申若竹
首創環保集團智慧環保事業部 技術總監
本文根據申若竹總監在“2022城市水環境大會”上題為“水環境項目治理長效保持的挑戰與實踐”報告整理而成,未經本人審閱。
今天跟大家匯報的題目是:水環境項目治理長效保持的挑戰與實踐,也是首創環環保集團這幾年在水環境領域開展的重要工作。
報告分為三個部分:
水環境項目治理現狀
水環境項目運營難點與痛點
水環境項目長效保持探索與實踐
1 水環境項目治理現狀
1.1 “十三五”政策背景
從黨的十八大以來,生態文明建設就站到了歷史舞臺,從早年的海綿城市建設到黑臭水體治理,到管網提質增效,政策頻繁出臺。與此同時,政府的職能也在轉變,早年間生態治理的主體是政府,大概從2014年開始,PPP項目興起之后,企業作為治理主體業參與到了行業中來,建設單位、設計院、施工單位都在水環境行業領域內大展拳腳。
1.2 “十三五”建設成效
“十三五”期間的治理成效表明管網建成區的密度越來越大,污水處理的效率越來越高,排放標準也越來越高。與此同時,水環境質量持續好轉,黑臭水體基本已經消除。整個“十三五”期間水環境治理的成效非常顯著,到“十四五”期間,增量時代已經過去了,存量時代就來臨了,水環境質量長效保持成為新命題。
1.3 首創環保集團水環境項目
首創環保集團2015年開始進軍水環境治理領域,目前已經有27個項目了,其中22個是PPP項目,5個是EPCO項目。5個EPCO黑臭水體治理項目全在廣東省中山市。項目的總規模大概是在500億元左右,這里面涉及到的資產類型非常豐富,有傳統的污水廠、供水廠、調蓄池、泵站、海綿設施等。
1.4 首創環保集團水環境項目建設成效
我們參與了很多國家海綿城市建設的試點,國家黑臭水體治理的示范城市。比如固原,我們給固原整個城區做了更新改造,城區內所有的綠色生態設施基本上都是出自首創。早上專 家說他們在六盤水做水環境治理,周邊的房價都漲起來了,固原也是一樣。我們還參與過福州的項目,相信大家多多少少都有了解,福州這個項目難度非常大,當時國內7個頂 尖的公司都參與了治理,首創拿到的是其中最難的一個包。這個項目確實非常難,基本上是百日攻堅,330、630、930到1230,循環往復的攻堅,當然,現在也取得了很好的成效?;窗玻菄液诔羲w治理示范城市,也是周總理的故鄉??傮w來說,建設成效都非常好。
1.5 “十四五”水環境治理趨勢
到“十四五”期間,頻繁發出的政策也給出了一個信號:生態環境的治理要向著多要素、多目標的協同治理,實時性、聯動性的快速響應,一體化、全周期的系統服務,專業化、精 細化的長效運行轉變,對治理效果和效率的可測、可知、可感有了進一步的要求,其實難度是更加大了。
1.6 水環境業務總體目標
水環境業務總體目標,一言以蔽之,就是區域環境效益的提升,不管是流域級、城市級、縣域級還是村鎮級,每一個級別都有對應的生態環境指標,但是總體目標是區域環境效益的提升。
1.7 水環境業務總體目標實現路徑
水環境業務總體目標實施路徑,“十三五”期間,基本上是PPP項目,業務模式主要是“投-技-建-運”,跟著國家政策的轉向,我們對于水環境治理工作,不能只靠干一個個的項目,需要有更多的區域化思維,所以我們預判了在“十四五”期間,基本上是要朝著“測-管-治-保”方向努力。
2 水環境項目運營難點與痛
2.1 水環境項目特點
水環境項目的特點是范圍廣、資產多、類型復雜。這里面這些資產的績效產出是一致的,邊界是不可分割的,項目關聯度非常強,這也是整個水環境項目的特點。
2.2 水環境項目資產
水環境項目的資產有哪些,我們大概做了梳理,有傳統的灰色設施,包括污水廠、調蓄池、泵站、供水廠以及河道、公園、濕地等這些綠色設施。與此同時,還有具有各類功能的設備。
首創環保集團在水環境治理領域的業務場景是非常全的,基本上能覆蓋掉業內所有的項目類型。我們大概梳理了一下環保集團的水環境項目,涉及937類資產,其中17種設施中類,369種設施小類;17種設備大類、568種設備小類。這也證明了我們水環境綜合治理的領域是多學科、多業態的交叉領域。
2.3 水環境項目運營的痛點與需求
運營利潤低下導致運營期資源不足。由于行業對環境效益的經濟價值難以量化評估、缺少共識,發揮環境效益最 重要的運營階段價值被低估;同時,由于行業發展所處的初期階段技術管理水平差距小、勞動密集企業競爭壓力大、利潤空間小。在這樣的情況下,我們需要降低運營成本。
