A világ felhasználható édesvízkészlete egyre csökken, miközben a Föld népessége továbbra is gyors ütemben gyarapszik, és az urbanizációval karöltve az egy fő által felhasznált vízmennyiség is látványosan megugrott. Efféle prések között kellene továbbra is ellátni mindenkit ivóvízzel és ipari vízzel, miközben a mezőgazdaság termelési feltételeit is megteremtjük. A Budapesti Műszaki Egyetemen tartott előadásában Kala Vairavamoorthy, a Nemzetközi Vízszövetség (International Water Association; IWA) ügyvezető elnöke a vízgazdálkodás és a víziközmű-hálózat újragondolásának szükségességéről beszélt, szerinte ebben a mesterséges intelligencia (MI) is vezető szerepet játszhat.
Vairavamoorthy (az előadása itt visszanézhető) azzal kezdte, hogy a mostani korszakot átmeneti állapotnak tekinthetjük. Mivel egyre nagyobb nyomás van a szektoron a többi között az aszályokkal, árvizekkel jelentkező klímaváltozás, a gyors és nagyarányú urbanizáció, a migráció, az elöregedő közműhálózatok és a szigorúbb szabályozások miatt, muszáj lesz valamit lépni. Bevezetőjében két fő irányt jelölt ki: a vizek egyre többszöri újrafelhasználását és a vízszolgáltatói szektor decentralizációját.
Az előrejelzések szerint további két és fél milliárd ember válik városlakóvá a következő ötven évben, a legtöbbjük a fejlődő országokban. A globális délen nemcsak a létszámok nagyobbak, hanem az életminőség is növekszik, ami együtt jár a vízfelhasználás rohamos bővülésével is. Azzal nem csak Magyarország küszködik, hogy a víziközmű-hálózata elöregedett, és hatalmas mennyiségű víz szivárog el a rendszerből, a világ számos országában ugyanez a helyzet. A modernizálás elengedhetetlen, de eközben a karbonsemlegességre is törekednie kellene az ágazatnak.
Vairavamoorthy szerint gyors adaptációra van szükség. Az alacsony karbonkibocsátású technológiák bevezetése önmagában nem lenne olyan nagy költség, az ehhez szükséges munkaerő képzése és a fenntartás viszont már jelentős összeg. Ő egyébként nem feltétlenül csak a karbonlábnyomra összpontosítana. A szennyvízkezelés közben szénhidrogének mellett például egy másik üvegházgáz, nitrogén-oxid is jelentős mennyiségben keletkezik. Ezért kell megérteni azt a paradoxont, hogy az energiafogyasztás mérséklése nem mindig jelenti azt, hogy csökkentjük a kibocsátást.
„Ami energiahatékony folyamatnak tűnik, az éghajlatváltozás szempontjából nagyon hatástalan lehet. Amikor alacsony szén-dioxid-kibocsátásról vagy nettó zéró kibocsátásról beszélünk, a hangsúlyt az üvegházhatású gázokra kell helyezni, nem pedig a megtakarított kilowattórákra” – mondta.
Kala Vairavamoorthy a vízügyi ágazatban két utat lát az alkalmazkodásban, az egyik a víz produktív felhasználása, míg a másik lehetőség a körforgásos gazdaság. Szerinte alapvető lenne, hogy a víz mennyiségét és minőségét mindig a tervezett felhasználáshoz kellene igazítani.
„Az ivóvíznek természetesen a legtisztábbnak kell lennie, de a vécék öblítéséhez, öntözéshez és hűtéshez gyengébb minőségű vizet is használhatunk. A vizet többször, kaszkádszerűen felhasználhatjuk, ezzel maximalizálva a termelékenységét. Így többet teszünk kevesebből.”
A produktív felhasználásra példaként a Los Angeles-i West Basin Initative-ot hozta fel. A vízhiány kezelésére kitalált kaliforniai projektet még az 1990-es években kezdték el fejleszteni. Ott a felhasználói igények szerint (ipari, mezőgazdasági, városi öntözés stb.) öt különböző típusú vizet állítanak elő, és ezeknek más és más a tisztítottsági fokuk, és a vízkezelési eljárások sorozatát tetszés szerint tudják módosítani. A víz egy része a Colorado folyóból származik, de használnak sótalanított talajvizet, szennyvizet és betárazott esővizet is.
„Igazából ugyanannyi vizet használunk, de mivel lépcsőzetesen adagoljuk a vizet, a teljes vízlábnyomunk csökken. Az ilyen megközelítések megkérdőjelezik a legtöbb közműszolgáltató régi bevésődését, hogy ha növekszik a vízigény, akkor többet kell kivenniük a folyókból” – mondta.
