使它們能夠轉型為大數據和數字水服務的提供者,為各級水管理提供全新的決策支持。
4、通過水、能源及其他寶貴資源的再利用,以及解耦水資源與能源之間的相互依賴關系,幫助對水需求高和能源密集型的行業顯著提高資源效率。
5、為能夠將水的價值轉化為能源和高價值材料的企業、公用事業開辟新的市場,從而將它們的商業活動從廢物處理轉變為資源供應。
6、為需要開發新的先進配水系統(包括灌溉系統)的工程公司創造新的公共采購和私人項目,這些系統能夠實現封閉水循環,并動態地將適宜的水分配給適當的用戶。
7、使活躍在防洪基礎設施、航運和港口基礎設施領域的企業適應日益頻繁和劇烈的氣候變化。
8、基于面向未來的水智能社會模型,為全球的工業、水資源機構和政府創造新的工程和咨詢服務。
9、加強自然保護,整合人類和自然的綠色基礎設施,同時恢復和重新開發自然環境,以實現雙重用途。
四、關鍵影響參數
Water Europe將根據三個關鍵影響參數,監測和衡量邁向水智能社會的進展情況,包括減少對自然水資源的影響;提升水的價值;確保社會的長期韌性、穩定性和可持續性。
(一)減少對自然水資源的影響
1、將重復使用水平從目前的 5%提高到 30%,從而使多種用途和用戶每年可多獲得 100 km3/的水。
2、減少歐洲人工水系統中的水“損失”,從當前預計的20%平均水平降低到更低水平,同時考慮區域差異。
3、對更高水平的替代水源(微咸水、咸水和雨水)進行估價,在潛在地區,每4、通過更有效的灌溉和意識提升,減少農業、工業和城市用水量,每年減少約50 km3用水。
4、通過推廣替代能源,將能源生產用水量減少 10-20%(目前占總用水量的 25%)。
5、加強水源保護,最大限度地減少殘余污染,以提高水源水質,確保自然水儲備得到適當補充。
(二)提升水的價值
1、開發新的先進水處理技術、管理模式、基礎設施和系統,為多種用戶和目的開發多種替代水源的價值。這些成果將在歐洲以及全球水管理市場實現商業化。
2、通過提取和利用廢水中的熱量、能量、養分、礦物質、金屬、化學物質和其他資源,將水的價格提高5-10倍,為歐洲資源回收領域開辟數十億歐元的新市場。
(三)確保社會的長期韌性、穩定性和可持續性
1、通過將工程、人造和自然綠色基礎設施與先進的數字解決方案 相結合,使水系統變得韌性、靈活并適應外部影響。這些努力將帶來:洪災損失減少 50%,干旱導致農業減產的情況減少50%;干旱影響航運能力的情況減少 50%;熱浪導致電力系統因缺乏冷卻水而危及生產的情況減少 50%。
2、大幅減少污染和富營養化,恢復生物多樣性,將自然作為可持續的未來水系統中的重要組成資產。
3、通過提高工業系統的資源效率,將水的價值資本化,并將水資源價值提高5-10倍,作為經濟可持續發展的新來源。
4、設計和實施新的經濟、投資和治理模式,以及確保我們的水系統的長期財務可行性和可管理性的計劃。
來源:未來新水務