Modulaire Duurzame Rioolwaterzuiveringsinstallatie De Nieuwe Standaard

Modulaire Duurzame Rioolwaterzuiveringsinstallatie De Nieuwe Standaard

is een samenwerkingsverband van Waterschap Peel en Maasvallei en Waterschap Roer en Overmaas

-2-

Modulaire Duurzame Rioolwaterzuiveringsinstallatie De Nieuwe Standaard

© 2012 WBL Alle rechten voorbehouden Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen, of enig andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. -3-

Colofon

Titel Modulaire Duurzame Rioolwaterzuiveringsinstallatie De nieuwe standaard

Datum 26 april 2012

Projecteigenaar Ing. E.M. Pelzer MMO (directeur)

Opdrachtgever Waterschapsbedrijf Limburg

Stuurgroep Ing. E.M. Pelzer MMO Ing. O.L.C. Durlinger Ing. A.L.J. Houtappels Ing. H.A.M. Speetjens MBI

Projectteam Ing. O.L.C. Durlinger (projectleider) Ing. J.J.G.A. Belleflamme Ir. R.H.J.M. Crousen Ing. J.P. M. Janssen Ir. A.W.A. de Man Ing. W. F. Verkuijlen Ing. A.P.M. Vonken

-4-

Inhoud 1. Management samenvatting

8

2. Inleiding

12

2.1 Aanleiding en achtergrond 2.2 Evolutie van de Nederlandse Rioolwaterzuivering

12 13

3. Conventionele Rioolwaterzuivering

15

4. Modulaire Duurzame Rioolwaterzuivering

17

4.1 Inleiding

17

4.2 Beschrijving en Technisch Ontwerp 4.3 Modulaire Duurzame Rioolwaterzuivering versus Conventionele installaties

17 19

4.3.1 4.3.2

Lagere netto jaarlijkse kosten Beheer en onderhoud

20 22

4.3.3

Hoge mate van flexibiliteit

22

4.3.4 4.3.5

Hoge mate van duurzaamheid Korte ontwerpen bouwtijd

23 24

4.3.6 4.3.7

Arbeidsbeleving Conclusies

25 26

5. Business Case

27

5.1 Inleiding

27

5.2 Omschrijving Varianten 5.3 Financiële Vergelijking

28 30

5.4 Duurzaamheidsvergelijking 5.5 Conclusies businesscase

33 34 35

6. Conclusies

Verklarende woordenlijst

-5-

Appendix Appendix 1.Technologische proceskeuze Appendix 2. Kenmerken van de belangrijkste zuiveringstechnologieën Appendix 3. Technisch ontwerp Appendix 4. Schematische processchema‟s (Ulbas-UCT, Nereda) Appendix 5. Financiële vergelijking ten behoeve van kostengrafiek Appendix 6. Vergelijking bouwtijd Appendix 7. Beheer en onderhoud Appendix 8. Externe ontwikkelingen Appendix 9. Voorbeeld flexibiliteit MDR bij externe ontwikkeling Appendix 10. Duurzaamheidvergelijking businesscase Appendix 11. Overzicht dimensies varianten businesscase Appendix 12. Financiële onderbouwing businesscase

-6-

-7-

1. Management Samenvatting Onder invloed van externe factoren zien waterschappen en waterschapsbedrijven zich genoodzaakt maatregelen te nemen die: -

de netto jaarlijkse kosten verlagen;

-

de duurzaamheid van de activiteiten verhogen;

-

de kwaliteit van het gezuiverde water verbetert tegen lage kosten.

Waterschappen hebben in het Bestuursakkoord Water (April 2011), het Klimaatakkoord (2010) en de meerjarenafspraak energie-efficiency verhoging (MJA) concrete afspraken rond kostendaling en duurzaamheid gemaakt. De implementatie van de Kaderrichtlijn Water heeft invloed op de kwaliteit van het gezuiverde water en de hiervoor benodigde kosten Naast de externe prikkels tot verandering, leeft bij het Waterschapsbedrijf Limburg de intrinsieke motivatie van een high-performance organisatie die de positie van het bedrijf voor de toekomst onderscheidend wil maken op relevante financiële en niet-financiële resultaten. De interne en externe impulsen hebben het Waterschapsbedrijf Limburg ertoe aangezet een innovatieve manier te ontwikkelen voor het ontwerpen en bouwen van waterzuiveringsinstallaties dat zuiveren op maat mogelijk maakt. Dit rapport toont aan dat deze nieuwe methode het bedrijf ervan verzekert het hoofd te kunnen bieden aan bovenstaande uitdagingen en een stevige 1 concurrentiepositie te bouwen. Het product van deze nieuwe ontwerpen bouwmethode wordt de Modulair Duurzame Rioolwaterzuiveringsinstallatie (MDR) genoemd. Een innovatie waarvan de kracht ligt in de modulaire ontwerpen bouwfilosofie. In tegenstelling tot traditionele rioolwaterzuiveringsinstallaties maakt het modulaire karakter van de MDR het mogelijk communaal en industriële afvalwaterzuiveringen op flexibele, goedkope, en duurzame wijze aan te passen aan veranderende omgevingsfactoren en snel in te spelen op ste innovaties. De 1 generatie MDR, die wij in dit rapport behandelen, legt de basis voor toekomstige modulaire systemen. De MDR filosofie moet worden beschouwd als een groeitraject met ruime mogelijkheden. Om het potentieel inherent aan het MDR concept te bevestigen en het risico te beperken gebruiken we in de 1

ste

generatie MDR enkel technieken die zich hebben bewezen.

Het innovatieve karakter van de MDR uit zich voornamelijk in het ontwerp en de bouw van de 2

3

aanvoer- en zuiveringsstap van een installatie. Vandaar dat we beide stappen uitvoerig beschrijven 4 en in de financiële analyse in overweging nemen. Voor het vervolgtraject worden de mogelijkheden aangegeven maar deze worden niet in de financiële overwegingen meegenomen. Concreet voor het waterzuiveringsproces betekent dit dat de financiële analyse is gemaakt van het punt van de inname van het influent tot en met effluent. De sliblijn is beperkt tot de afvoer van ingedikt slib. Ontwikkelingen zoals effluenthergebruik, energieopwekking door gisting, en terugwinnen van grondstoffen en slibeindverwerking hebben invloed op de (operationele) duurzaamheid, maar behoren niet tot de

1

Voor de innovatieve ontwerpen bouwmethode is een octrooi aanvraag ingediend. De aanvoerstap (de zgn. voortrein) bestaat uit het eventueel opvoerwerk, roosters/zeven en de zandvang. 3 De zuiveringsstap (de zgn. middentrein) bestaat uit de biologische zuiveringsstappen en een regenwaterbuffer. 4 Het vervolgtraject (de zgn. natrein) is bedoeld voor het nabehandelen van het effluent. 2

-8-

financiële scope van dit onderzoek. Wij menen dat het pas zinvol is dergelijke uitbreidingen van de MDR in rekening te nemen wanneer aangetoond is dat de basisvariant voldoende voordelen oplevert. Voor de analyse van de voordelen van de MDR is gekozen voor de vergelijkende methode. We ste hebben vooreerst de 1 generatie MDR vergeleken met een bestaande conventionele rioolwaterzuiveringsinstallatie. Bij deze vergelijking is geen gebruik gemaakt van de inherente eigenschappen van de MDR van flexibiliteit voor aanpassing van de capaciteit, vuilbelasting, en technologie. De voordelen van de MDR op gebied van onderhoud, personele inzet en energieverbruik zijn wel verrekend. We beklemtonen dat deze vergelijking gebaseerd is op het minst gunstige scenario voor de MDR. Concreet betekent dit dat we uitgegaan zijn van het scenario waarbij de MDR net als de een conventionele rioolwaterzuiveringsinstallatie gedurende 30 jaar op eenzelfde locatie gehandhaafd blijft met dezelfde capaciteit, vuilbelasting, en lay-out. Het resultaat van deze vergelijking is verbluffend. Ondanks het niet benutten van de flexibiliteit in het berekende scenario en ongeacht de schaalgrootte, resulteert de implementatie van de MDR in een significante daling van de netto jaarlijkse kosten ten opzichte van een conventionele rioolwaterzuiveringsinstallatie van dezelfde grootte. Afhankelijk van de technologie die wordt gebruikt en de capaciteit bedraagt de besparing in netto gemiddelde jaarlijkse kosten tussen de 10 % en 20 % ten opzichte van de conventionele waterzuivering. Naast het kostenvoordeel blijkt uit deze analyse dat de MDR aanzienlijk beter scoort dan de conventionele rioolwaterzuivering op: -

duurzaamheid;

-

ontwerpen bouwtijd, en innovatiekracht;

-

flexibiliteit; arbeidsbeleving.

De duurzaamheidsvergelijking toont aan dat voor de totale energiebehoefte van een zuivering tijdens de levensduur het dagelijkse energiegebruik vele malen belangrijker is dan het energiegebruik voor het materiaal om de zuivering te bouwen. Modulaire zuiveringen komen uit de analyse gunstiger naar voor op basis van minder materiaalgebruik en, afhankelijk van de gekozen zuiveringstechnologie, minder dagelijks energiegebruik dan conventionele rwzi‟s. De robuuste bouw (grote betonnen tanks) en lange voorbereidings- en realisatietermijn van 5 conventionele waterzuiveringsinstallaties maken het nauwelijks mogelijk in te spelen op nieuwe technologie. Hierdoor biedt de sector onvoldoende innovatie uitdagingen voor de toeleverende bedrijven. Net als in de zeer conservatieve luchtvaartsector, duurt het gemiddeld 10 tot 15 jaar 6

alvorens innovaties in de afvalwaterwereld brede implementatie krijgen. Het modulaire karakter van 7

de MDR opent mogelijkheden om adequaat in te spelen op nieuwe technologische ontwikkelingen. Hierdoor zal de time-to-market van innovaties aanzienlijk omlaag gaan en de innovatiekracht van de toeleveranciers en de sector in zijn geheel toenemen. Op basis van de evolutie in andere sectoren kunnen we concluderen dat een toename van de innovatiekracht van de sector zal leiden tot verdere verbetering van prestaties en daling van kosten. 5

Bij conventioneel bouwen moet men rekening houden met een doorlooptijd van gemiddeld tussen de 2 en 3 jaar. Interview met TNO. 7 De manier van ontwerpen en bouwen van de MDR vergt een doorlooptijd van gemiddeld tussen 6 maanden en 1 jaar. Dit betekent een reductie van circa 60% ten opzichte van conventioneel bouwen. 6

-9-

In tegenstelling tot de conventionele rwzi, biedt het modulaire karakter van de MDR unieke mogelijkheden om flexibel en goedkoop in te spelen op relevante ontwikkelingen zoals de aanscherping van de effluentnormering, wijzigingen in de aanvoer, gebruik van restwarmte, behandeling van overstortwater. Tot slot is de MDR een inspirerend innovatief traject met interdisciplinaire uitdagingen dat grensverleggend denken en handelen stimuleert. Het innovatieve karakter en het lange termijn potentieel resulteren in een werkklimaat waarin het beste uit de mensen wordt gehaald en intrinsieke veeleer dan extrinsieke motivatie een belangrijke prikkel voor prestatie vormt. Naast deze vergelijking op algemeen niveau tussen de conventionele waterzuivering en de MDR hebben we vervolgens een gedetailleerde vergelijking gemaakt van netto jaarlijkse kosten en duurzaamheid voor zeven types waterzuiveringsinstallatie met een capaciteit van 60.000 i.e. (150 g TZV). In deze vergelijking zijn verschillen in bouwtijden, flexibiliteitsvoordelen en verschillende effluentniveaus meegenomen. De analyse is gebaseerd op een vergelijking tussen een conventionele installatie met een actief slib proces met voorbezinking en preprecipitatie, geïnspireerd op een bestaande installatie van het WBL, en MDR varianten met gebruik van Ulbas-UCT en Nereda technologie. De financiële analyses tonen een buitengewoon gunstig resultaat voor alle MDR varianten in vergelijking met de conventionele rioolwaterzuiveringsinstallatie. De MDR Nereda varianten tonen, 8 afhankelijk van de effluentkwaliteit, 17 tot 24 % lagere netto jaarlijkse kosten dan de conventionele varianten. Voor de MDR met Ulbas-UCT technologie bedraagt dit 15% tot 22%. Varianten van de MDR Nereda scoren een paar procenten beter op het vlak van netto jaarlijkse kosten dan varianten van de MDR Ulbas-UCT. Op een schaalgrootte van 60.000 i.e. waarbij een vergelijk wordt gemaakt tussen een nieuwbouw conventionele zuivering en een nieuwbouw MDR Nereda installatie kan gesproken worden van een gemiddeld jaarlijks voordeel in netto kosten van ca. €500.000. Limburg breed geëxtrapoleerd zou dit een gemiddeld jaarlijks voordeel van ca. €15.000.000 opleveren. Van belang ook is dat de MDR Nereda varianten beter scoren op het vlak van duurzaamheid dan varianten van de MDR Ulbas-UCT. De MDR Nereda varianten scoren beter op duurzaamheid met minder materiaalgebruik maar vooral met minder dagelijks energiegebruik dan alle andere varianten. Duurzaamheid is geen principe dat in de huidige sociaal-maatschappelijke context kan worden verwaarloosd, temeer daar de waterschappen ambities hebben rond klimaatverandering en deze hebben bevestigd in een klimaatakkoord. 9

Op het niveau van de sector mogen we op basis van onze analyses met legitimiteit concluderen dat conventionele rioolwaterzuiveringsinstallaties voorbijgestreefd worden door deze modulaire innovatie. Het modulaire duurzame rioolwaterzuiveringsconcept presteert op belangrijke kenmerken beter en is goedkoper dan de conventionele systemen. Wij zien de MDR dan ook als de nieuwe standaard voor de sector. Een standaard, die door zijn flexibele en brede inzetbaarheid op kleine en grote schaal, globaal potentieel heeft. Wij raden het Waterschapsbedrijf Limburg aan voor de vervolgstappen een 8

Met netto jaarlijkse kosten wordt bedoeld de gemiddelde netto jaarlijkse kosten over een periode van 30 jaar

9

De analyses en berekeningen die aan dit rapport ten grondslag liggen gaan dieper dan kan worden weergegeven in de context van dit rapport.

- 10 -

nauwgezette analyse te maken van potentiële partners voor de ontwikkeling en bouw van het concept. Het Waterschapsbedrijf zou, rekening houdende met het resultaat van de octrooi aanvraag, tevens best nadenken omtrent de meest optimale rol van het bedrijf in het commercialisatie traject. De precieze invulling van deze rol, de organisatie- en bestuursvorm van deze activiteit zal onderwerp moeten uitmaken van een vervolgstudie. Wij beschouwen het potentieel van de MDR echter van dergelijke aard dat deze analyse het opzetten van een aparte activiteit niet mag uitsluiten. Tot slot geven we in onderstaande tabel een vergelijkend overzicht tussen de conventionele rioolwaterzuiveringsinstallatie en de MDR. Deze vergelijking is gemaakt losstaand van de gebruikte zuiveringstechniek om het effect van de MDR filosofie geïsoleerd weer te kunnen geven van het effect van de techniek. Tabel Vergelijkend overzicht

Kenmerken

Conventionele rwzi

MDR

Kosten

o

++

Duurzaamheid

o

o/+

Algemene Innovatiekracht

o

++

Flexibiliteit

o

++

o/+

+

t.a.v. -

Aanscherping effluentnormering

-

Levering verschillende soorten water

+

+

-

Wijziging aanvoer Gebruik van restwarmte

-

+ +

-

Behandeling overstortwater Technologische ontwikkeling

o/+ -

+ +

-

++

Ontwerp- en bouwtijd Beheer en onderhoud -

Reliability

+

+

-

Availability Maintainability

o o

+ ++

-

Safety

+

+

-

Kosten

o

+

Arbeidsbeleving -

Interdisciplinaire samenwerking in teamverband Benutten en oprekken van kennis en talent

o o

+ ++

-

Prikkeling van de intrinsieke motivatie

o

++

- 11 -

2. Inleiding Onder druk van externe invloedfactoren zien waterschappen en waterschapsbedrijven zich genoodzaakt alternatieve methoden en technieken in overweging te nemen. Vanuit de intrinsieke motivatie van een high-performance organisatie heeft het Waterschapsbedrijf Limburg zelf een innovatieve ontwerpen bouwtechniek voor rioolwaterzuiveringsinstallaties, de zogenaamde Modulaire Duurzame Rioolwaterzuiveringsinstallatie, ontwikkeld. Deze filosofie is gekenmerkt door een modulaire ontwerpen bouwtechniek voor afvalwaterzuiveringsinstallaties wat zuiveren op maat mogelijk maakt. Uit de analyses van dit rapport blijkt dat het nieuwe concept een oplossing biedt voor de vele uitdagingen van de waterschapwereld en toestaat een stevige concurrentiepositie op te bouwen. De inleiding gaat vooreerst kort in op de evolutie van de bredere economische en sociaalmaatschappelijke context en geeft aan hoe deze in diverse sectoren tot innovatie en als afgeleide tot modulaire innovatievormen heeft geleid. Vervolgens wordt ingegaan op de specifieke context van, en de ontwikkelingen die relevant zijn voor de waterschappen en waterschapsbedrijven. Hieruit blijkt dat de sector te maken heeft met uitdagingen rond kosten, duurzaamheid en kwaliteit van het gezuiverde water. Voor de niet-ingewijden in de waterschapmaterie geeft hoofdstuk 3 een korte toelichting op de traditionele rioolwaterzuiveringsinstallatie en de belangrijkste kenmerken ervan. In hoofdstuk 4 wordt de Modulaire Duurzame Rioolwaterzuiveringsinstallatie uitgebreid toegelicht. Nadien wordt in dit hoofdstuk een vergelijking gemaakt tussen een representatieve conventionele installatie en de MDR. Hierbij wordt aangetoond dat de MDR zich onderscheidt van de conventionele rioolwaterzuiveringsinstallatie op vlak van volgende kenmerken: lagere netto jaarlijkse kosten, een hoge mate van flexibiliteit ten aanzien van diverse externe ontwikkelingen en innovatie, duurzaamheid, kortere ontwerpen bouwtijd, en inspirerende arbeidsbeleving. Hoofdstuk 5 geeft verdere onderbouwing voor de voordelen in termen van kosten en duurzaamheid van de MDR op basis van een vergelijkende analyse tussen een aantal varianten van de conventionele waterzuivering en varianten van de MDR. Hierbij wordt aangetoond dat MDR varianten aanzienlijk beter scoren dan de traditionele waterzuivering en met name de MDR met gebruik van Nereda technologie de meest duurzame variant is. Hoofdstuk 6 van dit rapport biedt een korte samenvatting van de belangrijkste bevindingen van het rapport.

2.1 Aanleiding en achtergrond De ernst van talrijke maatschappelijke uitdagingen in combinatie met toegenomen concurrentiedruk leidt tot verhoogde druk op organisaties, ongeacht de sector, om innovatief, snel, en flexibel te opereren. De snelheid van innovatie en opportuniteiten die hierdoor ontstaan, leidt veel bedrijven in een richting van initiatieven die radicaal afwijken van de manier waarop het bedrijf in het verleden heeft gewerkt.