Vairavamoorthy egy másik jól működő példának Szingapúrt tartja, ami sokáig ki volt szolgáltatva Malajziának a vízellátásban. Hogy csökkentsék a függőséget, ami nemzetbiztonsági kockázatnak is tekinthető, Szingapúrban több vízforráshoz nyúltak, és így jött létre a Négy nemzeti csap rendszere. Létrehoztak egy hatalmas tározót, ami a csapadékvizeket fogja fel, és sokat fektettek be a tengervíz sótalanításába is. Ezen túl a szennyvizek kezelésére és újrafelhasználására is nagyobb figyelmet fordítottak, és még mindig kapnak vizet egy malajziai tározóból is.
A dél-indiai Csennaiban is hasonlóan változatos vízportfóliót hoztak létre, itt a 2019-es nagy aszály sarkallta még inkább arra a döntéshozókat, hogy mindig legyen mihez nyúlni. A hatedényes modellben ott is sótalanítják a tengervizet, sok kezelt szennyvizet használnak az iparban, és az esővízgyűjtést is fejlesztették. Helyi sajátosság, hogy a felhagyott kőbányáikat is csapadékvízgyűjtőként kezdték el használni.
Vairavamoorthy azt érzékeli, hogy a víz újrafelhasználása és diverzifikálása ma már a fő válasz a vízhiányra, és a kezdetleges állapotán túllépve stratégiaivá vált. Ugyanakkor vannak korlátai is ennek a modellnek. Azt nehéz láttatni, hogy pénzügyileg is megtérül, mert a víz újrafelhasználásából származó bevételek nem fedezik az építési, üzemeltetési költségeket. Persze vannak olyan környezeti előnyök, mint a biodiverzitás, a hűtőhatás vagy a rekreációs terek létrejötte, amiket pénzben nehéz kifejezni, pedig a költség–haszon elemzésekben ezeknek is helyük lehetne.
A víz újrafelhasználására létrehozott rendszereknek is vannak még gyengeségeik. „Sok szezonális változótól függenek. Ezt látjuk azokban az országokban, amelyekben télen is megfigyelhetjük a rendszerek viselkedését. Nagyon nehéz megérteni, hogy milyen folyamatok zajlanak az évszakváltás során. Nincsenek egyértelmű iránymutatások arra vonatkozóan sem, hogyan kell ezeket a rendszereket megtervezni. Hajlamosak vagyunk ökölszabályokat használni. Véleményünk szerint ezek a rendszerek jelentik a jövőt, de jobban meg kell értenünk az ezeket alátámasztó tudományos hátteret” – mondta Vairavamoorthy.
Egy másik trend, hogy a szennyvizekből is a lehető legtöbbet próbálják meg kihozni, így ami eddig hulladéknak volt elkönyvelve, nagyon értékes nyersanyag is lehet még. A szennyvízkezelők például biogázt, bioüzemanyagokat, mezőgazdasági tápanyagként felhasználható foszfort és más alapanyagokat képesek előállítani, de Vairavamoorthy szerint ezeknek a rendszereknek az üzleti modelljéről és jövedelmezőségéről még keveset tudnak.
„Ki fogja megvenni őket? Milyenek lesznek az ellátási láncok? Ezen a téren a hangsúly nagyrészt a technológia fejlesztésén és nem a termékek vásárlóinak, az értékláncoknak és a költségstruktúrának a megértésén van” – mondta.
Vannak ugyanakkor olyan innovatív megoldások, amelyek precíziós elválasztási technológiával már nagy értékű termékek kivonását célozzák, például magnézium vagy lítium kinyerését, vagy az értékes kémiai intermediernek tekintett acetátét.
Az IWA vezetője itt is figyelmeztetett: az, hogy a technológia rendelkezésre áll, önmagában kevés. „Minden visszanyerni kívánt erőforrásnak megvannak a saját technikai követelményei, saját költségei, saját piaci realitásai és saját ellátásilánc-igényei. Egy közműszolgáltatónak nem szabad megpróbálnia minden lehetséges terméket üldözni, amit lát. Ki kell választania egy utat. A nyertesek azok lesznek, akik a megfelelő ipari partnerséget építik ki, és életképes üzleti modelleket hoznak létre a régiónak értékes erőforrásokra alapozva.”
Vairavamoorthy a víz- és szennyvízszolgáltató rendszerek decentralizációját is sürgeti, szerinte sokkal költséghatékonyabb lehetne általa az ágazat, a magánszektor is jobban bekapcsolódhatna, és nagyobb tere lenne az innovációnak is, ami a helyi problémákra reagál. A hagyományos, központosított rendszerek nehézkesek, a tervezések, engedélyeztetések halogatáshoz vezetnek, míg a decentralizált rendszerek a rugalmasság, takarékosság, gyorsaság ígéretével bírnak. Más szektorok, például a napelempiac, ugyanakkor már megmutatták, hogy a decentralizáció működik, és ezekből kell inspirálódni.
„Amikor például egy alacsony jövedelmű területre, nyomornegyedbe megyek, az emberek még mindig kint ürítenek, tudod, még mindig a szabadban kakálnak, mert nincsenek higiéniai létesítmények. De az az érdekes, hogy arra viszont megvan a lehetőségük, hogy feltöltsék energiával az eszközeiket. Ebben a nagyon nehéz környezetben is megvan az infrastruktúrájuk erre. Ez az, ami nekem nagyon furcsa” – mondta Vairavamoorthy.