運營業務需求與運營資源投入存在顯著的差距。生態環境綜合性強、治理難度高,運營期對項目技術、管理水平有較高要求,但運營期資源不足導致人才培養和能力建設的發展長期滯后,與生態環境治理的需求形成了顯著差距。
不受控因素多,運營風險提高。首創是做污水和供水起家的,那時候的邊界很清晰,廠子內、圍墻內的這些事就是我們自家的事,圍墻外的我們一概不管。但生態環境類項目系統復雜界面不清,易受外部因素影響,企業既難以溯源、更難以從責任方獲得補償,導致生態環境類項目資金回收和運營風險提升。
前期遺留的隱患產生額外的資源浪費。“十三五”期間,國家砸了萬億級的水環境項目,大部分企業都是“大干快上”,對這個系統沒有很明確的認知。所以在前期的建設期,我們也有一些設計不合理的地方,遺留到運營期可能就是一些隱患。重投重建、輕技輕運的業務現狀和行業發展初期技術的不成熟導致運營期存在大量設計和建設階段留下的缺陷和隱患,增加了不必要的資源浪費。
運營基礎薄弱,效率和質量比較低下。行業不成熟、資源不足、能力滯后造成現階段生態環境類項目運營業務基礎薄弱,具體表現為運營標準不明確、資產底數不清晰、運營管理手段粗放等系列問題,進而降低了運營效率和質量。
所以我們的策略就是五條:降低成本、提升能力、控制風險、定位隱患、夯實基礎,需要建立技術或管理的相對優勢以提升利潤空間。
2.4 水環境項目典型運營場景
資產摸排。發揮環境的長效價值,其實就是管好家里的這些資產。水環境項目,資產多且布局分散,但資產間關聯度強且績效產出一致,易造成底數不清或拓撲關系不明。很多時候項目建完了,一兩年內,還清楚資產在哪里,三到五年之后可能就找不著了。對于資產的管理,相對好一些的,公司可能會建設一些臺賬,其實就是財務管理的層面。很多資產沒有一個很好的展示方式或者是記錄方式。同時,對于資產的狀態,缺乏有效的評估方式,對整體系統是否造成影響難以確定。
運維作業。運營標準缺失、運營體系尚不健全、受管理和信息傳遞工具限制,敏捷精 細的運營目標缺乏實現抓手、運營質量和效率低。大部分的運營標準,是一本紙質的手冊,或者電子文檔。操作人員有沒有按照標準去開展作業,其實大家是不得而知的。近年來,有限空間作業發生事故的概率比較高,有些時候就是因為作業人員沒有按照要求的操作規程去作業,導致這些事故發生。作業的記錄也很簡單粗暴,基本上就是在紙質單據上進行簡單記錄,分析也是靠人工做一些簡單的分析。
運維調度。因為水環境是一個綜合的水系統,設施設備之間的調度是至關重要的,但是現在調度還是嚴重依賴運維人員的經驗,缺乏科學有效的決策依據,經驗也難以復制推廣。很多時候汛期暴雨要來了,抽排車就到常發生內澇的地方去蹲點,或者是很單一固化的調度方案。
指標監測。監測指標可以反映環境的運行效果。但是現在的一些分析手段是非常受限的,我們也很難理清楚各種因素的關聯關系,導致風險不可控。很多時候的溯源工作開展方式也比較原始,工作人員去現場采樣,拿回來檢測。這一類監控手段,對于我們要精 細化、高效化的開展運營,也是有一定的影響的。
2.5 水環境項目信息化現狀
其實所有的PPP項目基本上都有一個智慧水務子項目,我們調研梳理了大概50個智慧水務的項目情況,可以看到,在水環境領域,共性功能比較多,個性功能比較少。但是早期PPP項目的建設期也就兩三年,所以大家對于將來怎么運營,梳理不夠,調研不充分,導致系統規劃可能有偏差。不同項目能力不均衡,“不夠用”和“不太用”現象突出,各項目系統架構不一,大型水務環保企業難以實現集團化管理。
2.6 水環境項目信息化問題
整個水環境項目信息化的問題也比較多,存在軟件開發和業務脫節的現象。也是因為行業剛起步,很多基礎要素、標準都沒有,各方面的因素導致現在信息化的平臺不是特別好用。與此同時,傳統的運營管理業務模式在一定的程度上也制約了我們信息化的建設。
3 水環境項目長效保持探索與實踐
3.1 WEAM管理
2019年首創環保首 次提出WEAM理念,對水環境項目范圍內具有控源截污、排水防澇、廢水處理、水系連通、水質改善、生態修復、景觀提升、監測預警等功能的各類設施、設備及生態系統進行協同管理,聯合調度,以實現快速響應、精益運營,創造水環境項目生態環境長效價值。我們提出WEAM的理念是當時受到傳統設備資產管理EAM的啟發。