- 12 -

In sectoren die worden gekenmerkt door volwassen technologieën en producten en diensten wordt een evolutie waargenomen in de richting van decentralisatie op basis van disruptieve technologische en business model innovatie. In deze volwassen sectoren neemt specialisatie en strategische samenwerking het over van verticale integratie met als resultaat een verdere toename van het innovatief vermogen in combinatie met lagere kosten. In sommige sectoren, zoals in de energie- en zorgsector, is er een tendens tot decentrale of lokale productie en consumptie die ontwikkeling en implementatie van platform en modulaire innovatie versterkt. In de afvalwaterwereld wordt een gelijkaardige evolutie waargenomen. In voorbije jaren is globaal en in Nederland de belangstelling voor innovatieve waterzuiveringstechnieken sterk toegenomen. In Sneek, bijvoorbeeld, claimde men in 2010 met een nieuw waterzuiveringssysteem een wereldprimeur. Vanaf eind 2010 wordt het afvalwater van de wijk Noorderhoek gescheiden ingezameld en schoongemaakt in een kleine zuiveringsinstallatie in een wijk van 232 woningen. Het nieuwe waterzuiveringssysteem wekt energie op uit afvalwater, verwijdert medicijnresten en wint meststoffen terug voor hergebruik. Op basis van dit experiment willen de partners een goed evenwicht zien te vinden tussen enerzijds efficiëntie en betaalbaarheid en anderzijds het werken aan vernieuwing en duurzaamheid.

10

Sneek is een lokaal concept dat niet onder alle omstandigheden kan worden ingezet.

Het staat echter symbool voor de vele voorbeelden van hoe waterschappen op innovatieve wijze inspelen op een gewijzigde context.

2.2 Evolutie van de Nederlandse Rioolwaterzuivering De evolutie in de sector van de waterzuivering in Nederland kan niet worden begrepen zonder inzicht te hebben in een aantal belangrijke trends die de sector beïnvloeden. Op basis van deze trends en 11

ontwikkelingen zijn door de Stichting Toegepast Onderzoek Waterbeheer (Stowa) invloedfactoren benoemd. Daaruit is naar voor gekomen dat – naast de primaire doelen van beschermen van de volksgezondheid, de oppervlaktewaterkwaliteit, en het milieu - de factoren kostenniveau, 12 energieneutraal, effluentkwaliteit , en nutriëntenterugwinning de belangrijkste aanvullende invloedsfactoren zijn voor de toekomstige rioolwaterzuiveringsinstallatie. Belangrijke invloed gaat uit van het politieke beleid dat het accent legt op kwaliteitsverhoging van het beheer van het watersysteem en de waterketen tegen zo laag mogelijk maatschappelijke kosten. Het Bestuursakkoord Water (April 2011, p. 27) stelt: “De doelmatigheid in de waterketen kunnen we nog aanzienlijk vergroten door het beheer verder te professionaliseren en kennis en capaciteit te bundelen. Een regionale aanpak, een sterkere focus op kennis en innovatie en verbetering van de feitelijke werkprocessen staan hierbij centraal. Kosteneffectievere investeringsbeslissingen en systematischer en efficiënter uitvoeren van operationele taken moeten hier tot resultaten leiden.” De waterzuiveringsector staat midden in het sociaal-maatschappelijke en economische debat rond klimaatverandering en duurzaamheid. Stowa verwoordt het als volgt: 10

Bron: http://www.duurzaamnieuws.nl/bericht.rxml?id=57329 “ A O RWZI 12 Effluent is een term die gebruikt wordt voor gezuiverd afvalwater. Effluent bevat meestal nog een deel van de originele vervuiling en is niet geschikt als drinkwater. - 13 11

“In de komende decennia zullen het anticiperen op klimaatverandering en het vergroten van duurzaamheid leidend zijn bij de verdere ontwikkeling van de (afval)waterketen.” De Kaderrichtlijn Water (KRW) heeft invloed op de effluentkwaliteit. Dit houdt in dat de eisen ten aanzien van fosfor en stikstof nog verder aangescherpt zullen worden en dat voor andere stoffen (bijvoorbeeld, prioritaire stoffen en medicijnresten) normen gesteld gaan worden. Dit is tevens het geval als gestreefd zal worden naar hergebruik van effluent als koelwater, landbouwwater, of bron voor demi-water of zelfs drinkwater. Unie van Waterschappen en Rijk hebben ambities rond klimaatverandering in een Klimaatakkoord (2010) en een meerjarenafspraak energie-efficiencyverhoging vastgelegd. Kort samengevat zijn deze als volgt:

13



30% energie – efficiënter en zuiniger werken tussen 2005 en 2020;



40% zelfvoorzienend door eigen duurzame energieproductie in 2020;



30% minder uitstoot van broeikasgas tussen 1990 en 2020;



100% duurzame inkoop in 2015.

Voor de uitvoering van het klimaatakkoord is een actieprogramma opgesteld. Door toepassing van innovatieve technieken gaan de waterschappen efficiënt met energie om. Door verhoging van de productie van biogas uit afvalwater worden de waterschappen steeds meer zelfvoorzienend. Op termijn kunnen de zuiveringsinstallaties energie aan derden gaan leveren. Waterschappen zoeken naar alternatieve duurzame energiebronnen zoals windenergie, zonne-energie en waterkracht. Ook houden zij zich bezig met duurzaam inkopen en aanbesteden. Waar essentieel worden de invloedfactoren in de vergelijkende analyse onderstaand tussen de conventionele rioolwaterzuiveringsinstallatie en de MDR in rekening genomen.

13

http://www.uvw.nl/beleidsveld-klimaatakkoord.html - 14 -

3. Conventionele Rioolwaterzuivering Om tot beter begrip te komen van het nieuw concept Modulair Duurzame Rioolwaterzuiveringsinstallatie (MDR) bespreken we in dit hoofdstuk eerst kort de werking van rioolwaterzuiveringsinstallaties (rwzi‟s). Vervolgens komen de kenmerken van de traditionele bouwwijze ter sprake. In een rioolwaterzuiveringsinstallatie wordt het afvalwater uit riolen gezuiverd voordat het in oppervlaktewater komt. Het inkomende vuile water, het influent, wordt in de installatie in een aantal stappen gezuiverd. Het gezuiverde water wordt het effluent genoemd. Achtereenvolgens worden de grovere deeltjes, met een rooster of een afscheider, dan de fijnere deeltjes, in bezinktanks, en ten slotte de opgeloste stoffen afgescheiden. Bij het zuiveringsproces komt het restproduct “zuiveringslib” vrij, dat afgevoerd moet worden. Figuur 1 geeft een schematisch beeld van een conventionele rwzi geïnspireerd op een bestaande zuivering van Waterschapsbedrijf Limburg (WBL), waarbij voorbezinking en preprecipitatie wordt toegepast. Preprecipitatie is een dosering van ijzerzouten waarmee fosfaat verwijderd wordt.

Figuur 1. Algemeen ontwerp van een conventionele rioolzuiveringsinstallatie Vijzel Voorbezinktank Aeratietank

Vuilrooster

Nabezinktank

Influent

Effluent

Regenwaterbuffer

Ten behoeve van het zuiveren van het gemengde communaal en industrieel afvalwater zoals dat op de rwzi‟s van WBL wordt aangevoerd, bestaan meerdere technieken. Literatuurstudie en interviews met gerespecteerde onderzoekers

14

wezen uit dat Ulbas-UCT, Nereda, en MBR op dit moment als

belangrijkste “proven technologies” worden beschouwd (zie hiervoor appendix 1). Ulbas-UCT (een University of Cape-town proces) is een ultralaagbelast actiefslibproces. Nereda is een actief korrel slibsysteem en MBR is een membraan bioreactor. De drie technieken worden gekenmerkt door biologische defosfatering en stikstofverwijdering. Bij gebruik van deze technieken wordt afvalwater direct behandeld zonder voorbezinking. De belangrijkste kenmerken van deze technieken zijn in appendix 2 beschreven.

14

De accuraatheid van deze inperking is bevestigd door Prof. Dr. Jules van Lier, E E W T D U Technology, Faculty of Civil Engineering and Geosciences, Department of Water Management, Section Sanitary Engineering, en Dr. Sarah Slaughter President and Executive Director, Built Environment Coalition, MIT, USA. - 15 -

In dit rapport beschouwen we twee van deze drie technieken; te weten: Ulbas-UCT en Nereda. MBR wordt in dit rapport niet nader uitgewerkt. Het gebruik van deze techniek is enkel zinvol onder omstandigheden van zeer hoge effluenteisen. De techniek is kostentechnisch niet aantrekkelijk (zie hiervoor paragraaf 4.3.1). Conventioneel bouwen of de wijze waarop heden rwzi‟s worden gebouwd kenmerkt zich door: -

Een hoge mate van kapitaalsintensiteit en plaatsgebondenheid;

-

Lange ontwerpen bouwtijden;

-

Robuuste bouwwijze veelal bestaande uit betonnen constructies die deels ondergronds gebouwd zijn en ondergronds leidingwerk;

-

Onderhoud is tijdrovend en gebeurt in minder aantrekkelijke arbeidsomstandigheden;

-

Inflexibiliteit aangaande externe verandering: technologische ontwikkelingen, verandering in aanbod, gewijzigde weten regelgeving, en levering van andere soorten water; Aanpassingen van het conventionele concept zijn zeer kostbaar en leiden tot suboptimale oplossingen;

-

Groot ruimtebeslag.

De kenmerken van de conventionele systemen tegen de achtergrond van een gewijzigde context die, zoals beschreven in paragraaf 2.2, wordt getypeerd door druk op kosten, nieuwe effluenteisen in het kader van de KRW, en belang van duurzaamheid verklaren een brede interesse in innovatieve en meer flexibele vormen van rioolwaterzuiveringssystemen.

- 16 -

4. Modulaire Duurzame Rioolwaterzuiveringsinstallatie 4.1 Inleiding ste

Dit hoofdstuk introduceert de 1 generatie Modulaire Duurzame Rioolwater zuiveringsinstallatie (MDR). Een innovatie waarvan de kracht ligt in de modulaire ontwerpen bouwfilosofie. Vervolgens geeft het op basis van vergelijking met de conventionele manier van ontwerpen en bouwen, een uiteenzetting omtrent het potentieel van deze modulaire innovatie. Bij de financiële vergelijking is geen rekening gehouden met het unieke karakter van de MDR in termen van flexibiliteit voor aanpassing van de capaciteit, vuilbelasting en technologie. Het is helder dat wanneer de MDR gunstig presteert in dit, voor de MDR, minst gunstige scenario de baten in een volledige financiële analyse alleen kunnen toenemen. ste

De 1

generatie MDR vormt de basis voor toekomstige generaties. Om het potentieel inherent aan

het MDR concept te bevestigen en het risico te beperken gebruiken we in de 1 technieken die zich hebben bewezen, namelijk Ulbas-UCT en Nereda.

ste

generatie MDR

Het innovatieve karakter van de MDR uit zich voornamelijk in het ontwerp en de bouw van de aanvoerstap (de zgn. voortrein) en zuiveringsstap (de zgn. middentrein) van een installatie. Vandaar dat we beide stappen uitvoerig beschrijven en in de financiële analyse in overweging nemen. Voor het vervolgtraject (de zgn. natrein), bedoeld voor het nabehandelen van het effluent, worden de mogelijkheden aangegeven maar deze worden niet in de financiële overwegingen meegenomen. Concreet voor het waterzuiveringsproces betekent dit dat de financiële analyse is gemaakt van het punt van de inname van het influent tot en met effluent. De sliblijn is beperkt tot de afvoer van ingedikt slib. Ontwikkelingen zoals effluenthergebruik, energieopwekking door gisting, en terugwinnen van grondstoffen en slibeindverwerking hebben invloed op de (operationele) duurzaamheid, maar behoren niet tot de financiële scope van dit onderzoek. Het is pas zinvol dergelijke uitbreidingen van de MDR in rekening te nemen wanneer aangetoond is dat de basisvariant voldoende voordelen oplevert.

4.2 Beschrijving en Technisch Ontwerp Het ontwerp van de MDR is verdeeld in drie grote onderdelen: de voor-, midden-, en natrein. De voortrein omvat de volgende elementen: Opvoerwerk, roosters en zandvang Dit onderdeel kenmerkt zich door: 

Aaneenschakeling van modules, gekoppeld aan één goot;



Transportabele modules;



Modules van het principe Plug and Play;



Bovengrondse opstelling.

- 17 -

De middentrein omvat de biologische zuiveringstrap en bufferbassin. 15 Kenmerken voor dit ontwerp: 

Verhouding biologische en mechanische behandeling is flexibel;



Technieken Ulbas-UCT, Nereda en MBR;



Multi-use-tanks;



Flexibele tankgrootte;



Mogelijkheid meerdere technologieën op één MDR toe te passen;



Flexibel ingericht bufferbassin (verwerking first flush);




De natrein omvat de onderdelen met nageschakelde technieken. 

Aaneenschakeling van modules voor levering van diverse soorten water, gekoppeld aan één goot;



Transportabele modules;



Modules van het principe Plug and Play;




De specifieke kenmerken van voor- en middentrein uiting komt zijn als volgt:

16

waar de innovatieve kracht van de MDR tot

Kenmerken van de aanvoerstap van de MDR: -

Een centrale goot verdeelt de rioolwaterstroom over de machines en apparaten;

-

De centrale goot is geschikt van 10.000 tot 100.000 ie. Afhankelijk van de geïnstalleerde machines zijn hydraulisch ca. 8 aansluitingen (machines/apparaten) te realiseren;

-

De machines en apparaten worden op aftakkingen van de centrale goot geplaatst. Hierdoor kunnen deze machines eenvoudig en snel verplaatst en vervangen worden, het zogenaamde Plug en Play principe. De aftakkingen kunnen op eenvoudige wijze tijdelijk afgesloten worden;

-

De centrale goot is opgebouwd uit stramiendelen met vaste lengte en vorm;

-

Aansluitpunten op de goot hebben dezelfde afmetingen;

-

De machines en apparaten zijn soortgelijk zoals bij de conventionele rwzi‟s. Voor de MDR zijn geen speciale machine aanpassingen nodig.

De specifieke kenmerken van de zuiveringsstap van de MDR zijn: -

Voor de gehanteerde zuiveringsprocessen zijn tanks met grote volumes nodig. Per tankmodule vindt één functionele processtap plaats;

-

De aanpassingsmogelijkheden van de separate tanks zijn groter dan de vaste afmetingen van de tank met compartimenten. Separate tanks kunnen in duurzamere materialen ontworpen worden omdat de dimensies van de tanks kleiner zijn dan die van gecombineerde tanks.

-

De tanks zijn modulair te bouwen door gebruik te maken van segmenten. Voor de segmenten kunnen diverse materialen zoals beton, staal, RVS, hout e.d. toegepast worden. In punt 4.3.4 omtrent duurzaamheid wordt hier verder op ingegaan. De tanksegmenten hebben een lange

15 16

Het uitgangspunt hierbij is deels biologische en deels mechanische zuivering. Zie ook appendix 3 voor meer detail. - 18 -

levensduur (>40 jaar) zijn herbruikbaar voor tankbouw op andere locaties of voor een tank met andere afmetingen op dezelfde locatie; -

Binnen MDR met Ulbas-UCT proces (zie Figuur 1, Appendix 4) is flexibiliteit gerealiseerd door de verschillende technologische processen, die normaliter binnen één tank met meerdere zones of compartimenten zijn gecombineerd, in separate tanks te laten plaatsvinden. Deze processtappen zijn: anaërobe tank voor biologische defosfatering, selector voor beheersing slibbezinkingseigenschappen, denitrificatietank en twee nitrificatietanks voor stikstofverwijdering. Hierdoor ontstaat een loskoppeling van hydraulische (capaciteit in m³/h) en de vuilbelasting (vervuilingeenheden in i.e.). Ook zijn er mogelijkheden tot kortsluiten of overbruggen van de verschillende technologische processen waardoor onderhoudswerkzaamheden eenvoudiger uitgevoerd kunnen worden;

-

Binnen MDR met Nereda proces (zie Figuur 2, Appendix 4) is flexibiliteit gerealiseerd door het plaatsen van een tussenbuffer waardoor ook hier een loskoppeling ontstaat van de hydraulische en de vuilbelasting en kan volstaan worden met 2 Nereda-tanks. De Nereda kent een batchgewijze bedrijfsvoering met voeding en aflaten, beluchten en bezinken. De processen van biologische defosfatering en stikstofverwijdering vinden in één tank plaats. In de basisvorm bestaat Nereda uit 2 of meer parallel geschakelde tank, die vanuit de buffer om en om worden gevoed. De Nereda-technologie is een recent ontwikkelde aerobe korrelslibtechnologie die in Epe op een schaalgrootte van ca. 60.000 i.e. wordt gerealiseerd. Het benodigde ruimtebeslag voor de MDR Nereda bedraagt ca. 50% ten opzichte van de conventionele Ulbas-UCT.

-

De variant MDR met MBR proces bestaat uit verschillende compartimenten waarin de verschillende processen plaatsvinden : biologische defosfatering en stikstofverwijdering. De slib-waterscheiding vindt plaatse met membranen. Deze variant is niet verder uitgewerkt omdat de MBR aanzienlijk duurder is dan de twee andere varianten (zie 4.3.1).

4.3 Modulaire Duurzame Rioolwaterzuivering versus Conventionele installaties ste

In de 1 generatie MDR is gekozen voor een integrale aanpak waarbij de verschillende levensfasen van een installatie (ontwerp, uitvoering, gebruik, en sloop) geïntegreerd en gecombineerd zijn tot het optimale ontwerp. Volgens dit optimale ontwerp onderscheidt de MDR zich van de traditionele 17 installaties op vlak van volgende kenmerken : 4.3.1 4.3.2

Lagere netto jaarlijkse kosten voor de gebruiksperiode van de installatie; Beheer en onderhoud;

4.3.3 4.3.4

Hoge mate van flexibiliteit; Hogere mate van duurzaamheid;

4.3.5 4.3.6

Kortere ontwerpen bouwtijd; Arbeidsbeleving

4.3.7

Conclusies

17

Conform het KAN-principe (Kwaliteit, Arbeidsbeleving, Nettokosten). - 19 -

4.3.1 Lagere netto jaarlijkse kosten In deze paragraaf worden drie MDR varianten, te weten, MDR met Ulbas-UCT zuiveringstechniek, MDR met Nereda zuiveringstechniek en MDR met MBR zuiveringstechniek, vergeleken met de referentie zijnde een conventionele rwzi met Ulbas-UCT zuiveringsproces. Voor de referentie is gekozen voor de Ulbas-UCT techniek omdat het een veelvuldig toegepast actiefslib proces betreft op een schaalgrootte van 10.000 tot enkele 100.000 ie‟s en zich kenmerkt als een robuuste techniek waarmee lage effluent N en P gehalten worden bereikt. In de onderstaande tabel zijn de verschillende uitgangspunten weergegeven. Tabel uitgangspunten financiële vergelijking

Kosten

Uitgangspunten

Investeringen met 30-jarige technische levensduur

In € per variant gecalculeerd

Investeringen met 15-jarige technische levensduur

In € per variant gecalculeerd

Ramingsnauwkeurigheid

± 10%

Rente t.b.v. aflossing

4,75%

Inflatie

2%

Inzet personeel

€ 54.000 per fte € 1,60 per ie met een ondergrens van € 54.000 € 0,092 per kWh

Energieverbruik

Verbruik in kWh per variant bepaald Chemicaliënverbruik voor slibindikking

Polymeer € 2,56 per kg

Onderhoud voor 30-jarige technische levensduur

0,8% van de bouwkosten

Onderhoud voor15-jarige technische levensduur

3% van de bouwkosten

Voor de financiële vergelijking worden de kosten voor de diverse varianten teruggerekend naar netto jaarlijkse kosten in €/ie. De berekeningen voor de financiële vergelijking zijn gemaakt voor het scenario waarin de MDR varianten (MDR met Ulbas-UCT, MDR met Nereda en MDR met MBR) beschouwd worden als groene weide rwzi die 30 jaar op dezelfde locatie gehandhaafd blijft met dezelfde capaciteit (m³/h) en vuilbelasting (i.e.). Omwille van de vergelijkende analyse wordt de flexibiliteit van de MDR voor aanpassing van capaciteit, vuilbelasting en technologie niet in de berekeningen meegenomen. De voordelen van de MDR op gebied van onderhoud, personele inzet en energieverbruik zijn wel verrekend. De specificaties van deze verrekeningen worden in hoofdstuk 5 en relevante appendices - 20 -

toegelicht. Bij het MDR-concept is sprake van lagere onderhoudskosten door standaardisatie, centralisatie, lager correctief en storingsonderhoud en een lagere personele inzet. De met de MDR samenhangende onderhoudsfilosofie kenmerkt zich door snelheid en blijvende beschikbaarheid van de installaties. Door de modulaire bouw kunnen aparte modules snel worden ontkoppeld en vervangen terwijl modules onderhoud krijgen. Onderhoud kan gebeuren in de hiervoor bestemde overdekte faciliteiten wat deze activiteit professionaliseert en arbeidsvriendelijk maakt. Voor de financiële vergelijking zijn volgende variabelen van toepassing: -

Afschrijvingstermijn 30 jarige technische levensduur:

30 jaar

-

Afschrijvingstermijn 15 jarige technische levensduur:

15 jaar

-

Rekenperiode:

30 jaar

De kostengrafiek van 10.000 tot 100.000 ie ziet er als volgt uit:

Figuur 2. Gemiddelde Netto Jaarlijkse Kosten per i.e. (zuiveren en slibindikking)

GEMIDDELDE TOTALE JAARLIJKSE KOSTEN N=10 en P=1 € 160,00 € 140,00

Kosten in €/ie

€ 120,00 € 100,00

MDR Nereda MDR UCT

€ 80,00

Conventioneel UCT € 60,00

MDR MBR

€ 40,00

100.000

90.000

80.000

70.000

60.000

50.000

40.000

30.000

20.000

10.000

-

€ 20,00

Belasting in ie

Uit de figuur blijkt dat, ondanks de niet flexibele inzetting in het berekende scenario en ongeacht de capaciteit, het MDR systeem een significante daling meebrengt van de netto jaarlijkse kosten ten 18

opzichte van een conventionele rioolwaterzuiveringsinstallatie van dezelfde grootte. Afhankelijk van de technologie die wordt gebruikt, Ulbas-UCT of Nereda, en de capaciteit, bedraagt de besparing in netto jaarlijkse kosten tussen de 10 % en 20 %.