Szerinte rossz irány, hogy ha egy város elkezd terjeszkedni, akkor mindig a már meglévő infrastruktúrát kezdik el bővítgetni, nincs előregondolkodás, csak lekövetés, így végül egy tál spagettihez hasonló kusza infrastrukturális hálózat jön létre.
„Sok innováció van a decentralizációban. Bevezethetnénk egy bizonyos típusú technológiát egy alacsony jövedelmű közösségbe és egy másikat úgy, hogy mindannyian biztonságos, méltányos vízellátást és higiéniai körülményeket kapnak. Mi van akkor, ha ezek a decentralizált megközelítések eltávolodnak az univerzális megoldásoktól, és lehetővé teszik az új technológiák bevezetését?” Szerinte a decentralizáció az olyan haváriák esetén is előnyösebb lehet, mint egy árvíz, így nem a rendszer egésze menne tönkre.
Ezután néhány jó példát sorolt, amelyek eltávolodtak a nagy rendszerektől, és jelentős náluk az újrafelhasználás is. A svéd Helsingborg Oceanhamnen negyedében 50 százalékkal csökkentették a vízlábnyomot. A fekete vizüket és az élelmiszer-hulladékot együtt kezelik, hogy üzemanyagot állítsanak elő a helyi buszoknak, és egy foszfortartalmú anyagot is kivonnak. A kezelt iszapot aztán talajjavítóként használják. A New York-i Battery Parkban a decentralizálás egyik eleme, hogy az új lakóépületek nem csatlakozhatnak rá a csatornahálózatra, mert az már nem tud több szennyvizet befogadni, így a lakásoknak saját tisztítógépeket kell beépíteniük.
Az IWA vezetője utolsó nagy témaként a mesterséges intelligenciát említette, ami szerinte jelentős változást hozhat a szektorban. A vízügyi szolgáltatók évtizedek óta rengeteg adatot összegyűjtöttek, egy csomó nyilvántartásuk van, de ezeknek az adatoknak a döntő többségét sosem használják fel. Vairavamoorthy szerint a vízművek nagyjából 15 százalékot használnak, és főként azokat az adatokat, amelyeket könnyű elemezni. A másik baj velük, hogy azt írják le, mi történt, pedig nekik inkább előrejelzésre lenne szükségük. Szerinte az adatvakságot, amiben most szenvednek, képes megszüntetni az MI.
„Az adatok 85 százaléka olyan, mint egy temető. Nem haszontalanok, csak elérhetetlenek. Tartalmaznak strukturált adatokat, mint például a távoli érzékelők adatait, a korábbi károkat, de strukturálatlan adatokat is, például kézzel írott karbantartási jegyzékeket, a jó és a rossz kivitelezést feltáró vállalkozói feljegyzéseket, a vízminőséggel kapcsolatos ügyfélpanaszokat és a mérnököktől érkező emaileket, amelyek jelzik az ismétlődést. Mindezekben az adatokban potenciális minták rejtőznek.”
Vairavamoorthy azzal is tisztában van, hogy a legértékesebb ismeretek nem feltétlenül adatsorokban rejlenek, hanem az ágazatban dolgozó emberek tapasztalatában és intuíciójában. Azt mondta, hogy ők olyan szakemberek, akik már előre megérzik, hogy hol lesz szivárgás, és észreveszik a szokatlan mintázatokat. Olyanok, mint egy jó könyvtáros, aki, ha kérdeznek tőle valamit, tudja, hogy hova kell nyúlnia a sok könyv között. Az ő hallgatólagos tudásuk is ott van a strukturálatlan adatok között, gyakran csak beszélgetésekben, sztorizás közben bukkan fel. Szerinte ha az interjúk és a terepjegyzetek kereshető, gyakorlatias információvá válnának, az beépülhetne a döntéshozatalba. Például ezek alapján el lehetne kerülni a bizonyos területeken gyakori meghibásodásokat, ahol a talajviszonyok és az időjárás jelentősen befolyásolják egy vízcső állapotát.
Kala Vairavamoorthy azzal zárta az előadását, hogy három út áll az ágazatuk előtt: szerinte a szokásos ügymenetet nem lehet már tovább folytatni; az sem kecsegtet sok jóval, ha a jelenlegi rendszert próbálják meg fenntartani még több befektetéssel; ezért minden a paradigmaváltás irányába mutat.
„Ha azzal a külső nyomással találkoztunk volna, mint ami most van, és nulláról kéne indulnunk, nem így építettük volna meg a rendszert, nem használnánk ivóvizet az öblítéshez, és a legtöbb közművünket sem használnánk. Nagy lehetőségeket látok azokban az országokban, ahol csak most állnak neki, mindent újragondolnak. A fiatalok fogják elhozni a változást, mert nem kötődnek ehhez a 19. századi dologhoz” – mondta.
