U današnjem svijetu koji je obilježen klimatskim promjenama, neprestanim porastom potražnje za raznim resursima i sve većim onečišćenjem voda, zraka i tla, vodoopskrba (i odvodnja) i energetika sve se više isprepliću. Svakoga dana sve su veći zahtjevi za obradom, pripremom i pročišćavanjem vode, bez obzira na to radi li se o onoj za piće ili tehnološkoj ili otpadnoj ili na razne načine onečišćenoj vodi. To pak znači nove izazove za isporučitelje vodnih usluga (novi, zbirni naziv za tvrtke ili druge organizacije koje se bave vodoopskrbom i odvodnjom). Pri tome u prvi plan dolaze upravo izazovi učinkovitog i održivog upravljanja vodnim ciklusom uz što manju potrošnju energije.
Urbani vodni ciklus
Vodni ciklus u urbanom okruženju obuhvaća zahvaćanje i obradu vode namijenjene ljudskoj potrošnji, njezinu distribuciju do potrošača i prikupljanje i obradu otpadnih voda. Svaki od tih procesa zahtijeva značajne količine energije, no iz tih se procesa energija može i dobiti, za što je dobar primjer anaerobna digestija mulja iz otpadnih voda kojom se dobiva bioplin koji je važan zeleni energent. Ti su procesi sljedeći:
• zahvaćanje vode za ljudsku potrošnju iz površinskih ili podzemnih izvora, pri čemu se energija se ponajviše troši za crpljenje
• obrada vode za ljudsku potrošnju, pri čemu se energija troši u procesima kao što su membranska filtracija, reverzna osmoza ili desalinizacija, koji su energetski vrlo intenzivni
• distribucija pitke vode u vodoopskrbnim sustavima, pri čemu se energija troši za njezin transport na veće udaljenosti i na više razine
• prikupljanje i odvodnja otpadnih voda, pri čemu se energija troši za savladavanje prirodnih ili umjetnih prepreka
• obrada otpadnih voda, pri čemu se energija troši za rad crpki, za dovod zraka i ventilaciju čime se omogućavaju razni biološki procesi, za miješanje i agitaciju u bazenima za obradu, za membransku separaciju, ozoniranje ili termičku obradu mulja.
Razumijevanje načina na koji se u svim tim procesima troše voda i energija ključno je za prepoznavanje kritičnih područja za optimiranje, odnosno za poboljšanje njihove učinkovitosti i održivosti.
Značaj energetske učinkovitosti
Isporučitelji vodnih usluga neprestano povećavaju učinkovitost svojih procesa. Međutim, potrošnja energije u tim procesima ovisi o više čimbenika, od kojih su mnogi izvan njihove kontrole. Primjerice, kada se radi o obradi vode za piće, neki od tih čimbenika su izvori vode (podzemne vode, površinske vode, morska voda), topografija (nadmorska visina, reljef), gustoća naseljenosti (duljina mreže po stanovniku) i stvarne potrebe za pročišćavanjem vode. Primjerice, od svih procesa obrade vode, desalinizacija morske vode kako bi se od nje dobila voda za piće energetski je najintenzivnija. S druge strane, potrošnja energije za odvodnju i obradu otpadnih voda ovisi o razini njihovog onečišćenja, brzini strujanja kroz cjevovode i kanale, vremenskim uvjetima, topografiji, gustoći naseljenosti ili stvarnim potrebama za njihovom obradom prije ispuštanja u recipijente (površinske ili podzemne vode ili mora).
Upravo zato ne postoji neko ‘univerzalno rješenje’ za optimiranje potrošnje vode i energije koje bi se moglo primijeniti na sve isporučitelje vodnih usluga u svakom dijelu svijeta, već svaki pojedinačni slučaj treba promatrati zasebno.
Potrošnja i proizvodnja energije
U dobivanju uvida u stvarno stanje itekako može pomoći statistika, tj. prikupljanje i obrada podataka o ukupnoj i prosječnoj potrošnji energije u vodnom gospodarstvu neke zemlje, nekog njezinog dijela ili šireg područja. Primjerice, podaci iz izvora kao što su Europski savez za uštede na energiji (EASA), Zajednički istraživački centar Europske komisije (JRC) i Međunarodna agencija za energiju (IEA) pokazuju kako na potrošnju električne energije u vodnom gospodarstvu zemalja Europske unije otpada 2,6 - 3,5% njezine ukupne potrošnje (il. 1). Istodobno, prema podacima Europskog saveza nacionalnih udruga za vodne usluge EurEau, koji okuplja takve udruge iz 33 europske zemlje, prosječna energija koja se troši u urbanom vodnom ciklusu, tj. za ranije spomenute procese, u Europi iznosi oko 1,72 kW h/m3. Od toga se na procese vezane uz vodu za piće odnosi 0,89 kW h/m3, a na procese koji se odnose na otpadnu vodu 0,83 kW h/m3. To je još jedan dokaz da su vodoopskrba i odvodnja u Europi veliki potrošači energije, ali i da tu postoje velike mogućnosti za poboljšanje energetske učinkovitosti.
Ilustracija 1
Prosječna potrošnja energije u vodnom gospodarstvu pojedinih europskih zemalja
Isporučitelji vodnih usluga iz cijele Europe itekako su svjesni ključne uloge koju energija ima u njihovom poslovanju, ali i u utjecaju na okoliš. Većina njih je, osobito nakon 2021. godine, prolazila kroz vrlo nestabilno razdoblje u poslovanju, što je ponajprije bilo uzrokovano značajnim porastom cijena energije. To ujedno pokazuje veliku osjetljivost cijelog tog područja na fluktuacije cijena i njihov utjecaj na poslovanje. Kao odgovor na to, mnoge od tih tvrtki (u nekim zemljama to mogu biti i specijalizirane ustanove i posebna tijela lokalne samouprave) ne usmjeravaju se samo na smanjenje potrošnje energije primjenom raznih mjera energetske učinkovitosti, već su pokrenule i vlastitu proizvodnju energije. Pri tome se u pravilu radi o obnovljivim izvorima, tj. o bioplinu i biometanu iz uređaja za pročišćavanje otpadnih voda, sunčanim elektranama na krovovima objekata ili malim hidroelektranama u samom vodoopskrbnom sustavu (il. 2 i 3). Procjenjuje se da se iz vlastite proizvodnje u takvim tvrtkama u Europi danas u prosjeku pokriva oko 24% potrošnje energije. To je ujedno pokazatelj velikog potencijala za ulaganja u energetsku učinkovitost i vlastitu proizvodnju električne energije u europskim isporučiteljima vodnih usluga.
Ilustracija 2
Ukupna proizvodnja bioplina i biometana iz uređaja za obradu otpadnih voda u pojedinim europskim zemljama
Ilustracija 3
Ukupna proizvodnja električne energije iz sustava vodoopskrbe i odvodnje u pojedinim europskim zemljama