18

Op basis van de business case die uitgebreid wordt toegelicht in hoofdstuk 5 wordt verdere onderbouwing gegeven voor dit resultaat.

- 21 -

4.3.2. Beheer en Onderhoud Ten behoeve van de gebruiksfase zijn voor een optimaal beheer en onderhoud van de installatie de volgende kenmerken in kaart gebracht: de mate van betrouwbaarheid (reliability), beschikbaarheid (availability), onderhoudbaarheid (maintainability) en veiligheid (safety). Bij het beoordelen van deze vier kenmerken spreekt men over het uitvoeren van een RAMS analyse.

Doel van het uitvoeren van een RAMS analyse De informatie uit de RAMS analyses van deze vier kenmerken kan worden vertaald in RAMS eisen. Deze verwoorden de prestaties die een installatie moeten leveren. Verder kan RAMS gebruikt worden om risico‟s op het gebied van prestaties te beheersen, alternatieven op prestaties te vergelijken of zwakke punten in het ontwerp van een systeem te vinden. Resultaten van de RAMS analyse en kosten beheer en onderhoud De RAMS analyse is voor de conventionele Ulbas-UCT, de MDR Ulbas-UCT en de MDR Nereda 19

uitgevoerd . De samenvatting van de resultaten van deze analyse voor een installatie met een grootte van 60.000 ie wordt in onderstaande tabel weergegeven. Uitgebreide informatie over de details van en de toelichting op de uitgevoerde RAMS analyse is opgenomen in appendix 7. Tabel Resultaten RAMS analyse

Varianten

Reliability

Availability

Maintainability

Safety

Kosten

1.

Conventioneel Ulbas-UCT

+

o

o

+

o

4a.

MDR Nereda

+

+

++

+

+

4c

MDR Ulbas-UCT

+

+

++

+

+

De RAMS analyse toont dat beide MDR concepten beter scoren op Availability en Maintainability in vergelijking tot Conventioneel Ulbas-UCT. De MDR Nereda scoort op het aspect reliability iets lager omdat in dit concept een tweetal kritische stappen zitten (fijnrooster en pompstap Nereda) waardoor de score iets ongunstiger uitvalt. Een hoge mate van veiligheid voor mens, omgeving en installatie wordt te allen tijde nagestreefd, ook bij de bestaande conventionele Ulbas-UCT installatie. Dit is tevens de verklaring dat de drie concepten gelijk scoren op dit aspect. Het toepassen van het Plug and Play principe en een centrale werkplaats met optimaal voorraadbeheer van reserveonderdelen laat zich vertalen in een geschatte kostenreductie van 20% op het onderhoudsbudget voor de installatie onderdelen met een 15 jarige technische levensduur en een 20

geschatte kostenreductie op personele inzet van 10% .

4.3.3. Hoge mate van flexibiliteit Het MDR-concept is getoetst op de flexibiliteit ten aanzien van een aantal ontwikkelingen, zoals aanscherping effluentnormering, levering van verschillende soorten water, wijziging aanvoer, gebruik 19

Appendix 7 geeft onderbouwing voor de samenhang en werkwijze van de RAMS. RAMS als integraal onderdeel van Asset Management, Systems Engineering en Life Cycle Cost is besproken met Prof. Ir. T.M.E. Zaal, Emeritus Associate Professor, Hogeschool van Utrecht, Faculteit Natuur en Techniek. 20 In Appendix 5 wordt een gedetailleerde onderbouwing gegeven van de onderhoudskosten en personele inzet voor onderhoud en bediening

- 22 -

van restwarmte, technologische ontwikkelingen, behandeling van overstortwater. Onderstaande tabel biedt hiervan een samenvatting. In Appendix 8 wordt nader ingegaan op externe ontwikkelingen. In Appendix 9 zijn de voorbeelden beschreven waarop het MDR concept en de conventionele zuivering daarop kunnen inspelen.

Tabel Overzicht beoordeling flexibiliteit MDR en conventionele zuivering

MDR

Conventionele zuivering


+

o/+

Levering verschillende soorten

+

+

Wijziging aanvoer

+

-

Gebruik van restwarmte

+

-

Behandeling overstortwater

+

o/+

Technologische ontwikkeling

+

-

water

Het MDR-concept scoort, qua flexibiliteit, hoger dan een conventionele zuivering ten aanzien van aanscherping effluentnormering, wijziging van aanvoer, gebruik van restwarmte, behandeling van overstortwater en technologische ontwikkeling.

4.3.4 Hoge mate van duurzaamheid Uit een duurzaamheidsvergelijking

21

blijkt dat de MDR Nereda varianten beter scoren dan

conventionele zuivering. De duurzaamheid van de MDR-varianten is vergeleken met de conventionele zuivering. In deze vergelijking is de benodigde energie vastgesteld voor: 

Het produceren van het toegepaste materiaal



Het bouwen van de rwzi



Exploitatie van de zuivering: energie en chemicaliën



Amoveren van de rwzi

Het totale energieverbruik voor de eigenaar gedurende de gehele gebruiksduur wordt uitgedrukt als de Total Energy use of Ownership (TEO). Het toepassen van de beproefde TEO methodiek is gebaseerd op het bepalen van het totale energiegebruik op basis van GER waarden. GER (Gross Energy Requirement) is een maat voor de bruto energie-inhoud van een stof, uitgedrukt in primaire energie. 21

Z “ RIONED W F K T E O “ D I K Hogeschool Amsterdam, op aanvraag van WBL. Relevante delen ervan zijn in appendix 10 opgenomen.

- 23 -

Z

D I J Lector,

TEO omvat dus de energie voor het materiaal van de installatie, de energie om de installatie te bouwen, de energie voor de dagelijkse exploitatie en de energie om de installatie af te breken aan het einde van de gebruiksduur.

22

De duurzaamheidsvergelijking toont aan dat voor het totale energiegebruik van een zuivering tijdens de levensduur het dagelijkse energie- en chemicaliënverbruik vele malen belangrijker is dan het energiegebruik voor de bouwwijze en de bouwmaterialen om de rioolwaterzuivering te realiseren. Vanuit duurzaamheidsoogpunt is het dus noodzakelijk om, bij het ontwerp van een installatie, vooral een laag energie- en chemicaliëngebruik na te streven. De modulaire zuiveringen die werken op basis van het Nereda proces (varianten 4a en 4b in hoofdstuk 5) komen uit de analyse gunstig naar voren op basis van minder materiaalgebruik, maar bovenal door een lager dagelijks energiegebruik dan conventionele rwzi‟s. Hoofdstuk 5 geeft concrete gegevens betreffende dit onderwerp op basis van vergelijking tussen verschillende uitvoeringsvormen van een zuiveringsinstallatie van 60.000 i.e. Er is een studie gedaan naar het gebruik van verschillende materialen voor aanleg van de installatie. Een definitieve materiaalkeuze vormt een onderdeel van de vervolgstudie.

4.3.5 Korte ontwerpen bouwtijd Teneinde snel en efficiënt op nieuwe ontwikkelingen te kunnen inspelen is van belang op welke termijn een rwzi gerealiseerd kan worden. Een lange voorbereidings- en realisatietermijn werkt frustrerend op het adequaat kunnen inspelen op nieuwe ontwikkelingen.

De ontwerpen bouwtijd van de MDR is significant korter dan de huidige, conventionele wijze van bouwen. Bij conventioneel bouwen moet men rekening houden met een doorlooptijd van gemiddeld 23 tussen 2 jaar en 3 jaar . De manier van ontwerpen en bouwen van de MDR vergt een doorlooptijd van gemiddeld tussen 6 maanden en 1 jaar. Een reductie derhalve van circa 60 %. De algemene kenmerken van het MDR ontwerp zijn als volgt: -

In tegenstelling tot conventioneel bouwen wordt de MDR voor 90% bovengronds gebouwd. Hierdoor is de bouwfase minder afhankelijk van klimatologische omstandigheden, zoals bijvoorbeeld vorst. In de gebruiksfase kunnen de installaties eenvoudiger gemodificeerd worden door de betere bereikbaarheid.

-

Modules worden zo ontworpen dat ze over de weg transportabel zijn. Modules worden seriematig geproduceerd. Binnen de module wordt het proces teruggebracht naar één functionele stap. Hierbinnen wordt gestreefd naar standaardisatie van modules. Het aantal modules voor één functionele stap wordt laag gehouden. Bijvoorbeeld voor vuilverwijdering 3 typen machines die geschikt zijn voor de range van 10.000 tot 100.000 ie.

22

Dit concept is een duidelijke vereenvoudiging van een life-cycle analysis (LCA), waarin veel breder allerlei duurzaamheidsaspecten worden meegewogen. De beperking resulteert in een begrijpelijke methodiek waarmee een aantal belangrijke duurzaamheidsaspecten worden meegenomen: hergebruik van materialen en energiegebruik. 23 In appendix 6 wordt een gedetailleerd overzicht gegeven van de doorlooptijden van de conventionele Ulbas-UCT versus de MDR Nereda voor 60.000 i.e.

- 24 -

-

Door prefabricage kunnen fouten voorkomen of opgelost worden bij de leverancier of producent. Het kwaliteitsniveau is hoog. Geteste en geprefabriceerde installaties reduceren fouten tot een laag niveau;

-

Iedere module wordt voorzien van een eigen uniforme besturing, de modules worden gekoppeld door een netwerk.

-

Eenvoud en standaardisatie in onderhoud en bediening is mogelijk door toepassing van modules;

-

Modulaire bouw biedt ruimte voor specifieke klantenwensen. Door de flexibiliteit kunnen klantenwensen op korte termijn geïntegreerd worden;

-

Toekomstige technieken en apparaten kunnen afgestemd worden op de modules. De producenten kunnen op basis van genoemde uitgangspunten nieuwe ontwerpen realiseren die passen op het basisontwerp. Hierdoor kan ook een groeimodel in het duurzaam

-

materiaalgebruik worden gerealiseerd; Als er calamiteiten optreden zijn noodoplossingen sneller realiseerbaar door het opsplitsen

-

van de modules naar één functionele stap; De initiële ontwerpkosten kunnen hoger zijn. Deze kosten zijn echter snel terug te verdienen als er meerdere installaties seriematig gebouwd zullen worden.

-

-

In het ontwerp worden uitvoeringsaspecten meegenomen waardoor de uitvoering efficiënter kan verlopen en minder faalkosten optreden. In het ontwerp worden ook gebruiksaspecten meegenomen die resulteren in efficiënter gebruik. Met de MDR wordt invulling gegeven aan de nieuwe bouwfilosofie die uitgaat van kortere cycli van bouwen waardoor eerder ruimte is voor het toepassen van nieuwe technologieën, die een verder besparing op de exploitatie mogelijk maken.

4.3.6. Arbeidsbeleving Het MDR concept staat synoniem voor het verder doorgroeien als high-performance organisatie voor het Waterschapsbedrijf Limburg. Het is een inspirerend innovatief project waarbij in een interdisciplinair teamverband moet worden samengewerkt. Het innovatief groeitraject van de MDR biedt voor alle betrokkenen grote inhoudelijke uitdagingen om grensverleggend te denken en te handelen. De beschikbare kennis en vaardigheden van alle betrokkenen wordt hierdoor maximaal benut. Het innovatieve karakter en het potentieel van de MDR resulteren in een werkklimaat waarin het beste uit de mensen wordt gehaald. Het is een continu proces van „leren, verbeteren en vernieuwen‟ en daarom ook een proces van „binden en boeien‟ van beschikbare talenten in onze organisatie. Deze werkcultuur moedigt innovatief gedrag aan en resulteert in een omgeving waarin mensen met lef opereren in plaats van risicomijdend gedrag te vertonen („learning by doing‟). Samenwerken, vernieuwend denken, creativiteit, flexibiliteit, risicobereidheid en ondernemingsgeest zijn cruciale sleutelvaardigheden voor het realiseren van de gestelde strategische doelen in onze organisatie. De intrinsieke motivatie van mensen (de wil om het maximale te presteren en het vermogen om weerstanden te overbruggen) vormt een belangrijke succesfactor voor het realiseren van het MDR project. Deelneming aan het MDR project vereist dan ook veel passie, bezieling, betrokkenheid, loyaliteit en engagement van alle betrokkenen. Uit het recente MTO onderzoek blijkt dat onze organisatie op deze aspecten hoog scoort. - 25 -

4.3.7 Conclusies De vergelijking in dit hoofdstuk tussen de conventionele waterzuiveringsinstallatie en het innovatieve MDR systeem pleit duidelijk in het voordeel van het MDR systeem. De MDR scoort beter op alle kenmerken die voor het heden en de toekomst van belang zijn voor een optimale en sociaalmaatschappelijk verantwoorde waterzuiveringsinstallatie. De MDR staat toe een antwoord te geven op de externe invloedfactoren van druk op kosten, aandacht voor duurzaamheid en innovatie en dus nood aan flexibiliteit. De MDR staat symbool voor een sterke concurrentiepositie in de afvalwaterwereld. De onderstaande tabel bevestigt de analyse dat de MDR beter scoort dan de conventionele rwzi op de verschillende aspecten. Tabel Overzicht analyse

Aspect

Conventioneel concept

MDR concept

Netto jaarlijkse kosten

o

++

Beheer en onderhoud

o

+

Flexibiliteit

o

+

Duurzaamheid

o

+

Ontwerp- en bouwtijd

o

++

Arbeidsbeleving

o

+

In het volgende hoofdstuk worden op basis van vergelijking tussen varianten van een conventionele rwzi en MDR de daling in netto jaarlijkse kosten en hogere duurzaamheid verder onderbouwd.

- 26 -

5

Business Case: Waterzuiveringsinstallatie van 60.000 i.e.

5.1. Inleiding De kracht van de modulaire ontwerpen bouwfilosofie is in vorig hoofdstuk aangetoond op basis van vergelijking met een conventionele waterzuivering. Het grote potentieel van deze filosofie werd bevestigd ondanks het ignoreren in de financiële analyse van het unieke karakter van de MDR in termen van flexibiliteitsvoordelen en korte bouwtijd. Dit hoofdstuk versterkt de onderbouwing voor de financiële en duurzaamheidsvoordelen van de MDR. In paragraaf 5.3 worden twee vergelijkende analyses uitgevoerd van de netto jaarlijkse kosten van 24 verschillende types waterzuiveringsinstallaties met een capaciteit van 60.000 i.e. (150g TZV). In deze vergelijking zijn bouwtijden en flexibiliteitsvoordelen van de MDR meegenomen. Een eerste analyse vergelijkt twee varianten van bestaande conventionele zuiveringsinstallaties - een variant met en een variant zonder gebruik van de laatste stand der techniek - met twee varianten van de MDR (een met Ulbas-UCT en een met Nereda techniek) voor een vuilbelastingscenario van (N= 16.5 mg/l). De tweede analyse vergelijkt een nieuwbouw conventionele zuivering met gebruik van de laatste stand der techniek met de twee vermelde MDR varianten voor een vuilbelastingscenario van (N= 10 mg/l). Beide analyses tonen het buitengewoon resultaat van een daling van de netto jaarlijkse kosten met ongeveer 20% tot hoger bij gebruik van de MDR varianten in vergelijking met de conventionele waterzuivering varianten. Paragraaf 5.4 voert een gelijkaardige analyse uit voor de verschillende varianten maar dan voor duurzaamheid. Ook de duurzaamheidsvergelijking bevestigt het enorme potentieel dat de MDR te bieden heeft. Alvorens de analyses in te duiken geeft onderstaande paragraaf 5.2 een nadere omschrijving van de verschillende varianten. Het hoofdstuk wordt afgesloten met samenvattende conclusies. 24

Voor de capaciteit van 60.000 i.e. is gekozen omwille van het realistisch karakter van de business case. Het Waterschapsbedrijf Limburg heeft gedetailleerde data voor deze variant. Hierdoor was het mogelijk berekeningen uit te voeren met een nauwkeurigheid van 10%. Deze variant behoort gemiddeld genomen ook tot de meest voorkomende categorieën rwzi op basis van capaciteit in Nederland.

- 27 -

5.2 Omschrijving varianten In de analyse worden drie varianten op de conventionele rwzi vergeleken met vier varianten op het MDR systeem. De zeven varianten met effluenteisen aangaande P en N zijn in onderstaande tabel weergegeven. Bij alle varianten is parallel aan de biologische zuivering een regenwaterbuffer voorzien. Appendix 11 geeft een overzicht van de dimensies van de installatie-onderdelen. Tabel omschrijving varianten

Varianten

1

2

3

4a

4b

4c

4d

Actiefslib Proces Voorbezinking Preprecipitatie

UlbasUCT

UlbasUCT

MDRNereda

MDR Nereda

MDR UlbasUCT

MDR UlbasUCT

N (mg/l)

16,5

16,5

10

16,5

10

16,5

10

P (mg/l)

0,5

0,5

1

0,5

1

0,5

1

Variant 1 is geïnspireerd op een bestaande zuivering bij de WBL, waarbij voorbezinking en preprecipitatie wordt toegepast. Bij de overige varianten wordt het afvalwater direct behandeld zonder voorbezinking. Het Ulbas-UCT is een ultralaagbelast actiefslibproces (University of Capetown proces) met verregaande biologische defosfatering en stikstofverwijdering. De Nereda-technologie is de recent ontwikkelde aerobe korrelslibtechnologie dat in Epe op een schaalgrootte van ca. 60.000 i.e. wordt gerealiseerd.