3.2 WEAM開展思路
基于整個理念,梳理了水環境項目運營的業務體系以及各個環節的關鍵要素。
在開展WEAM建設的過程中,不只有業務流程,還有數據流程。其實就是基于業務場景來梳理業務邏輯,基于信息化的特點來重構業務場景,把傳統人驅動的業務管理轉向數據驅動的管理。開展的思路是一邊干業務,一邊干信息化,系統的梳理各種業務,重構業務流程,來實現業務整合。與此同時,要定義數據標準和進行數據管理。
3.3 WEAM四大核心業務體系
水環境資產管理體系:全品類資產圖譜
17項設施大類、17項設備大類、387項設施小類、547項設備小類;
運營管理技術標準體系:精 細運營的基石
17種水環境運營管理業務條線、100+個標準化作業場景及基本單元;
水環境監測分析技術體系:運營效果測感知
108項水質指標、16項流量/流速/液位指標、25項泥質指標、10項氣體指標、15項設備運行指標;
多目標調度體系:讓決策精 準高效
需求調研,能力解析,提出目標、制定多目標協同準則、確立多目標函數與約束條件、構建多目標函數與約束條件、構建多目標耦合模型、形成聯合調度決策,制定調度方案。
3.5 水環境資產管理體系:狀態診斷與風險評估
基于收集的資產信息開展資產的狀態診斷和風險評估,以及全生命周期的成本分析?;谶@三方面的評估,來識別城市水環境的關鍵資產、關鍵設施。這里面管網的、河道的、泵站的調蓄池,以及設備的標準,都已經出來了,以后每年會以一個系列團體標準的形式在中國水協推廣,今年即將發布兩本標準,也是希望能得到各位同仁的意見和建議。畢竟資產風險評估在國內剛起步,將來它的效果還是需要有一個持久的反饋。
3.6 WEAM-PANTA資產管理系統
構建精簡高效的業務流,實現數據高效采集(效率提升2-9倍);研發多坐標系數據轉換融合技術,實現集團全域資產一張圖展示;運用矢量切片技術,實現海 量動態數據實時可交互呈現。
制定精簡高效的資產盤點工作流和PANTA軟件操作流,實現了資產數據高效采集。傳統的管網探測盤點, 10公里的工作量大概需要53人天來完成。按照重構的流程和工具,能縮短在大概29天內完成。
WEAM-PANTA資產管理系統應用成效
建設思路
為什么要做解構?因為信息化是一個高度精 確、高度結構化的業態,和傳統的干到哪兒算哪還是有很大的區別,需要做比較精 細化的解構,對每一個過程的流程、標準、數據都要做定義。
業務流程解構與重塑
3.8 水環境運營技術標準體系
首先梳理作業場景,然后梳理技術規范,基于技術規范來制定標準流程,制定相應的表單工具和數據標準,以及運營消耗的定額。
在平臺里進行資產評估,進行不同的標準配置,然后派發任務,執行任務,同時記錄數據,最 后做統計分析,這也是宿遷的案例。
WEAM-運維管理系統
水環境運營技術標準體系--宿遷應用案例
水環境監測分析技術體系—宿遷應用案例
3.11 水環境多目標聯合調度體系
水環境必須要對這些設施設備聯合調度才能達到環境效益,基于各種各樣的目標和監測數據,通過模型模擬大腦,得出各種各樣不同的模擬調度庫,來指導應急預案和日常的運維。
這是基于宿遷項目開展的模擬工作,通過子匯水區和模型來構建管網模型,以及耦合模型,得出內澇風險和河道水質總體的調度方案。
水環境智慧調度模擬—宿遷應用案例
3.12 WEAM核心價值
希望通過這個理念、這個體系以及信息化的工具來實現我們的業務規范,挖掘數據價值,實現水環境項目內資產的聯合調度和績效監控,提升效率,優化成本,實現資產增值和價值可視。
WEAM不只是一個信息化平臺,是具有高附加值的綜合解決方案,是梳理運營管理業務,建立數據標準及管理體系標準的過程,是運營業務的數字化改革,也是綠水青山中國夢的支撐,是首創集團現在踐行的一項重大工作。希望將來能跟同行的各位專 家、有志之士一起交流,真 正實現水環境生態環境效應,謝謝大家!
熱線:023-6138-9340
王先生:138-8369-3396
曾女生:137-5299-2169
郵箱:chunkai160322@163.com
地址:重慶市沙坪壩區新橋正街26號16-9