Detail varianten op de conventionele rwzi: Variant 1 Herbouw van de bestaande zuivering: voorbezinking; preprecipitatie en propstroom actiefslibproces, ondergrondse tanks en N = 16,5 mg/l en P = 0,5 mg/l. Variant 2 Nieuwbouw van zuivering met laatste stand der techniek : directe behandeling in Ulbas-UCT met biologische defosfatering, concentrische ringen en ondergrondse tanks en N = 16,5 mg/l en P = 0,5 mg/l. Variant 3 Nieuwbouw van zuivering met laatste stand der techniek : directe behandeling in Ulbas-UCT met biologische defosfatering, concentrische ringen en ondergrondse tanks en N = 10 mg/l en P = 1 mg/l

- 28 -

Detail varianten op de MDR: Variant 4a Nieuwbouw van MDR-Nereda : directe behandeling in Nereda met biologische defosfatering met voorgeschakelde buffertank, bovengrondse tanks en N = 16,5 mg/l en P = 0,5 mg/l Variant 4b Nieuwbouw van MDR-Nereda : directe behandeling in Nereda met biologische defosfatering met voorgeschakelde buffertank, bovengrondse tanks en N = 10 mg/l en P = 1 mg/l Variant 4c Nieuwbouw van MDR-Ulbas-UCT : directe behandeling in Ulbas-UCT met biologische defosfatering, bovengrondse tanks en N = 16,5 mg/l en P = 0,5 mg/l Variant 4d Nieuwbouw van MDR-Ulbas-UCT : directe behandeling in Ulbas-UCT met biologische defosfatering, bovengrondse tanks en N = 10 mg/l en P = 1 mg/l

Onderstaande tabel geeft de influentgegevens weer die als basis dienen voor de technologische berekeningen. Tabel Influentgegevens

Influent

waarde

eenheid

CZV-vracht

6.570

kg/dag

BZV-vracht

2.731

kg/dag

ZS-vracht

3.000

kg/dag

532

kg/dag

N-NO3-vracht

8

kg/dag

P-tot-vracht

80

kg/dag

Droogweeraanvoer (DWA)

930

m³/h

N-Kj-vracht

4371 Maximale aanvoer 2.914 Maximale aanvoer regenwaterbuffer

3

1.457

m /h

12

uur/dag

Gemiddeld debiet (Qgem)

14.250

m³/dag

Ie‟s (a 150 g TZV)

60.000

-

DWA periode

- 29 -

5.3 Financiële vergelijking 25

In onderstaande tabellen worden de gemiddelde netto jaarlijkse kosten over een periode van 30 jaar van de verschillende varianten waterzuiveringsinstallaties (60.000 i.e. a 150 g TZV) weergegeven. Er zijn twee effluentscenario‟s bekeken.

26

Tabel financiële vergelijking bij effluenteisen N=16.5 mg/l en P=0.5 mg/l en 60.000 i.e. (150 g TZV)

Effluent scenario I

1

2

4a

4c

Propstroom

UCT

MDR Nereda

MDR UCT

conv. Effluentkwaliteit

gemiddelde netto jaarlijkse kosten

€

vergelijking tov variant 1

N =16,5

N =16,5

N =16,5

N =16,5

P =0,5

P =0,5

P =0,5

P =0,5

2.220.500

€

2.029.800

100,0%

€

1.684.900

91,4%

75,9%

€

1.726.800 77,8%

Tabel financiële vergelijking bij effluenteisen N=10 mg/l en P= 1 mg/l en 60.000 i.e. (150 g TZV)

Effluent scenario II

Effluentkwaliteit

gemiddelde netto jaarlijkse kosten vergelijking tov variant 3

€

3

4b

4d

UCT conv.

MDR Nereda

MDR UCT

N=10

N=10

N=10

P=1

P=1

P=1

2.039.900

€ 1.695.100

100,0%

83,1%

€

1.737.000 85,2%

Uit de berekeningen blijkt dat alle MDR varianten zonder uitzondering financieel voordeliger zijn dan de conventionele varianten. De MDR Nereda varianten tonen, afhankelijk van de effluentkwaliteit, 17 tot 24 % lagere netto jaarlijkse kosten dan de conventionele varianten. Het voordeel is voor ca. 60% toe te rekenen aan het toepassen van het MDR ontwerpen bouwconcept. Voor de MDR met Ulbas-UCT technologie bedraagt dit 15% tot 22%. Varianten van de MDR Nereda scoren een paar procenten beter op het vlak van netto jaarlijkse kosten dan varianten van de MDR Ulbas-UCT. Op een 25

Appendix 10 geeft onderbouwing voor de bedragen die onder exploitatiekosten zijn meegenomen; dit betreft energielasten (10. 1), kosten t.b.v. chemicaliënverbruik, en kosten t.b.v. onderhoud en bediening (10.2). 26 Appendix 10.3 geeft het totale rekenmodel weer op basis van hetwelk we tot de cijfers in bovenstaande tabel zijn gekomen. Het rekenmodel is nagekeken en geaccordeerd door Prof. Dr. Ronald Mahieu, Hoogleraar Entrepreneurial Finance, Technologische Universiteit Eindhoven.

- 30 -

schaalgrootte van 60.000 i.e. waarbij een vergelijk gemaakt wordt tussen een nieuwbouw van een conventionele installatie (variant 1) en een nieuwbouw van een MDR-Nereda installatie (variant 4a) kan globaal gesproken worden van een jaarlijks voordeel in netto kosten van ca. € 500.000. Limburg breed geëxtrapoleerd zou dit een jaarlijks voordeel van ca. €15.000.000 opleveren.

Gevoeligheidsanalyse Op bovenstaande financiële berekeningen zijn gevoeligheidsanalyses uitgevoerd. Op de, door het WBL, niet beïnvloedbare rekenparameters in het rekenmodel is een risico analyse op basis van de 27 Monte Carlo simulatie uitgevoerd middels @RISK software. Als niet beïnvloedbaar zijn volgende parameters gedefinieerd en bij iedere parameter is tevens de spreiding aangegeven. De parameters alsmede de spreiding is vastgesteld door Units binnen het Waterschapsbedrijf Limburg op basis van historische gegevens en trends. Deze worden weergegeven in tabel 4.

Tabel Niet-beïnvloedbare rekenparameters en de spreiding

Parameter

Eenheid

Ondergrens

Basis

Bovengrens

Inflatie

%

1,5

2

2,5

Rente

%

3,75

4,75

5,75

€/ie

1,42

1,60

1,81

€/kWh

0,083

0,092

0,106

PE voor waterlijn en indikking

€/kg

1,57

2,15

2,73

Aluminium product voor waterlijn

€/kg

162,39

222,45

282,51

IJzer product voor waterlijn

€/kg

93,98

128,08

162,18

Personeelskosten Energieprijs

Voor elke variant zijn de netto jaarlijkse kosten met bijbehorende spreiding bepaald. De onderstaande figuren tonen aan dat het meest negatieve scenario voor de MDR-varianten nog altijd beter zijn dan de meest positieve scenario voor conventioneel.

27

De Monte-Carlosimulatie is een simulatietechniek waarbij een fysiek proces niet één keer maar vele malen wordt gesimuleerd, elke keer met andere startcondities. Het resultaat van deze verzameling simulaties is een verdelingsfunctie die het hele gebied van mogelijke uitkomsten weergeeft.

- 31 -

Figuur 3 Jaarlijkse kosten (N=16,5 mg/l, P=0,5 mg/l)

Gemiddelde jaarlijkse kosten (varianten: N = 16,5 mg/l / P = 0,5 mg/l)

2400000 2300000 2200000 2100000

€

2000000 1900000 1800000 1700000 1600000 1500000 Variant 1

Variant 2

Variant 4a

Variant 4c

Figuur 4 Jaarlijkse kosten (N=10 mg/l, P= 1 mg/l)

Gemiddelde jaarlijkse kosten (varianten: N = 10 mg/l / P = 1 mg/l)

2200000

2100000

2000000

€

1900000

1800000

1700000

1600000

1500000 Variant 3

Variant 4b

Variant 4d

Toelichting: in de intervalgrafieken representeert het bolletje de gemiddelde waarde van de jaarlijkse kosten, en de lijnen boven en onder het bolletje representeren de spreiding die volgt uit de variatie op de niet beinvloedbare parameters.

- 32 -

5.4 Duurzaamheidsvergelijking Bij de keuze voor een uitvoeringsvariant van een zuiveringsinstallatie speelt duurzaamheid een belangrijke rol. Zoals aangegeven in paragraaf 4.3.4 worden bouwwijze, bouwmaterialen en exploitatie per uitvoeringsvorm van een variant met behulp van een transparante en objectieve methodiek met elkaar vergeleken. Om het totale energiegebruik van deze aspecten met elkaar te verrekenen wordt het totale energiegebruik voor de eigenaar gedurende de gehele gebruiksduur van de installatie bepaald (het Total Energy use of Ownership (TEO). In de vergelijking worden verschillende uitvoeringsvarianten van een installatie met een capaciteit van 60.000 inwonerequivalenten beschouwd. Het totale energieverbruik voor de verschillende varianten is in onderstaande figuur weergegeven. De energie voor de aanlegfase geeft de bouwwijze (ondergronds/bovengronds) en bouwmaterialen weer. Het resterend deel is volledig exploitatieenergiegebruik.

Energiegebruik in primaire energie per persoon [Watt]

Figuur 5 Vergelijking energiegebruik verschillende varianten

12 Chemicalien sliblijn

10

Chemicalien w aterlijn Operationele energie

8 Energie aanlegfase

6

4

2

0 RWZI 1

RWZI 2

RWZI 3

RWZI 4a

RWZI 4b

RWZI 4c

RWZI 4d

Uit de figuur blijkt dat voor alle varianten geldt dat het dagelijks energiegebruik (operationeel en chemicaliën) vele malen belangrijker is dan het energiegebruik voor de aanlegfase. Dit geeft aan dat het vanuit duurzaamheidsoogpunt met name van belang is dit deel te optimaliseren: dit houdt in de gewenste effluentkwaliteit bereiken bij een zo laag mogelijk energie- en chemicaliëngebruik. De omvang van het extra energiegebruik (aanlegfase) bij een kortere gebruiksduur van een installatie is relatief klein. Dit geeft aan dat de kortere gebruiksduur bij modulair bouwen nauwelijks van invloed is op het totale energiegebruik (TEO). Het is dus op basis van TEO verantwoord om voor een modulaire installatie te kiezen die optimaal is aan te passen aan de actuele situatie.

- 33 -

Een vergelijking van de varianten op basis van totaal energieverbruik voor bouwwijze, bouwmaterialen en exploitatie laat zien dat de MDR Nereda varianten 4a en 4b het beste scoren. Dit geldt voor de benodigde hoeveelheden materiaalgebruik maar met name voor de exploitatie (dagelijks energie- en chemicaliëngebruik). De MDR uitvoeringsvormen met Ulbas-UCT (varianten 4c en 4d) presteren qua materiaalgebruik vrijwel gelijk aan de conventionele installaties. Op het vlak van exploitatie zijn deze echter minder gunstig dan de conventionele installaties. Dit komt o.a. door het bovengronds bouwen waardoor extra pompenergie nodig is. De MDR Nereda varianten zijn ook bovengronds gebouwd, maar bij deze varianten kan met behulp van waterkrachtvijzels een deel van deze pompenergie op een rendabele manier teruggewonnen worden. Het operationele energiegebruik van een conventioneel type rwzi met voorbezinktank en preprecipitatie (RWZI 1) is lager dan bij de andere varianten. Dit is te verklaren doordat bij preprecipitatie m.b.v. chemicaliëndosering veel organisch materiaal afgevangen wordt voordat het in de biologie komt. In de biologie is vervolgens veel minder energie nodig voor het behandelen van het afvalwater. Bij deze variant moet dus operationeel energiegebruik niet los worden gezien van het energiegebruik voor chemicaliën waterlijn. Voor een vergelijking van de varianten wat betreft de aanlegfase is nader gekeken naar de hoeveelheid energie die nodig is om de installaties te bouwen (zie Appendix 10). Daarbij is tevens een vergelijking gemaakt voor verschillende materialen, waarbij rekening gehouden is met de mogelijkheden voor hergebruik. Een definitieve materiaalkeuze op basis van duurzaamheid moet nog plaatsvinden en zal in een vervolgstudie bepaald worden.

5.5 Conclusies businesscase

De analyse in dit hoofdstuk toont aan dat alle MDR varianten substantieel beter scoren dan de conventionele rwzi op het vlak van netto jaarlijkse kosten. Varianten van de MDR Nereda scoren beter dan varianten van de MDR Ulbas-UCT. Van belang tevens is dat de MDR Nereda varianten aanzienlijk beter scoren op het vlak van duurzaamheid dan varianten van de MDR Ulbas-UCT. Duurzaamheid is geen principe dat in de huidige sociaal-maatschappelijke context kan verwaarloosd worden, temeer daar de waterschappen ambities hebben rond klimaatverandering en deze hebben bevestigd in een klimaatakkoord (zie paragraaf 2.2, p. 16).

- 34 -

6

Conclusies

Onder de invloed van externe factoren zien waterschappen en waterschapsbedrijven zich genoodzaakt maatregelen te nemen die het kostenniveau verlagen, de duurzaamheid van de activiteiten verhogen en de kwaliteit van het gezuiverde water verbetert tegen lage kosten. Ter versteviging van haar concurrentiepositie heeft het Waterschapsbedrijf Limburg de innovatie genaamd de Modulaire Duurzame Rioolwaterzuiveringsinstallatie ontwikkeld. De kracht van deze innovatie ligt in de modulaire ontwerpen bouwfilosofie die zuiveren op maat toestaat. Uit de analyses van dit rapport blijkt dat deze filosofie het hoofd biedt aan de vele uitdagingen van de waterschapwereld en de concurrentiepositie van het Waterschapsbedrijf Limburg verstevigd. In vergelijking met de conventionele waterzuivering laat de MDR enorme prestaties zien op het vlak van kostenbesparing, duurzaamheid, innovatiekracht, flexibiliteit ten aanzien van externe ontwikkelingen zoals de aanscherping van de effluentnormering, wijzigingen in aanvoer, gebruik van restwarmte, behandeling van overstortwater, ontwerpen bouwtijd, beheer en onderhoud en arbeidsbeleving. De MDR Nereda presteert ietwat beter dan de MDR Ulbas-UCT. Dit is in onderstaande tabel niet in rekening genomen. Tabel Vergelijkend overzicht

Kenmerken

Conventionele rwzi

MDR

Kosten

o

++

Duurzaamheid

o

o/+

Algemene Innovatiekracht

o

++

Flexibiliteit

o

++

o/+

+

t.a.v. -


-

Levering verschillende soorten water Wijziging aanvoer

+ -

+ +

-

Gebruik van restwarmte

-

+

-

Behandeling overstortwater Technologische ontwikkeling

o/+ -

+ +

-

+

Ontwerp- en bouwtijd Beheer en onderhoud -

Reliability

+

+

-

Availability Maintainability

o o

+ ++

-

Safety Kosten

+ o

+ +

Arbeidsbeleving -

Interdisciplinaire samenwerking in teamverband Benutten en oprekken van kennis en talent

o o

+ ++

-

Prikkeling van de intrinsieke motivatie

o

++

- 35 -

Op het niveau van de sector mogen we op basis van onze analyses met legitimiteit concluderen dat conventionele rioolwaterzuiveringsinstallaties voorbijgestreefd worden door deze modulaire innovatie. Wij zien de MDR dan ook als de nieuwe standaard voor de sector. Een standaard, die door zijn flexibele en brede inzetbaarheid op kleine en grote schaal, globaal potentieel heeft. Wij raden het Waterschapsbedrijf Limburg aan voor de vervolgstappen een nauwgezette analyse te maken van potentiële partners voor de ontwikkeling en bouw van het concept. Het Waterschapsbedrijf Limburg zou, rekening houdende met het resultaat van de octrooi aanvraag, haar gedachten dienen te vormen over de meest optimale rol van het bedrijf in het commercialisatie traject. De precieze invulling van deze rol, de organisatie- en bestuursvorm van deze activiteit zal onderwerp moeten uitmaken van een vervolgstudie. Wij beschouwen het potentieel van de MDR echter van dergelijke aard dat deze analyse het opzetten van een aparte activiteit niet mag uitsluiten.

- 36 -

Verklarende woordenlijst Aerobe korrelslibtechnologie

Zuiveringstechnologie met korrelvormig slib.

Anaerobe tank

Procesonderdeel van de zuivering met anaerobe condities (zuurstofloos en lage nitraatgehalten) benodigd voor biologische defosfatering

Batchgewijze bedrijfsvoering

Bedrijfsvoering waarbij het afvalwater discontinu wordt afgevoerd

Biologische defosfatering

Opname van fosfaat in slib.

BZV-vracht

Biologisch zuurstofverbruik in kg/d benodigd voor biologische oxidatie

Communaal afvalwater

Stedelijk afvalwater: mengsel van huishoudelijk en industrieel afvalwater en regenwater

CZV-vracht

Chemisch zuurstofverbruik in kg/d benodigd voor volledige oxidatie.

Demi-water

Gedemineraliseerd water of demi water is water waaruit alle zouten verwijderd zijn

Effluent

Effluent is gezuiverd afvalwater

First flush

Term in de (stedelijke) hydrologie die aangeeft dat bij een bui het grootste deel van de vervuiling in het eerste deel van op de rwzi aangevoerde water aanwezig is

i.e.

Inwoner equivalent, is de gemiddelde vuilvracht die één persoon per dag in afvalwater loost. Hierbij is i.e. = 150 g TZV = totaal zuurstofverbruik

MBR

Membraanbioreactor

Nereda

Aëroob korrelslibtechnologie

N-Kj vracht

Aanvoer van Kjeldahl-stikstof in kg N/d

N-NO3 vracht

Aanvoer van nitraat-stikstof in kg N/d

Grondstofterugwinning

Terugwinnen van grondstoffen uit het afvalwater en slibstromen

Plug & Play

Een eigenschap van (installatie)onderdelen waardoor deze snel en eenvoudig uitgewisseld kunnen worden

- 37 -

Preprecipitatie

Methode van defosfatering waarbij ijzerzouten worden gedoseerd in het influent en de chemische neerslag wordt afgescheiden in de voorbezinktank.

Propstroom actiefslibproces

Hydraulische term waarbij een vloeistof wordt ingevoerd in een tank en zonder noemenswaardige interne menging doorstroomt naar de uitgang van de tank.

Prioritaire stoffen

Stoffen worden tot prioritaire stoffen gerekend als ze vanwege hun gevaareigenschappen, emissies en/of mate van voorkomen in het milieu een meer dan verwaarloosbaar risico voor mens en/of milieu meebrengen

Ulbas-UCT

Ultralaagbelast actief slibproces met biologische defosfatering ontwikkeld aan de University of Cape Town.

ZS vracht

Gehalte aan zwevende stof

- 38 -

Modulaire Duurzame RWZI Second Opinion Expert Panel

Dagelijks Bestuur Waterschapsbedrijf Limburg 6 juni 2012 Definitief rapport 9X4034.A0

HASKONING NEDERLAND B.V. WATER

Barbarossastraat 35 Postbus 151 6500 AD Nijmegen +31 24 328 42 84

Telefoon

+31 24 323 29 18

Fax

[email protected] www.royalhaskoning.com Arnhem 09122561

Documenttitel

Modulaire Duurzame RWZI Second Opinion Expert Panel

Verkorte documenttitel

Second opinion MDR

Status

Definitief rapport

Datum

6 juni 2012

Projectnaam

Modulaire Duurzame RWZI

Projectnummer

9X4034.A0

Opdrachtgever

Dagelijks Bestuur Waterschapsbedrijf Limburg

Referentie

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm

Auteur(s) Collegialetoets Datum/paraaf Vrijgegeven door Datum/paraaf

Maarten Schaafsma André Visser 6 juni 2012

………………….

Paul Roeleveld 6 juni 2012

………………….

A company of Royal Haskoning

E-mail Internet KvK

SAMENVATTING Onze omgeving is onderhevig aan veranderingen. Flexibel inspelen op deze veranderingen ziet Waterschapsbedrijf Limburg (hierna te noemen WBL) als de kans om haar taken tegen de laagst mogelijke maatschappelijke kosten uit te voeren. De rioolwaterzuiveringsinstallatie (hierna te noemen RWZI) is een robuuste installatie die 40 tot 50 jaar meegaat. Het aanpassen van een RWZI vergt een relatief grote inspanning. Aanleiding voor WBL om na te denken of er een concept is waarin dit efficiënter kan. Daarbij stond onder andere de vraag centraal: ‘Stel er was geen afvalwaterinfrastructuur. Zou in die situatie dan gekozen worden voor dezelfde robuuste bouw van installaties? Of zou gekozen worden voor meer flexibiliteit en aanpassingsvermogen van een installatie bij (on)bekende veranderingen van omgevingsfactoren.’ Bovengenoemde vraag heeft uiteindelijk geleid tot de door WBL opgestelde business case ‘Modulaire Duurzame RWZI’ (MDR). In deze business case is het concept uitgewerkt en vergeleken met de conventionele RWZI zoals we die nu kennen. De eerste conclusies lijken veelbelovend, aanleiding voor WBL om het concept verder te brengen. Om te toetsen of de bevindingen van WBL worden gedeeld en de mogelijke vervolgstappen inzichtelijk te maken, is het initiatief genomen tot een second opinion. Deze second opinion is uitgevoerd door Royal Haskoning, in samenwerking met een expertpanel bestaande uit vooraanstaande experts verdeeld over de verschillende relevante vakgebieden. Doelstelling van deze second opinion is allereerst het analyseren en evalueren van de business case MDR, om het concept te toetsen en waarde toe te voegen aan het geheel door nieuwe inzichten te verschaffen. Daarnaast heeft de second opinion het doel te komen tot een aanbeveling voor de mogelijke vervolgstappen om het concept van de MDR verder te brengen. Onderstaand is zijn de bevindingen, conclusies en aanbevelingen per door het expert panel onderzocht aspect samengevat. Initiatief tot de ontwikkeling van de Modulaire Duurzame RWZI WBL verdient veel waardering voor het nemen van het initiatief voor het ontwikkelen van de ‘Modulaire Duurzame RWZI’. In de conservatieve wereld van de waterschappen kan de ontwikkeling in de kern van het verhaal als paradigma worden gezien rond de RWZI. Het is een wijziging in het concept, van de vaste immobiele infrastructuur naar een flexibel concept waarbij niet meer de techniek maar het effect voorop staat. Advies is om nadat de bestuurlijke besluitvorming heeft plaats gevonden niet te lang te wachten met het overvallen van de sector met het MDR concept. Hierbij moet ook goed worden gerealiseerd dat het concept een enorm internationaal perspectief in zich zelf vertegenwoordigt. Door de juiste stappen bij de doorontwikkeling te blijven zetten, zal het gedachtegoed van de MDR voor zeer lange tijd aan WBL blijven kleven. Het opstarten van een open innovatieproces in het verdere vervolg wordt daarbij als de manier van werken gezien.

Second opinion MDR Definitief rapport

-i-

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm 6 juni 2012

Versterken van het modulaire en duurzame karakter van de MDR Samenvattend kan worden gesteld dat de 1ste generatie van het MDR concept voldoende zekerheid biedt om adequaat en effectief in te spelen op toekomstige dynamische ontwikkelingen van bijvoorbeeld demografische en klimatologische aard. Richting de volgende MDR generaties geeft WBL zelf ook aan dat de MDR filosofie moet worden gezien als een groeitraject met ruime mogelijkheden. Voor de korte termijn wordt geadviseerd het onderscheidend vermogen, wat uiteindelijk een bepalende factor voor het succes zal zijn, verder te versterken. In de huidige achtergrond van de aanwezige dynamiek in de omgeving van de provincie Limburg komt het onderscheidend vermogen van het modulaire karakter niet volledig tot zijn recht. De voorbeelden vanuit het internationale speelveld zijn illustratief voor de kracht van de modulaire filosofie. Aanbeveling is om in de business case van de MDR meer aandacht te hebben voor het schetsen van het perspectief richting de internationale markt. Dit zal ook belangrijk zijn voor het vinden van de juiste samenwerkingspartners. In het uitwerken van de 1ste generatie MDR wordt onderschreven dat het verstandig is geweest de scope te beperken tot de waterlijn (van influent tot effluent). Duidelijk is dat de voordelen waarschijnlijk nog ondergewaardeerd zijn. Het verdient aanbeveling om ook snel het duurzame karakter verder te versterken. Dit kan door in een doorkijk naar de volgende generaties op hoofdlijn de extra mogelijkheden vanuit slibverwerking, energieproductie en hergebruik van grondstoffen in het concept aandacht te geven. Noodzaak en nut van het indienen van een octrooiaanvraag Met de aanvraag van het octrooi wenst WBL aandacht te vestigen op de ontwikkeling van de MDR. De aanvraag van een octrooi heeft zijn sterke en minder sterke kanten. Enerzijds bescherm je het idee en de samenwerkingspartner bij een eventuele aanbesteding. Tevens biedt het een sterke positie voor garanties op financiële baten bij een verdere vermarkting. Praktijkvoorbeelden van gepatenteerde technologieën, waarbij publieke partijen zijn betrokken betreffen Nereda® (Stowa/DHV) en BCFS® (waterschap Groot Salland/Royal Haskoning). Anderzijds staat de aanvraag van een octrooi theoretisch haaks op de gedachte van open innovatie. Het concept wordt immers beschermd in plaats van beschikbaar gesteld. Ook biedt een octrooi in grote delen van de wereld weinig garanties voor de bescherming van het MDR concept. Aangaande de octrooiaanvraag is het expert panel de mening toegedaan dat dit voor WBL geen absolute noodzaak is. Tevens heeft de aanvraag van een octrooi het risico dat je veel tijd verliest. In deze technologie gedreven markt wordt het als belangrijker gezien er daadwerkelijk te zijn dan het gedachtegoed te beschermen. Om eventueel revenuen uit het concept te halen zijn ook andere opties denkbaar zoals het contractueel afspreken van een ‘finders fee’ met de te selecteren samenwerkingspartners. Op deze manier kan alsnog de ambitie worden ingevuld om de kosten naar beneden te brengen. Rolselectie als eerste volgende belangrijke stap voorwaarts Voor wat betreft de rol is op hoofdlijnen onderscheid te maken in de rol van klant of die van ontwikkelaar. Belangrijk bij de keuze en invulling van de rol is die zaken op te pakken waarvoor je logischerwijs de meest geschikte partij bent.

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm 6 juni 2012

- ii -


Bij het vaststellen van de meest passende rol moet evenwicht worden aangebracht in de doelstellingen vanuit de huidige kerntaak en de ambities van de organisatie. De aanbeveling hierbij is om in ieder geval de rol van ontwikkelaar en klant goed te splitsen. Advies van het expert panel is om als organisatie te blijven bij de eigen kerntaak en het concept verder door te ontwikkelen in samenwerking met marktpartijen. Om een definitieve uitspraak te doen over de gewenste exacte rolinvulling is een beeld nodig ten aanzien van de gewenste positionering van WBL. Uit dit beeld volgt een antwoord op de wens vanuit het publieke domein. De invloed van cruciale besluitvorming op het verdere vervolg Het eerste bestuurlijke besluit dat moet worden genomen betreft de beslissing of aan het MDR concept een vervolg wordt gegeven en zo ja, in welke vorm en vanuit welke rol. De besluitvorming omtrent de MDR wordt gezien als een bepalende factor in het proces. Het gaat erom dat het bestuur van beide waterschappen vanaf de start voldoende achter de plannen staan. De keuze die nu gemaakt moet gaan worden, of ze het zelf gaan doen of via de markt, is een hele lastige. Ook de stappen die daarna komen zijn heel lastig, de besluitvorming over de aanbesteding, de winnende partner, et cetera. Indien de gezichten niet geheel één kant op staan, is dit een bepalende risicofactor van belang. Advies is dit uitgebreid na te gaan. Daarbij moet worden beseft dat dit proces zorgvuldig moet gebeuren en daarmee enige tijd in beslag zal gaan nemen. Het benoemen van kansen in een publiek-private context Voor de doorontwikkeling van het MDR concept kan worden gesteld dat een (aantal) partner(s) wordt gezocht voor de langere termijn. Hiermee wordt hoe dan ook een publiek-private samenwerking (PPS) opgezet. Op hooflijnen zijn er twee typen PPS te onderscheiden, elk met specifieke voor- en nadelen. Voor WBL is het belangrijk goed na te denken over welk van beide opties het beste bij de organisatie past. Om in deze tot een doelmatige besluitvorming te komen is het cruciaal er zeker van te zijn, dat de gezichten intern één kant op staan (zowel bij WBL als de twee waterschappen). Wat betreft de PPS is het belangrijk een sterk contract met goede afspraken op te stellen. Wat betreft de financiële sturing en risico-allocatie wordt aanbevolen er voor te zorgen dat de publieke speler financieel sterker staat bij de start van de PPS dan de private speler en daarbij goed gebruik te maken van de competitieve dialoog. Een PPS heeft als effect dat veel meer de private sector naar binnen wordt gehaald en de organisatie dus veel meer vastzit aan bedrijfsmatig werken. In een willekeurig andere business case was een onmiddellijke consequentie dat de rol en de functie van risico waarderen en risico beprijzen verandert. De business case van de MDR is momenteel opgesteld binnen het publieke domein. Wanneer deze wordt heroverwogen binnen een privaat domein, wordt je geconfronteerd met het feit dat risico’s op een andere en zwaardere manier worden gewaardeerd en in beschouwing genomen. Met dit aspect dient terdege rekening te worden gehouden voor het in de hand houden van de juiste verwachtingen.


- iii -

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm 6 juni 2012

Het kiezen van de juiste partner(s) via een geschikte aanbestedingsvorm Wanneer een overheid van de markt iets wil, moet dit worden aanbesteed. Omdat het concept nog verder ontwikkeld zal moeten worden, is een conventionele aanbesteding via een bestek geen logische optie. De voorkeur zal uitgaan naar een uitvraag waarbij wordt gezocht naar partners om het concept gezamenlijk verder door te ontwikkelen en implementeren. Advies is om die bij voorkeur in competitie via een concurrentiegerichte dialoog tot stand te laten komen. Bij de keuze voor het type aanbesteding is het advies te trachten zoveel mogelijk vrijheid te behouden. Hoewel dit tegenstrijdig klinkt, biedt een Europese aanbesteding meer vrijheid dan een onderhandse aanbesteding. Doel van de aanbesteding is om expertise uit de markt te mobiliseren. Voor innovaties geldt dat je zelf deze partijen niet altijd kent. Een onderhandse aanbesteding heeft daarom in deze vooral nadelen. Door de aanbesteding op een professionele manier te doen worden de organisatie en de besturen op scherp gezet. WBL zal hiervoor ook vaardigheden en expertises aan zich moeten binden die ze nu nog onvoldoende in huis hebben. Door dat te doen, verhoogt gelijk de arbeidsvreugde en versnelt de leercurve. WBL zal in deze wel bereid moeten zijn zichzelf in een positie te brengen buiten de eigen comfortzone. Dit betekent dat ze het verhaal waarschijnlijk weer een stuk zullen moeten loslaten om zich door de markt te kunnen laten verrassen. Het concept van Gunnen op Waarde biedt concrete kansen om de partners te vinden die in de keten de bijdrage leveren aan het onderscheidend vermogen van de MDR. Om de risico’s te verminderen is het zaak bij de bepaling van de selectie- en gunningcriteria de partners vooral te selecteren op basis van hun kennis en competenties (ervaringen uit het verleden) en hun visie op het modulaire concept van de toekomst. Internationale vermarkting als lonkend perspectief Het internationale perspectief van MDR wordt als zeer hoog ingeschat, zowel in geïndustrialiseerde landen als ontwikkelingslanden. De geschetste MDR ontwikkeling kan een zeer positieve bijdrage leveren aan een verbeterde wereldwijde sanitatie door decentrale en modulaire implementatie. De combinatie met het nuttig toepassen van effluent in het vraagstuk van waterschaarste versterkt de internationale potentie. Verder lijkt het erop dat het MDR model eenvoudiger kan worden toegepast in combinatie met een gewijzigd business model (joint ventures, revolving funds) waarbij de assets niet door de overheid hoeven te worden aangeschaft en dus een veel lagere druk legt op de overheid. Het verdient aanbeveling om deze aspecten van het MDR model verder uit te werken. Voor de succesvolle vermarkting is een referentieproject cruciaal. Men wil alleen investeren in een bewezen technologie. .

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm 6 juni 2012

- iv -


INHOUDSOPGAVE Blz. 1

INLEIDING 1.1 1.2 1.3 1.4

1 1 1 2 2

Aanleiding Doelstelling Opzet second opinion Leeswijzer

2

INTRODUCTIE BUSINESS CASE MODULAIRE DUURZAME RWZI 2.1 Inleiding 2.2 Onderzoeksvragen

3 3 4

3

CONCEPTUELE CONTEXT VAN DE MDR 3.1 Filosofie van de MDR 3.2 Innovatieve waarde 3.3 Realiteitswaarde 3.4 Mate van modulariteit

7 7 7 8 9

4

INNOVATIEF KARAKTER VAN DE MDR 4.1 Open innovatie 4.2 Aanvraag octrooi 4.3 Innovativiteit van het MDR concept 4.4 Stimuleren van innovaties

13 13 13 14 15

5

FINANCIËLE ONDERBOUWING 5.1 Investeringskosten 5.2 Jaarlijkse kosten

17 17 18

6

ROLSELECTIE EN BESLUITVORMING 6.1 De rol van het Waterschapbedrijf Limburg 6.2 Besluitvorming

21 21 22

7

WIJZE VAN AANBESTEDEN 7.1 Type aanbesteding 7.2 Recente ontwikkelingen 7.3 Selectie- en gunningcriteria 7.4 Tijdsbestek

25 25 25 26 26

8

KANSEN VOOR PUBLIEK-PRIVATE SAMENWERKING (PPS) 8.1 Typen PPS structuren 8.2 Samenwerkingsverband en invulling samenwerking 8.3 Condities 8.4 Invloed op business case

27 27 28 28 29

9

INTERNATIONALE VERMARKTING 9.1 Internationaal perspectief 9.2 Nuttig gebruik van effluent als drijfveer

31 31 32


-v-

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm 6 juni 2012

1

INLEIDING

1.1

Aanleiding Onze omgeving is onderhevig aan veranderingen. Denk bijvoorbeeld aan de klimaatverandering, demografische ontwikkelingen, veranderingen in de weten regelgeving en de focus op doelmatigheid. Flexibel inspelen op deze trends en ontwikkelingen ziet Waterschapsbedrijf Limburg (hierna te noemen WBL) als de kans om haar taken tegen de laagst mogelijke maatschappelijke kosten uit te voeren. De rioolwaterzuiveringsinstallatie (hierna te noemen RWZI) is een robuuste installatie die 40 tot 50 jaar meegaat. Het aanpassen van een RWZI vergt een relatief grote inspanning. Aanleiding voor WBL om na te denken of er een concept is waarin dit efficiënter kan. Daarbij stond onder andere de vraag centraal: ‘Stel er was geen afvalwaterinfrastructuur. Zou in die situatie dan gekozen worden voor dezelfde robuuste bouw van installaties? Of zou gekozen worden voor meer flexibiliteit en aanpassingsvermogen van een installatie bij (on)bekende veranderingen van omgevingsfactoren.’ Tijdens een inspiratiebijeenkomst is hierop ingegaan en zijn voorbeelden geschetst, zoals het bedrijf Mammoet en ASML, die voor WBL de aanleiding vormden om te onderzoeken of deze benadering ook mogelijk is voor WBL in de ontwikkeling van een nieuw type RWZI. WBL toonde een film van het bedrijf Mammoet waarin een nieuw type kraan werd getoond voor de verplaatsing van goederen. De kraan heeft een maximale hoogte van 240 meter. Op zichzelf niet vernieuwend, maar onderscheidend is juist de modulariteit van deze kranen. De kraan is in delen transporteerbaar en daarmee flexibel en verplaatsbaar. In de afgelopen periode is door WBL de business case ‘Modulaire Duurzame RWZI’ (MDR) opgesteld. In deze business case is het concept verder uitgewerkt en vergeleken met de conventionele RWZI zoals we die nu kennen. De eerste conclusies lijken veelbelovend, aanleiding voor WBL om het concept verder te brengen. Om te toetsen of de bevindingen van WBL worden gedeeld en de mogelijke vervolgstappen inzichtelijk te maken, is het initiatief genomen tot een second opinion. WBL heeft Royal Haskoning gevraagd in samenwerking met een gerenommeerd expert panel de business case te analyseren.

1.2

Doelstelling WBL heeft de ambitie een bouwen ontwerpconcept te ontwikkelen die een oplossing biedt voor de vele uitdagingen van de waterschapswereld en toestaat een stevige concurrentiepositie op te bouwen. De business case ‘Modulair Duurzame RWZI’ is hierbij een eerste stap. In de business case is de filosofie van de MDR uitgewerkt tot een eerste generatie MDR, op basis van bestaande kennis en technieken. Doelstelling van deze second opinion is allereerst het analyseren en evalueren van de business case MDR, om het concept te toetsen en waarde toe te voegen aan het geheel door nieuwe inzichten te verschaffen. Daarnaast heeft de second opinion het doel te komen tot een aanbeveling voor de mogelijke vervolgstappen om het concept van de MDR verder te brengen.


9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm -1-

6 juni 2012

1.3

Opzet second opinion Voor de uitvoering van deze studie is door Royal Haskoning een expert panel opgezet. De samenstelling van dit expert panel is als volgt:  prof. dr. Theo Camps Netwerksturing en besluitvorming  drs. Hans van Grieken Open innovatie  prof. mr. Jan Hebly Integraal aanbesteden  mr. Wout Korving Publiek-private samenwerking  prof. dr. Jules van Lier Hergebruik vanuit de waterketen  ir. René Noppeney MBA Internationale vermarkting  prof. mr. dr. Sicco Santema Gunnen op waarde De studie is gestart met een bijeenkomst op 26 april, waarbij door WBL een presentatie is verzorgd over het MDR concept en de opgestelde business case. Naar aanleiding van deze presentatie is door elke expert een eerste reactie gegeven op het concept vanuit de eigen expertise. Deze eerste reacties zijn vervolgens bediscussieerd. Aan het einde van de bijeenkomst ontving ieder panellid een exemplaar business case voor verdere bestudering. In de weken na de bijeenkomst is de business case door het expert panel bestudeerd, besproken en bediscussieerd tijdens conference calls en/of bijeenkomsten. De resultaten zijn samengevoegd tot deze integrale rapportage.

1.4

Leeswijzer De rapportage start met een korte introductie op het concept van de MDR en gestelde onderzoeksvragen. De resultaten van het onderzoek worden beschreven in hoofdstuk 3 tot en met 9, waarbij onderscheid is gemaakt in onderwerpen (zie § 2.2) zoals gedestilleerd uit de onderzoeksvragen.

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm 6 juni 2012

Second opinion MDR -2-

Definitief rapport

2

INTRODUCTIE BUSINESS CASE MODULAIRE DUURZAME RWZI

2.1

Inleiding Dit hoofdstuk beschrijft kort het concept van de MDR, gebaseerd op de business case en de presentatie zoals verzorgd door WBL tijdens de bijeenkomst op 26 april. Voor een uitgebreide beschrijving wordt verwezen naar de business case en bijbehorende bijlagen. Centraal in de filosofie van de MDR staat de modulaire ontwerpen bouwtechniek, die zuiveren op maat mogelijk moet maken. Voorafgaand aan de uitwerking van de business case is een set randvoorwaarden benoemd waaraan de MDR een bijdrage moet gaan leveren. Dit betreffen:  kortere bouwtijd;  hogere flexibiliteit;  verhoogde duurzaamheid;  kortere verbouwtijd;  duurzamere bouwwijze;  mogelijkheid tot open afschalen;  basis voor tweede generatie;  reductie van de netto kosten met 10 – 20%. In de eerste generatie is er door WBL bewust voor gekozen geen risicovolle technieken te gebruiken. De focus ligt in de eerste generatie vooral op de modulaire bouwwijze. Gedachte hierachter is dat de rest in een stroomversnelling komt zodra de bouwwijze een succes blijkt te zijn. Gesteld wordt dat het concept daarmee onderscheidend is in zijn eenvoud. Het concept is tot stand gekomen door open innovatie, een procesgang waar WBL veel waarde aan hecht. Met het concept wil WBL innovatie stimuleren in de afvalwatersector. Een afvalwaterzuivering moet niet voor een periode van 40 jaar worden gebouwd, maar bijvoorbeeld voor vijf tot zeven jaar. In de optiek van WBL geeft dit ook een aantrekkelijker klimaat voor bedrijven om in te ondernemen. En dit heeft tevens een aantrekkende werking op de sector. In de business case zijn zeven varianten opgesteld en onderling vergeleken (drie conventionele varianten en vier MDR varianten). Op hoofdlijnen zijn door WBL met betrekking tot de MDR de volgende conclusies getrokken:  bouwtijd van zes maanden tot één jaar, in plaats van twee tot drie jaar;  verbouwtijd van weken, op-/afschalen van de zuivering (‘plug and play’ principe);  transporteerbare modules;  alles bovengronds en variabel in grootte;  herbruikbare materialen;  15% tot 24% lagere netto jaarlijkse kosten. Naast bovengenoemde resultaten maakt de MDR het mogelijk snel op kansen en ontwikkelingen in te spelen, bijvoorbeeld in de samenwerking met industriële partners, bij het verminderen van wateroverlast en verdroging of als gevolg van demografische veranderingen. Naar aanleiding van deze eerste resultaten is door WBL via Agentschap NL een octrooi aangevraagd. Het potentieel van de MDR is in de ogen van WBL van een dergelijke aard dat een aparte activiteit in het traject van verdere implementatie niet op voorhand mag worden uitgesloten. Second opinion MDR Definitief rapport

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm -3-

6 juni 2012

2.2

Onderzoeksvragen Voorafgaande aan het onderzoek is door WBL een aantal te behandelen onderzoeksvragen geformuleerd. Voor de volledigheid zijn deze vragen hieronder gegeven. Vraag 1: Wat is de realiteitswaarde van de totale MDR oplossing (filosofie) en meer toegespitst op deze eerste generatie MDR:  de technische uitwerking (onder andere ‘plug and play’ oplossing);  de financiële onderbouwing. De eerste generatie MDR spitst zich toe op een andere bouwwijze en bestaande techniek. Innovatie zal in de tweede generatie meer aan de orde zijn. Vraag 2: Zijn alle risico’s voldoende geïdentificeerd en gekwalificeerd? Welke aanvullende maatregelen zijn nodig om de risico’s beheersbaar te maken? Vraag 3: Biedt deze MDR oplossing voldoende (ontwikkel)mogelijkheden tot het hergebruikt van het effluent voor andere doeleinden (bijv. proces- en beregeningswater)? Vraag 4: Biedt het MDR concept voldoende basis om op eenvoudige en kostenbesparende wijze snel in te spelen op toekomstige bekende veranderende omstandigheden, die grootte en aan van zuiveren kunnen beïnvloeden (onder andere demografische- en klimatologische ontwikkelingen, (open)innovatie, KRW) en niet bekende omstandigheden? Vraag 5: Welke mogelijkheden zijn er, inclusief identificatie van ‘quick wins’, voor (internationale) vermarkting van het concept van de MDR? En welke risico’s zijn er? Vraag 6: Hoe kan de financiële sturing en de risico-allocatie in de samenwerking tussen publiekprivate partijen zo optimaal mogelijk worden ingericht? En wat betekent dat voor de structuur van samenwerking en bijbehorende contractvormen? Vraag 7: Welke mogelijkheden biedt de aanbestedingswet ten aanzien van de ontwikkeling van de MDR in een publiek-private context? En welke risico’s zijn er? Vraag 8: Welke mogelijkheden liggen er voor hergebruik in de waterketen in relatie tot het concept van modulair bouwen? En welke kansen biedt dat voor kostenverlaging? Vraag 9: Hoe kunnen de verschillende actoren, betrokken bij de ontwikkeling van de MDR, zodanig opgelijnd worden dat besluitvorming efficiënt en effectief verloopt, ook in een complexe publiek-private context?

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm 6 juni 2012


Definitief rapport

Vraag 10: Welke kansen biedt het concept van Gunnen op Waarde om de sterktes van de verschillende betrokken partijen zo goed mogelijk uit te nutten? En welke risico-allocatie past hier het beste bij? Op basis van de onderzoeksvragen is voor het beantwoorden van de vragen de vrijheid genomen om uit te gaan van onderstaande indeling wat betreft onderwerpen. Dit is mede ingegeven door het verloop van de discussie tijdens de bijeenkomst op 26 april en de verdiepingsgesprekken:  conceptuele context van de MDR;  innovatief karakter van de MDR;  financiële onderbouwing;  rolselectie en besluitvorming;  wijze van aanbesteden;  kansen voor publiek-private samenwerking;  internationale vermarkting. In de hierna volgende hoofdstukken worden de resultaten op al deze onderwerpen op een hoger detailniveau besproken en geanalyseerd.


9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm -5-

6 juni 2012

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm 6 juni 2012


Definitief rapport

3

CONCEPTUELE CONTEXT VAN DE MDR

3.1

Filosofie van de MDR Door WBL wordt een nieuwe innovatieve manier ontwikkeld voor het ontwerpen en bouwen van waterzuiveringsinstallaties: de Modulair Duurzame Rioolwaterzuivering (MDR). In een eerste onderzoek is de MDR vergeleken met de huidige conventionele manier van ontwerpen en bouwen. Hierbij heeft men zich beperkt tot de aanvoer en zuiveringsstap van de zuiveringsinstallatie; de sliblijn is beperkt gebleven tot de afvoer van ingedikt slib. Dit systeem, de 1ste generatie MDR, is vergeleken met bestaande conventionele rioolwaterzuiveringsinstallatie. In de bijlagen van het rapport is wel een aantal mogelijkheden verkend waarbij de opwerking van effluent naar verschillende watersoorten nader is beschouwd. De uitgevoerde analyse laat een positief beeld zien van de mogelijkheden met de MDR. Naar onze mening biedt de voorgestelde MDR ontwikkeling een enorme mogelijkheid tot flexibilisering van RWZI’s en de waterketen in het algemeen. Het WBL-rapport beschrijft de mogelijkheden van flexibilisering ten aanzien van functionaliteit, werking, asset management, tarifering, keteninbedding, enz. De wens voor een modulaire opzet van de RWZI is vaker geuit maar heeft in de sector van de waterschappen nooit een concrete invulling gekregen. WBL geeft met het initiatief van de MDR hieraan de juiste impuls. De reden om de scope nu te beperken zoals aangegeven, is om eerst aan te tonen dat het concept MDR voldoende voordelen oplevert voor de waterlijn. Wij onderschrijven het principe om eerst voor een vereenvoudigde case de vernieuwde bouwfilosofie te toetsen. Ten eerste om niet direct het risico van toenemende complexiteit tot uiting te laten komen en ten tweede om de betrouwbaarheid van de analyse te verhogen.

3.2

Innovatieve waarde Voor het realiseren van grootschalige rioolwaterzuiveringen (> 10.000 i.e.) heeft de filosofie van de MDR zeker een hoog nieuwheidsgehalte. Zoals aangegeven wordt een latent aanwezige wens voor modulaire bouw door WBL eindelijk geconcretiseerd met behulp van een business case. Wanneer bijvoorbeeld via internet wordt gezocht op de modulaire bouw van kleinschalige rioolwaterzuiveringen (< 10.000 i.e.) worden meerdere aanbieders gevonden van ‘containerized’ zuiveringssystemen. Bij deze vergelijking moet wel worden gerealiseerd dat voor het realiseren van een grootschalige modulaire zuivering de uitdaging en de complexiteit significant groter is. Voor de ontwikkeling van de MDR is het raadzaam om een parallel te trekken met de industriële afvalwaterzuivering. Bedrijven zoals Paques maken op een succesvolle wijze gebruik van ‘plug and play’ units, elk gebouwd middels een gestandaardiseerd ontwerp die sequentieel worden ingezet om te komen tot een totaalzuivering van industriële effluenten. Bij de industriële projecten worden de tanks echter eigendom van de klant en vindt hergebruik van deze tanks normaliter niet plaats, hoewel dat in principe wel zou kunnen. De MDR aanpak vermindert de afstand tussen industriële en communale zuivering en legt de weg open voor kruisbestuiving, waarbij de spelers in elkaars veld actief worden. In dit kader is de beweging van Paques in de communale markt interessant. Met name in Brazilië is Paques actief om de gecombineerde anaërobeaërobe rioolwaterzuivering uit te voeren in modulaire UBOX tanks. Second opinion MDR Definitief rapport

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm -7-

6 juni 2012

Deze tanks zijn tot dusver weliswaar gemaakt van beton maar kunnen eenvoudig in recyclebaar materiaal worden opgetrokken. Alvorens nader in te gaan op een aantal onderzoekvragen wordt benadrukt dat een goede analyse van het ‘plug and play’ principe in de industriële afvalwaterzuivering kan bijdragen om het MDR concept goed op zijn merites te beschouwen.

3.3

Realiteitswaarde Door te kiezen voor bestaande bewezen technologieën (Ulbas-UCT en Nereda®) en technieken (keuze pompen, mengers et cetera) is voor dit aspect de realiteitswaarde hoog. Het gevolgde ontwerptraject voor de eerste generatie MDR staat uitgebreid beschreven in de bijlage. De gevolgde werkwijze leidt volgens ons tot een adequate invulling van de doelstellingen die met de MDR worden beoogd. De toepassing van RAMS en het toepassen van integraal ontwerpen heeft hieraan een goede bijdrage geleverd. We willen in deze wel graag opmerken dat nog geen aandacht is besteed aan het aspect van geurbeperkende maatregelen. Dit is, uitgaande van een ‘plug and play’ concept waarbij je installatieonderdelen overal (dus eventueel ook dicht bij woonkernen) wil plaatsen, zeer relevant. De vraag spitst zich toe op de gekozen uitwerking en de financiële onderbouwing. De ontwerpfilosofie is gebaseerd op modulaire bovengrondse bouw van standaard onderdelen met als resultaat een goedkope flexibele zuivering die bovendien op duurzaamheid goed scoort. Het aspect modulaire bouw behoeft naar onze mening nog wel enige aandacht bij de verdere uitwerking. Hierbij is zowel de grootte als de functionaliteit per module een aandachtspunt. Het ontwerp van de voortrein zoals gepresenteerd door WBL is ons inziens goed realiseerbaar. Voor het ‘plug and play’ principe kan nagegaan worden in hoeverre het mogelijk is een skid te ontwikkelen voor het plaatsen van de verschillende apparaten. Verder wordt geadviseerd machinegrootte en –capaciteit nader te detailleren afhankelijk van de actuele situatie en de te verwachten toekomstige situatie. Hier kan namelijk nog een efficiëntieslag in gemaakt worden. Dit geldt zeker als modules in de tijd moeten worden verplaatst van locatie A naar B. Verder lijkt het erop dat de regenwaterbuffer niet modulair is uitgevoerd. Omdat het volume van de regenwaterbuffer relatief gemakkelijk is aan te passen of elders kan worden gerealiseerd, is de regenwaterbuffer in de verdere uitwerking wel als modulair beschouwd. Voor de middentrein is gekozen voor Ulbas-UCT of Nereda®, voornamelijk bovengrondse bouw en iedere tank (module) vertegenwoordigt één functionele stap met een hieraan gekoppelde functionele besturing. Deze keuze is goed realiseerbaar. Wel kunnen de volgende opmerkingen worden gemaakt:  Er is gekozen voor één functie per tank. Overwogen kan worden om modules te baseren op het totale biologische proces waarbij de verschillende functies (bijvoorbeeld selector, anaërobe tank, denitrificatie, nitrificatie) in één tank wordt geïntegreerd. Nadeel is dan dat de module is gekoppeld aan een technologiekeuze (bijvoorbeeld Ulbas-UCT) waardoor de totale functionaliteit kan worden beperkt. Een belangrijk voordeel is wel dat als er capaciteit moet worden bijgeplaatst dit net als in de voortrein een module is die wordt bijgeplaatst. Hierbij kan vanuit de centrale

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm 6 juni 2012


Definitief rapport

aanvoerleiding een volledige straat worden bijgeplaatst. Dit is eenvoudiger en sneller dan meerder tanks aankoppelen.  In de bijlagen is een aantal modulegroottes weergegeven, gebaseerd op een zuivering van 10.000 tot 100.00 i.e. Keuze voor het aantal modules en bijbehorende modulegrootte kan in een vervolgtraject nader worden geoptimaliseerd op basis van te bepalen toekomstscenario(‘s) waarbij groei en krimp van afvalwateraanbod binnen het beheersgebied en hoe hierop in te spelen wordt meegenomen. De kracht van modulair bouwen zit hem in het inzetten van een beperkt aantal volledig uitgeengineerde modules, waarvan de bouwtekening kant-en-klaar op de plank liggen. Op deze manier wordt een maximaal repetitief effect verkregen. In deze eerste generatie MDR is gekozen voor het vergelijken van een nieuwe filosofie en bouwwijze waarbij is uitgegaan van bestaande technieken. Uitbreiding van de scope met bijvoorbeeld sliblijn, innovaties en andere aspecten worden bij een volgende stap meegenomen. Ons advies zou zijn om bij deze stap niet alleen te fixeren op de RWZI zelf maar ook te kijken naar synergiekansen in de omgeving en hoe de MDR hierop actief kan inspelen. Twee voorbeelden zijn:  Locatiekeuze waar de MDR kan worden gebouwd in relatie tot interacties (energie, water) met de omgeving.  (Voor)zuiveren van industrieel afvalwater. Door de specifieke eigenschappen van industrieel afvalwater kan het vaak kosteneffectiever zijn om op locatie (voor) te zuiveren. Ook kansen zoals grondstoffenterugwinning of energieproductie blijken bij (voor)zuiveren van industrieel afvalwater vaak kosteneffectiever te kunnen worden gerealiseerd.

3.4

Mate van modulariteit Ons inziens past het MDR concept in een scenario waarin ingespeeld kan worden op veranderingen in de toekomst. Deze veranderingen kunnen betrekking hebben op de vereiste hydraulische- en biologische capaciteit van een zuivering en de kwaliteit van het eindproduct (effluent). Wijzigingen in hydraulische capaciteit De MDR is als dynamisch concept bij uitstek geschikt om in te spelen op veranderende kwantiteitsfluxen. Bij teruglopende bevolking kan asset redundancy worden voorkomen door MDR modules uit bedrijf te nemen en zo de nieuwe verhouding van aanbod en vraag op elkaar af te stemmen. Van de andere kant kunnen toenemende fluxen (onder andere door klimaatveranderingen) worden opgevangen door flexibel in te zetten (first flush) stormwaterbassins of bijplaatsen van modules. Toch dient hierbij wel de kanttekening te worden gemaakt dat veel kwantiteitsaspecten direct ingrijpen op civiele grondwerken (niet modulair en flexibel) die buiten het MDR bestek vallen, zoals grootte, samenstelling en type riolering. Dit veronderstelt dat vergaande samenwerking in de afvalwaterketen nodig is. Momenteel is in Nederland de verantwoordelijkheid over inzameling (gemeenten) en zuivering (waterschappen) gesplitst waardoor een missmatch kan ontstaan indien kwantitatieve fluxen sterk veranderen. Kosten voor grondwerken binnen het inzamelingsgebied zijn van een heel andere grootte dan de kosten voor grondwerken op de zuivering.


9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm -9-

6 juni 2012

Van de andere kant biedt het MDR model de mogelijkheid om op decentrale wijze grote kwantitatieve wijzigingen aan te pakken mits er een afstemming komt over de gedeelde verantwoordelijkheid binnen het beheersgebied. De MDR biedt daarmee uitstekende kansen om de bestaande afvalwaterinfrastructuur te benutten en/of op basis van deze infrastructuur in te spelen op veranderende omstandigheden. Om de exacte voordelen van deze infrastructuur te bepalen is een uitgebreider onderzoek naar de aanwezige structuren en kansen voor de MDR nodig. Een kwantificering van deze voordelen is daarom in deze second opinion buiten beschouwing gelaten. De hydraulische capaciteit heeft vooral effect op de voortrein (capaciteit roostergoed, zandvang en regenwaterbuffer) en de nabezinkcapaciteit. Voor de voortrein kan hier eenvoudig op worden ingespeeld door modules roostergoedverwijdering en zandvang bij te plaatsen of af te ontkoppelen. Hierbij kan zelfs transport van modules plaatsvinden van een zuivering waar de capaciteit daalt naar een zuivering waar extra capaciteit nodig is. In dit opzicht biedt het MDR concept voldoende basis om flexibel en effectief op ontwikkelingen in te spelen. Het uitbreiden van nabezinkcapaciteit is relatief eenvoudig te realiseren. Voor de geïnstalleerde nabezinkcapaciteit is afkoppelen afhankelijk van de modulegrootte en het aantal modules nabezinking. Het advies in deze is om hieraan in het vervolgtraject voldoende aandacht te besteden waarbij prognoses voor de toekomst over de te verwachten afvalwaterhoeveelheid de basis kan vormen voor de keuze van de modulegrootte. Wijzigingen in effluentkwaliteit De MDR biedt uitstekende mogelijkheden voor de naschakeling van technologieën die op een gelijke modulaire wijze kunnen worden toegevoegd aan het basisconcept. Bij modulaire bouw is flexibilisering richting de uiteindelijke waterkwaliteit mogelijk. Hierdoor kan aanbod binnen korte tijd op een bepaalde vraag worden afgestemd. Bijplaatsen van nageschakelde technieken kan dus uitstekend binnen het MDR concept omdat:  deze technieken (zoals filtratie en desinfectie) ook nu al modulair kunnen worden gemaakt;  uitgaande van één effluentgoot waarop deze technieken worden ingeplugd, kunnen zelfs verschillende kwaliteiten water vanuit één zuivering worden geleverd. Hier kan dus optimaal worden ingespeeld op de vraag naar waterhoeveelheid en de gewenste kwaliteit vanuit de omgeving van de zuivering;  ook hier geldt dat als in de toekomst de waterkwantiteit wijzigt eenvoudig aan- en afkoppelen van modules mogelijk is. Decentralisatie in MDR toepassing biedt hierbij de mogelijkheid potentiële afnemers actief op te zoeken en zo kostenbesparing op watertransport te bewerkstelligen. Opwerken van effluenten tot gebruikswater is (tot dusver) relatief duur en economisch alleen interessant indien geen alternatieve waterbronnen voor handen zijn. Door kostenbesparing op de hoofdzuivering zou met behulp van MDR een alternatieve kostenstructuur ruimte kunnen bieden aan tariefdifferentiatie. Hierbij kunnen ook kortlopende contracten (< tien jaar) de benodigde rentabiliteit opleveren.

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm 6 juni 2012

Second opinion MDR - 10 -

Definitief rapport

Indien effluentcriteria wijzigen of hergebruik niet meer aan de orde is, kunnen de tanks met behoud van waarde elders worden ingezet. Interessant voorbeeld is de MBR Heenvliet die als full-scale ‘submerged pilot’ parallel is geschakeld aan het bestaande actief-slibsysteem. Belangrijkste reden voor locatiekeuze was de effluentrestrictie voor pathogene organismen, aangezien het effluent werd geloosd op een kanaal dat tevens als zwemwater diende. Via MBR technologie kunnen eisen voor verwijdering van pathogenen worden bereikt. Onlangs is de lokale wetgeving veranderd waarbij het kanaal niet meer zwemwaterkwaliteit hoeft te hebben. Hierdoor zijn de MBR units eigenlijk niet meer nodig. De MBR bedrijfsvoering zal binnenkort worden stilgezet. Een uitstekend voorbeeld waarbij een MDR aanpak financieel interessant geweest zou zijn. Uitbreiding van de scope met de sliblijn In de eerste generatie MDR is de sliblijn beperkt tot mechanische indikking en opslag van secundair slib. In de toekomstige situatie kan dit verder uitgebreid worden met bijvoorbeeld slibgisting, slibontwatering, productie van bioplastics uit slib en eventueel slibdroging met restwarmte. Ook hier biedt het MDR concept voldoende basis omdat de genoemde technieken eveneens modulair kunnen worden opgezet. Nieuwe technieken en technologieën Het MDR concept is een ontwerp en bouwfilosofie waarbij wordt uitgegaan van modulaire bouw. Hoe verhoudt zich dit concept tot ontwikkeling van nieuwe technologieën. In het vooronderzoek is in dit kader al toepassing van influentzeven en een koude anammox genoemd die in de toekomst mogelijk toegepast gaan worden. Het MDR concept biedt voor implementatie van deze technologieën voldoende zekerheid. Influentzeven kunnen analoog aan roostergoed en zandvangers ingeplugd worden op de goot in de voortrein. Anammox kan net als UCT en Nereda® modulair worden gebouwd zoals dat nu voor de MDR 1ste generatie is uitgewerkt. Voor wat betreft overige technologische ontwikkelingen bestaan er twee strategieën:  de nieuwe technologie past binnen de bestaande modulegrootte;  er wordt een nieuwe module voor de nieuwe techniek gedefinieerd. Een nieuwe technologie in ontwikkeling van mogelijk interesse in de verdere MDR ontwikkeling is forward osmosis (FO) voor directe onttrekking van kwaliteitswater uit ruwe influenten. Momenteel onderzoekt de TU Delft, in samenwerking met KWR, de toepassing van FO in het zogenaamde concept van sewer mining. Ruw influent wordt blootgesteld aan een FO-membraan waarbij een schoonwaterflux ontstaat. Tegelijk met het onttrekken van schoonwater wordt het rioolwater ingedikt, waardoor anaërobe conversietechnieken en autotrofe denitrificatie voor een kosteneffectieve behandeling kunnen worden aangewend. Deze zuiveringsstappen zijn eveneens modulair uit te voeren.


9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm - 11 -

6 juni 2012

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm 6 juni 2012


Definitief rapport

4

INNOVATIEF KARAKTER VAN DE MDR

4.1

Open innovatie WBL is voorstander van het principe van open innovatie. Grondlegger van deze benadering is Henry Chesbrough. Hij definieert open innovatie als volgt: ‘Open innovation is the use of purposive inflows and outflows of knowledge to accelerate internal innovation, and expand the markets for external use of innovation, respectively. [This paradigm] assumes that firms can and should use external ideas as well as internal ideas, and internal and external paths to market, as they look to advance their technology.’1 Kenmerkend voor open innovatie is de gedachte dat niet alle kennis in de eigen organisatie aanwezig is. Externe samenwerking creëert een significante waarde. Uitgangspunt is dat niet al het onderzoek in de eigen organisatie opgezet hoeft te worden om ervan te kunnen profiteren. Het gaat erom dat je gebruik maakt van interne en externe ideeën. WBL heeft voor de ontwikkeling en uitwerking van het MDR concept actief gebruik gemaakt van externe kennis. Ook nu nog is de organisatie in gesprek met partijen om het idee verder te ontwikkelen. De uitdaging bij open innovatie is het proces zo in te richten, waarin je de eigen belangen wel gewaarborgd ziet, maar tegelijkertijd open kunt communiceren. Gerelateerd aan bovenstaande zijn er twee uitersten voor de ontwikkeling en vermarkting van het MDR concept: de ontwikkeling van een moeilijk te kopiëren ‘black box’ of de ontwikkeling van een open structuur waarbij partijen eenvoudig aan kunnen haken. Sprekende metafoor is het verschil tussen Oracle en IBM. Oracle heeft een apparaat ontwikkeld waar alles in zit, de koeling, software, et cetera. Door enkel de stekker in het stopcontact te steken heb je een eigen cloud. Het is een volledig gesloten systeem (‘black box’). IBM heeft recent een alternatief gepresenteerd. Het concept is eigenlijk precies hetzelfde, maar in de door IBM ontwikkelde versie zitten 200 open source applicaties, die geen eigendom van IBM zijn. Zodra de applicaties worden aangezet ga je ervoor betalen.

4.2

Aanvraag octrooi Het concept is tot stand gekomen door open innovatie, een procesgang waar WBL veel waarde aan hecht. Met het concept wil WBL innovatie stimuleren in de afvalwatersector. Een afvalwaterzuivering moet niet voor een periode van 40 jaar worden gebouwd, maar bijvoorbeeld voor vijf tot zeven jaar. In de optiek van WBL geeft dit ook een aantrekkelijker klimaat voor bedrijven om in te ondernemen. En dit heeft tevens een aantrekkende werking op de sector. Met de aanvraag van het octrooi wenst WBL aandacht te vestigen op de ontwikkeling van de MDR. Zuiveringstechnieken waarvoor in het verleden een octrooi is aangevraagd zijn bijvoorbeeld de Nereda® en het BCFS® proces. Voor de Nereda® ontvangen de ontwikkelaars (DHV en STOWA) een license fee indien de technologie in het buitenland wordt verkocht. 1

http://www.openinnovation.net/about-2/open-innovation-definition/


9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm - 13 -

6 juni 2012

De Nederlandse waterschappen betalen geen license fee. Wat betreft het BCFS® proces zijn Royal Haskoning en waterschap Groot Salland (50% eigenaar patenten) overeengekomen dat het waterschap per gebouwde installatie waarvoor royalties kunnen worden geheven een vast bedrag ontvangt per i.e. (influent ontwerpcapaciteit). Belangrijk is niet zozeer welke constructie voor andere technieken of concepten is gebruikt. Het gaat er vooral om te bepalen welke bij de MDR past, iets wat afhankelijk is van uiteenlopende factoren (onder andere samenwerkingspartners, omvang afzetmarkt en verwachtingen). De aanvraag van een octrooi heeft zijn sterke en minder sterke kanten. Enerzijds bescherm je het idee en de samenwerkingspartner bij een eventuele aanbesteding. De verliezende partijen kunnen er immers op dat moment niet zelf mee aan de haal. Anderzijds staat de aanvraag van een octrooi theoretisch haaks op de gedachte van open innovatie. Kerngedachte bij open innovatie is niet het beschermen, maar het acceleren van kennis. Tevens heeft de aanvraag van een octrooi het risico dat je veel tijd verliest. In deze technologie gedreven markt wordt het als belangrijker gezien er daadwerkelijk te zijn dan het gedachtegoed te beschermen. Om eventueel revenuen uit het concept te halen zijn ook andere opties denkbaar (zie hoofdstuk 8 ‘publiek-private samenwerking’). Aandachtspunt bij de aanvraag van een octrooi in relatie tot internationale vermarkting is het feit dat twee-derde van de wereld geen patentrechten kent. In deze landen kunnen anderen gemakkelijk iets overnemen. Advies is de sector met het MDR concept te overvallen. Groot voordeel in dit kader is de tijdsinspanning die het vergt voor concurrenten om met een alternatief te komen. Het innemen van de juiste rol door WBL bij de verdere ontwikkeling is hierbij cruciaal (zie hoofdstuk 6 ‘rolselectie en besluitvorming’).

4.3

Innovativiteit van het MDR concept Het uiteindelijke succes hangt af van de meerwaarde dat het concept biedt in vergelijking tot de conventionele RWZI. Dit kan een aanzienlijke kostenbesparing zijn en/of sterke kwaliteitsverbetering. In de praktijk zijn voorbeelden bekend (onder andere luchtvaart en ICT) waarbij organisaties door ketenoptimalisatie een kostenreductie bereiken van maar liefst 65%. Dit wordt onder meer bereikt door schaalvergroting te bewerkstelligen in de keten van de partners. Dit betekent het streven naar een situatie waarin partners meer van het zelfde product kunnen produceren en afzetten, wat zal leiden tot een verlaging van de eenheidsprijs. Centrale vraag binnen dit onderwerp is: Wat is vanuit het MDR concept echt beter? Is dit de baanbrekende kwaliteitsverbetering, sterke kostenreductie of de combinatie van beide? In de business case wordt gesproken over uiteenlopende aspecten die verbeteren, zoals flexibiliteit, duurzaamheid en kostenreductie. Ook het onderdeel flexibiliteit zou hierbij nog op kosten moeten worden gezet. De aanzienlijk kortere bouwtijd van een zuivering bij grote nieuwbouwprojecten kan, zeker internationaal, een grote meerwaarde hebben. De 1ste generatie van de MDR kenmerkt zich door het gebruik van conventionele zuiveringstechnieken, binnen een modulair concept. Dit modulaire concept wordt reeds succesvol toegepast in andere sectoren (onder andere modulaire bouw van hotels).

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm 6 juni 2012


Definitief rapport

Om de aantrekkingskracht van het concept te benadrukken is het aan te bevelen juist de echte verbetering verder te onderzoeken en benadrukken. In de huidige business case wordt deze vraag nog niet expliciet beantwoord. Een kostenbesparing van 17% à 24% (zie pagina 30 van de business case) kan, gezien de benodigde omvangrijke investeringen, in dit kader wel eens onvoldoende baanbrekend zijn. Wanneer deze vraag wordt beantwoord, kan dit een sterke stimulans voor de verdere ontwikkeling opleveren. Vooruitlopend op de financiële onderbouwing wordt opgemerkt dat WBL bij de berekeningen een aantal potentiële voordelen van het MDR concept nog niet heeft toegekend (onder andere mogelijke voordelen in rioolstelsel).

4.4

Stimuleren van innovaties Om ook in de toekomst een succesvol concept te vermarkten is continue innovatie nodig. De vraag hierbij is, prikkel je continu nieuwe partijen om met innovaties te komen of zoek je dit bij vaste partners? Voor de beantwoording van deze vraag is een analogie te trekken met de transportsector. Voor fabrikanten van vrachtwagenmotoren is het noodzakelijk aan de Europese richtlijnen te voldoen, omdat de fabrikanten anders niet bij de markt kunnen komen. Een vaste partner heeft kennis van het toegepaste concept inclusief alle details. Deze partner heeft dus een voorsprong bij de ontwikkeling van nieuwe technologieën. Waarom zou deze partij dan niet de innovatie leveren? In ketens is het algemeen afspraken te maken over een kostprijs of kwaliteitsverhoging door innovatie. Wordt in een vastgestelde periode niet aan de afspraak voldaan, kan dit consequenties hebben voor de positie van de partner. Juist door een vaste partner te hebben is de kans dat innovaties naar de markt gaan vloeien groter, omdat het risico van de innovatie veel lager is.


9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm - 15 -

6 juni 2012

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm 6 juni 2012


Definitief rapport

5

FINANCIËLE ONDERBOUWING

5.1

Investeringskosten Er is in het vooronderzoek een uitgebreide financiële raming en berekening gemaakt. Alle details van de raming kunnen niet worden gecontroleerd maar gezien vanuit het punt van financiële risico’s is de raming volledig. Daarbij zijn bij de berekeningen een aantal voordelen van het MDR concept nog niet toegekend. Er is dus conservatief gerekend. Dit betekent dat het berekende financiële voordeel eerder hoger dan lager zal uitpakken. Door WBL zijn investeringen geraamd voor een conventionele zuivering en het MDR concept. Ter controle is op basis van het kostenmodel bij Royal Haskoning (RH) een raming gemaakt voor een conventionele bouwwijze van het UCT-concept en een Nereda®. De vergelijkende resultaten zijn gepresenteerd in onderstaande figuur.

25,000,000

investering

20,000,000 uct - conv RH UCT conv WBL UCT MDR WBL Nereda MDR WBL Nereda conv RH

15,000,000

10,000,000 5,000,000 0 0

20000 40000 60000 80000 100000 120000 i.e.

De raming voor UCT conventioneel van Royal Haskoning (hierna te noemen RH) en WBL liggen redelijk bij elkaar gelet op de nauwkeurigheid van de berekeningen. Op basis van deze vergelijkende toets spreken wij ons vertrouwen uit in de opgestelde business case. Het is ook conform verwachting dat de kosten voor Nereda® door zowel WBL (voor de MDR) als RH (voor conventioneel) lager worden geraamd. De investeringen voor MDR UCT worden door WBL lager ingeschat dan voor een conventionele bouwwijze. De investeringen voor Nereda® zijn mede gebaseerd op ramingen door DHV. Zoals eerder aangegeven lijkt de raming volledig. Wel valt op dat:  Bij MDR lagere investeringen worden verondersteld een gevolg te zijn van:  Bovengrondse- en compactere bouw. Bovengrondse bouw is doorgaans goedkoper. Conventioneel kan echter ook compact worden gebouwd.


9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm - 17 -

6 juni 2012



 

Kortere realisatietijd voor ontwerp en engineering. Hierbij wordt er van uitgegaan dat bij conventionele bouw iedere installatie uniek is. Indien binnen een conventioneel concept voor een standaard proces, ontwerp en bouwfilosofie is gekozen, zullen ook de ontwerpen engineeringfase sneller verlopen. MDR heeft bovendien het voordeel van standaard uitgeëngineerde modules die tijdwinst zullen opleveren.  Korter realisatietijden in bouwfase. Deze is deels gebaseerd op een traditionele aanbesteding voor een conventioneel ontwerp (VO/DO/bestek). Echter, een conventionele installatie kan ook op basis van design & construct worden gemaakt. Om de vergelijking volledig te maken zou dit meegenomen moeten worden, aangezien de verwachting is dat design & construct de toekomst zal worden.  Seriematig prefabricage van de modules. Dit geldt alleen als wordt uitgegaan van een beperkt aantal modules waarvan de tekeningen ‘op de plank’ liggen en de fabricage op basis van een repetitief effect diverse keren wordt uitgevoerd waarbij kinderziektes eruit zijn gehaald. Bij MDR wordt gerekend met een lagere bouwrente (5 tegenover 3,5%). Bij MDR wordt gerekend met een lagere ABK AK W&R (20 tegenover 22%).

Samenvattend kunnen we opmerken dat de MDR leidt tot lagere investeringen. Wel zijn er een paar aandachtspunten genoemd om de veronderstelde besparingen te valideren.

5.2

Jaarlijkse kosten Jaarlijkse kosten omvatten afschrijving, energie, chemicaliën, onderhoud, bediening en personele inzet. Chemicaliën zijn conform de rapportage van WBL bij de verschillende variante niet onderscheidend. Hiermee stemmen we in. 

Afschrijving. Dit is gekoppeld aan de investering.



Energieverbruik De gerapporteerde energieverbruiken voor conventioneel- en MDR UCT liggen in dezelfde orde van grootte. De opgegeven getallen vallen in de normale range en geven geen aanleiding om aan te nemen dat ze niet correct zouden zijn. Ook de opgave van een lager energieverbruik bij De Nereda® is conform onze verwachtingen.



Onderhoud en personele inzet Bij de MDR variant worden deze kosten circa 20% lager verondersteld op basis van de volgende overwegingen:  Toepassen ‘plug and play’ principe. Dit geldt echter alleen voor de voortrein en eventueel later de natrein. Voor de middentrein is er nog geen echt ‘plug and play’ principe, hoewel dit bij Nereda® en een juist gekozen schaalgrootte van de modules zeer goed mogelijk is.  Doorvoeren van uniformiteit en standaardisatie. Het is de vraag in hoeverre MDR zich hierbij onderscheid van conventionele bouw. Verschillende waterschappen hebben door het invoeren van een geüniformeerde ontwerp en bouwfilosofie gekoppeld aan een onderhoudsfilosofie ook uniformiteit en standaardisatie doorgevoerd. In hoeverre is de MDR hier dus voordeliger?

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm 6 juni 2012


Definitief rapport









Uniformiteit en standaardisatie rechtvaardigen de exploitatie van een centrale werkplaats en magazijn. Als bij conventioneel bouwen ook gekozen is voor standaardisatie en uniformiteit is dit ook goed mogelijk. In hoeverre is MDR hier werkelijk voordeliger? Toepassen integraal ontwerpen in de engineeringsfase. Dit heeft eigenlijk te maken met procedures, denken werkwijze tijdens deze fase. Mijn inziens staat dit los van de vraag of er modulair wordt gebouwd of niet. In hoeverre is MDR hier werkelijk voordeliger? Toepassen van RAMS management en levensduurkostenberekeningen (LCC) verhoogt betrouwbaarheid van apparaten en machines. Ook hier praten we over procedures, denken werkwijze in het ontwerpen en engineeren van installaties ongeacht de bouwwijze. In hoeverre is MDR hier werkelijk voordeliger? Toepassen professionele onderhoudstechnieken en methodes. Waarom is dit specifiek geldig voor MDR en zou dit niet binnen conventionele installaties gelden? In hoeverre is MDR hier werkelijk voordeliger?

Samenvattend kan worden gesteld dat het financiële voordeel op het gebied van onderhoud en personele inzet meer gekoppeld is aan standaardisatie, uniformiteit en een ontwerpfilosofie. De directe link naar modulair bouwen komt nu nog onvoldoende tot uiting. De vraag is daarom of het veronderstelde voordeel daadwerkelijk geldt in vergelijking met een conventioneel systeem, waarbij dezelfde standaardisatie, uniformiteit en ontwerpfilosofie kan worden toegepast.


9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm - 19 -

6 juni 2012

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm 6 juni 2012


Definitief rapport

6

ROLSELECTIE EN BESLUITVORMING

6.1

De rol van het Waterschapbedrijf Limburg De business case eindigt op pagina 36 met de conclusie: ‘Het Waterschapsbedrijf Limburg zou, rekening houdende met het resultaat van de octrooi-aanvraag, haar gedachten dienen te vormen over de meest optimale rol van het bedrijf in het traject van commercialisatie. De precieze invulling van deze rol, de organisatie- en bestuursvorm van deze activiteit zal onderwerp moeten uitmaken van een vervolgstudie. Wij beschouwen het potentieel van de MDR echter van een dergelijke aard dat deze analyse het opzetten van een aparte activiteit niet mag uitsluiten.’ Voor wat betreft de rol is op hoofdlijnen onderscheid te maken in de rol van klant of die van ontwikkelaar. In de rol van klant laat WBL de ontwikkeling van de MDR (hoofdzakelijk) over aan de markt. WBL is in dit geval als klant afnemer van het ontwikkelde product. In de rol van ontwikkelaar blijft WBL actief betrokken bij de doorontwikkeling en vermarkting van de MDR. Belangrijk bij de keuze en invulling van de rol is die zaken op te pakken waarvoor je logischerwijs de meest geschikte partij bent. Bij het vaststellen van de meest passende rol moet evenwicht worden aangebracht in de doelstellingen vanuit de huidige kerntaak en de ambities van de organisatie. De aanbeveling hierbij is om in ieder geval de rol van ontwikkelaar en klant goed te splitsen. Parallel daaraan is een principiële discussie de vraag waar de taak van WBL als overheid eindigt. De MDR is een goed concept, een initiatief die je als overheid zeker moet blijven initiëren. Maar wat is nu de rol die WBL bij de ontwikkeling het beste zou kunnen innemen? Met de aanvraag van het octrooi wenst WBL aandacht te vestigen op de ontwikkeling. Tevens geeft WBL aan meer bedrijfsmatig te willen werken. Via bijvoorbeeld een N.V. met ‘onderliggende’ B.V.’s (PPS) acht WBL het mogelijk met winst de kosten naar beneden te brengen. Het vermarkten van het MDR concept wordt hierbij als kans gezien. Met het aanvragen van het octrooi kan de indruk worden gewekt dat WBL zelf ontwikkelaar wil worden. In dit geval ga je handelen als een geprivatiseerde club wat moeilijk is te combineren met de publieke taken. Gesteld dat WBL een geprivatiseerde organisatie zou worden is in de praktijk gebleken dat ex-overheden aanbestedingen niet altijd winnen. Wanneer je het product zelf gaat ontwikkelen, draag je naast de winst ook zelf de risico’s. Deze situatie lijkt op voorhand niet wenselijk. De rol van primaire ontwikkelaar valt buiten het overheidsdomein en is daarmee in de optiek van het expert panel niet de meest aantrekkelijke voor WBL. Advies is als organisatie te blijven bij de eigen kerntaak en het concept verder door te ontwikkelen in samenwerking met marktpartijen. Het proces waarbij je aanhaakt bij één of meerdere partners kan in verschillende varianten worden opgepakt, waarbij je het proces zelf trekt, of iemand zoekt die dat wil doen. Om een uitspraak te doen over de gewenste exacte rolinvulling is een beeld nodig van het bestuur met betrekking tot de positionering van WBL, handhaven van Gemeenschappelijke Regeling, overheids N.V. met aparte B.V.’s. Uit dit beeld volgt een antwoord op de wens vanuit het publieke domein; wat willen wij eraan over houden?


9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm - 21 -

6 juni 2012

De afvalwatersector kan worden geclassificeerd als een klassieke conservatieve sector, met een relatief lage verandersnelheid. Juist voor aansprekende innovaties biedt dit kansen. Bijvoorbeeld met Harnaschpolder heeft het Hoogheemraadschap van Delfland zichzelf in bestuurlijke en ambtelijke zin een dienst bewezen door zich als innovator op de markt te zetten. In die zin is hun naam voor een lange periode op de kaart gezet. Als WBL de MDR succesvol doorzet straalt het sowieso af op hun besturen en de organisatie. Daar zit ook aan vast dat de mate waarin het beklijft afhankelijk is van de mate waarin men bereid is om zich kwetsbaarder op te stellen. Het advies is om snel te zoeken naar een partnerschap, die bij voorkeur in competitie tot stand gaat komen (zie onderdelen aanbestedingen en publiek-private samenwerking). Door dit op een professionele manier te doen worden de organisatie en de besturen op scherp gezet. WBL zal hiervoor ook vaardigheden en expertises aan zich moeten binden die ze nu nog onvoldoende in huis hebben. Door dat te doen, verhoogt de arbeidsvreugde en versnelt de leercurve. Deze veranderingen vragen van WBL een positie waarin ze zichzelf buiten de eigen comfortzone begeeft. Hiermee wordt bedoeld dat het traject een grote verandering teweeg zal brengen, ten opzichte van de huidige dagelijkse taakuitvoering. Heel andere samenwerkingsverbanden en typen kennis en competenties zijn nodig om het proces succesvol uit te voeren. Dit betekent ook dat WBL het verhaal waarschijnlijk weer een stuk zou moeten loslaten om zich door de markt te kunnen laten verrassen.

6.2

Besluitvorming Het eerste bestuurlijke besluit dat moet worden genomen betreft de beslissing of aan het MDR concept een vervolg wordt gegeven en zo ja, in welke vorm en vanuit welke rol. De besluitvorming omtrent de MDR wordt gezien als een bepalende factor in het proces. Het publieke besluitvormingstraject is bij veel publiek-private samenwerkingen het meest gecompliceerde onderdeel, wat ervoor kan zorgen dat initiatieven niet van de grond komen. Praktijkvoorbeeld is het transportproject Valburg. Dit is uiteindelijk niet van de grond gekomen omdat de publieke partijen er samen niet uit kwamen. En dit terwijl ze allemaal geacht worden hetzelfde belang voor ogen te hebben. Het gaat er dus om dat het bestuur vanaf de start voldoende achter de plannen staat. De keuze die nu gemaakt moet gaan worden, of ze het zelf gaan doen of via de markt, is al een hele lastige. Ook alle stappen die daarna komen zijn heel lastig, de besluitvorming over de aanbesteding, de winnende partner, et cetera. Indien de gezichten niet geheel één kant op staan, is dit een bepalende factor van belang. Advies is daarmee dit uitgebreid na te gaan. De kern in het hele verhaal is het andere paradigma dat wordt geïntroduceerd rond de RWZI. Het is een wijziging in het concept, van de vaste immobiele infrastructuur, naar een flexibel concept waarbij niet meer de techniek maar het effect voorop staat. Op het moment dat de zaken op deze manier worden benaderd, kan impliciet de vraag naar voren komen wat de rol van het waterschap/zuiveringsbedrijf eigenlijk nog is. Op het moment dat je op deze manier in staat bent met technische oplossingen om te gaan, moet je eigenlijk helemaal terug naar de kern van datgene dat je als publiek wilt en wat je publiek c.q. privaat wilt realiseren. Als het ware moet ook de hele publieke constructie opnieuw worden doordacht.

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm 6 juni 2012


Definitief rapport

Dit voert natuurlijk weer een aantal stappen verder, want dan zouden alle uitvoeringsactiviteiten steeds verder kunnen worden losgekoppeld van het besluitvormingsforum. Dit is ook een consequentie die aan deze filosofie vastzit. Een andere verhouding tussen besluitvorming, normstelling en uitvoering wordt verkregen. Met de realisatie van de MDR filosofie verandert dus ook WBL, want wanneer je dit niet zelf gaat doen maar het laat doen, wat is dan nog precies de kern van WBL?


9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm - 23 -

6 juni 2012

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm 6 juni 2012


Definitief rapport

7

WIJZE VAN AANBESTEDEN

7.1

Type aanbesteding Wanneer je als overheid iets wil hebben, moet je dit aanbesteden. Dus wanneer WBL ervoor kiest het concept niet primair zelf door te ontwikkelen, is een aanbesteding nodig. Dit kan conventioneel via een bestek, maar ook via een ander concept zoals een PPS waarbij je op zoek gaat naar één of meerdere partners. Omdat het concept nog verder ontwikkeld zal moeten worden is een conventionele aanbesteding via een bestek geen logische optie. De voorkeur zal uitgaan naar een uitvraag waarbij wordt gezocht naar partners om het concept gezamenlijk verder door te ontwikkelen en implementeren. Voor de uitvraag zijn twee mogelijke typen aanbestedingen te onderscheiden: Europees en onderhands. Bij de keuze voor het type aanbesteding is het advies te trachten zoveel mogelijk vrijheid te behouden. Hoewel dit tegenstrijdig klinkt biedt een Europese aanbesteding meer vrijheid dan een onderhandse aanbesteding. Wanneer Europees wordt aanbesteed, kan bij een nieuwe uitvraag die ruim genoeg is een vervolg aanbesteding worden vermeden. Bij een onderhandse aanbesteding is het risico van een vervolg aanbesteding er wel, waardoor continue alertheid nodig is. Een onderhandse aanbesteding wordt daarom als riskant gezien. Tevens bestaat het risico dat je ongewenst partijen die de kennis wel hebben bij een onderhandse aanbesteding niet uitnodigt. Doel van de aanbesteding is expertise uit de markt te mobiliseren. Voor innovaties geldt dat je zelf deze partijen niet altijd kent. In de zoekopdracht moet precies worden aangeven wat het plan is. Bijvoorbeeld dat eerst één installatie binnen het eigen beheergebied wordt gebouwd, met een uitloop naar meerdere installaties. Maar ook om als het concept werkt tot een echte PPS te komen of een aandeelhouder te worden in de B.V. die dat op moet gaan zetten. Graag wil het expertpanel WBL erop attenderen dat het risico’s met zich mee kan brengen vroegtijdig gesprekken met mogelijke partners te voeren. In het kader van een aanbesteding kan teveel voorkennis bij deze partijen hun positie compliceren. Oplossing voor dit laatste is de organisatie van een marktconsultatie, of de verspreiding van gespreksnotities bij de aanbestedingsdocumenten.

7.2

Recente ontwikkelingen Op Europees niveau zijn recentelijk nieuwe conceptrichtlijnen opgesteld voor een nieuw type aanbestedingsvorm, namelijk die van een innovatie partnerschap. Hoewel dit op de korte termijn nog geen bestaande mogelijkheid is, kunnen veel aspecten nu wellicht onder de huidige concurrentiegerichte dialoog en onderhandelingsprocedure worden gebracht. De conceptrichtlijnen geven nu al aan dat de ontwikkeling die kant op gaat. Onder het nieuwe recht, als dat in werking gaat treden, komen de concurrentiegerichte dialoog en de onderhandelingsprocedure met bekendmaking op één lijn te staan. In dit geval kan worden gekozen uit:  eerst praten en dan een inschrijving; de concurrentiegerichte dialoog;  eerst een inschrijving en aan de hand daarvan praten; onderhandelingsprocedure.


9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm - 25 -

6 juni 2012

7.3

Selectie- en gunningcriteria Het doel van de aanbesteding is de partijen te selecteren die een bijdrage kunnen leveren aan de verdere ontwikkeling (en implementatie) van het concept. Het opstellen van een bestek met productspecificaties is hierbij niet mogelijk en tevens niet wenselijk. Voor de bepaling van de selectie- en gunningcriteria wordt verwezen naar het concept van Gunnen op Waarde. Het algemene principe van Gunnen op Waarde is gebaseerd op de beoordeling van de aangeboden kwaliteit in combinatie met de prijs, in de context van de aanbestedingsregelgeving het vaststellen van de Economisch Meest Voordelige Inschrijving (EMVI). Het concept Gunnen op Waarde wordt in de praktijk op diverse manieren toegepast, wat het rekbaar en algemeen maakt. De uitdaging is de waarde inhoud te geven, om hem vervolgens in de markt te leggen. In de functionaliteit van WBL ligt dat op de functionele outputspecificatie van het apparaat; de gewenste prestaties van de zuiveringsinstallatie. Deze waarde kan het beste door de markt worden bepaald. De markt benoemt hierbij wat ze vinden dat ze kunnen leveren. Bij Gunnen op Waarde geven de partijen zelf aan welke ervaringen ze in willen zetten en verifieerbaar zijn op basis van ervaringen uit het verleden, anders is het immers niet te controleren. Naast het verleden (de verifieerbare ervaringen) zijn voor de verdere ontwikkeling ook elementen gericht op de toekomst van belang. Een van de opties is het vragen naar een concrete visie in de uitvraag. Deze benadering is enigszins vergelijkbaar met een architectenselectie. Je wilt weten wat ze kunnen maken en hoe ze aankijken tegen de voorliggende opdracht, zonder dat deze is uitgekristalliseerd. Het moet transparant zijn, dit kan aan de hand van voorbeelden uit het verleden. Bijvoorbeeld door innovaties te benoemen waarbij de partij in het verleden betrokken is geweest. Maar er moet ook voldoende doorkijk naar de toekomst in zitten, dit kan door een visie op te stellen.

7.4

Tijdsbestek Uitgaande van een aanbesteding, zal hier zeker nog geruime tijd voor nodig zijn. Allereerst zal het interne traject moeten worden opgestart. Ook bij een efficiënt proces zal dit al snel drie tot zes maanden in beslag gaan nemen. Vervolgens kan de aanbesteding worden opgestart. Gezien de specifieke uitvraag kan dit proces snel een jaar in beslag gaan nemen. Inclusief eventuele uitloop zal het al snel anderhalf tot twee jaar duren voor het geheel is aanbesteed. Een sneller proces is mogelijk, vergelijkbaar met de aanpak van de spoedprojecten. Dit vergt wel een hechte interne propositie. De klassieke concurrentiegerichte dialoog kost ongeveer twee jaar, inclusief eventuele rechtszaken. Wanneer de markt wordt uitgedaagd met de vraag hoe je dit zou doen, binnen de grenzen van de Europese aanbesteding voor de concurrentiegerichte dialoog, kan het sneller. Ook de bestuurlijke besluitvorming heeft, zoals benoemd in § 6.2, een belangrijke invloed op het zo juist besproken tijdsbestek.

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm 6 juni 2012


Definitief rapport

8

KANSEN VOOR PUBLIEK-PRIVATE SAMENWERKING (PPS)

8.1

Typen PPS structuren Voor de doorontwikkeling van het MDR concept kan worden gesteld dat een (aantal) partner(s) wordt gezocht voor de langere termijn. Er is immers nog geen bestek. Wel zijn allerlei ideeën al behoorlijk ver uitgewerkt in de business case. Op hoofdlijnen is het mogelijk twee typen PPS te onderscheiden: 1. Gebiedsontwikkeling PPS. Deze bestaat inmiddels circa 50 jaar. Dit zijn eigenlijk joint ventures tussen overheid en bedrijf, voorbeelden zijn Blauwe Stad, Meerstad en Zuidas. Kenmerk van dit type PPS is dat alle risico’s van het project zelf worden gedeeld. In het verleden is deze PPS succesvol geïmplementeerd in hoogtijdagen. In de praktijk blijkt echter dat de inhoud van de deals vaak sterk tegenvalt. Nu ook de conjunctuur tegen zit, vallen veel contracten door het ijs. Rekening en lasten komen vaak aan de publieke kant terecht. 2. Operational lease contracten. Hierbij staat centraal dat een overeenkomst wordt gesloten waarbij overheden iets leasen in plaats van het product te kopen. Voor WBL is het belangrijk goed na te denken over welk van bovengenoemde opties het beste bij de organisatie past. Kenmerkend voor de gebiedsontwikkeling PPS zijn de grote kansen zolang het goed gaat, maar ook de enorme risico’s. Indien gekozen wordt voor operational lease, is het aan de marktpartij het product daadwerkelijk te realiseren en leveren. De risico’s liggen hierdoor bij de markt. Advies is bij dit traject de culturele aspecten van de organisaties objectief te laten evalueren om te komen tot een inhoudelijk sterke overeenkomst, zonder je te laten leiden door onderbuik gevoelens. Over de financiële sturing en risico-allocatie kunnen op hoofdlijnen twee algemene risico’s worden benoemd: 1. De publieke partij staat in de praktijk vrijwel altijd zwakker dan de private partij. De private partij is doorgaans sterker, beter en scherper op geld. Aan publieke zijde spelen ook heel andere dingen een rol, geld kan daarmee het kind van de rekening zijn. Dit laatste kan nog sterk per publieke partij verschillen. Deze omstandigheid kan de samenwerking wel kwetsbaar maken. Het is daarom wenselijk te zorgen voor een financiële relatie waarbij de publieke partij aan de voorkant sterker staat dan de private partij. 2. Voor risico’s is het essentieel dat goed gebruik wordt gemaakt van de competitieve ofwel concurrentiegerichte dialoog. In de praktijk is het mogelijk het gesprek aan te gaan met een private partner, waarbij wordt aangegeven dat er allerlei risico’s zijn. Doel is op zoek te gaan naar de wijze waarop dit het beste gealloceerd kan worden. Als opdrachtgever geef je hierbij aan bereid te zijn risico’s te nemen, te delen en te laten. Doel is samen te komen tot de in totaliteit beste oplossing. Aanbeveling is daarbij de concurrentiegerichte dialoog te laten ondersteunen door erkende professionals.


9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm - 27 -

6 juni 2012

8.2

Samenwerkingsverband en invulling samenwerking Voor de ontwikkeling van de MDR is het advies op zoek te gaan naar partners voor een langdurig strategisch samenwerkingsverband. De keuze voor deze partners is afhankelijk van de bijdrage die zij kunnen leveren aan de cruciale waarden van het MDR concept. Er moet immers worden gekozen voor partijen waarmee je in de keten de grootste voordelen kunt behalen. De voordelen zijn doorvertaald in de waarden en het onderscheidende vermogen. Doel is de MDR uiteindelijk internationaal te vermarkten. Leveranciers van technologie en inhoudelijke kennis kunnen wereldspelers zijn. Keerzijde is dat de bedrijfsvoering altijd lokaal is, en service en dienstverlening dus lokaal moet zitten. Daarmee zijn in de operationele fase altijd lokale partijen nodig, die waarschijnlijk onbekend zijn. Ook bij de keuze voor de samenwerkingspartner komt de vraag naar voren wat de meest geschikte rol voor WBL is. Het geheel is een moeilijk proces met veel nieuwe dingen. Het proces zorgt voor een grote aantrekkingskracht en steile leercurve. Afhankelijk van de door WBL gekozen rol kiest WBL de samenwerkingspartners of laat dit over aan een marktpartij, nadat ook deze marktpartij eerst door WBL is geselecteerd. Voordeel van de laatste optie is dat WBL af is van de discussie over hoever de organisatie mag gaan. De trekkende rol ligt dan immers bij de marktpartij. Wat betreft de invulling van het samenwerkingsverband lijkt een overgroot deel van de uitvoerende activiteiten te komen van de markt, daar zit de meeste kennis en ervaring met dergelijke innovatieve trajecten. Binnen het samenwerkingsverband dient WBL in ieder geval de rol van launching customer in te vullen. Enerzijds biedt dit enorme kansen voor de technologie om zich in de praktijk te bijwijzen. Anderzijds enorme kansen voor WBL zelf. De succesvolle lancering van het nieuwe zuiveringsconcept zal namelijk enorm veel aandacht opleveren en een grote aantrekkingskracht genereren. Een vergelijking kan worden gemaakt met de PPS voor de RWZI Harnaschpolder. Bijna tien jaar na de start van de PPS is er nog steeds veel aandacht voor. Het gaat hier over een concept met zeer langjarige effecten. Passend is hier een vehicle bij te bedenken, waardoor er voor WBL op een of andere manier voordeel uit voort blijft komen (imago en financieel). Dit kan zijn door de naam WBL aan de oorsprong te blijven koppelen en door op financieel gebied afspraken te maken. Een mogelijk optie is de toepassing van een soort ‘finders fee’. Dit wil zeggen dat WBL als launching customer voor elke succesvolle vermarkting van het concept een financiële vergoeding ontvangt. Voor dergelijke afspraken is het eerder besproken octrooi niet noodzakelijk.

8.3

Condities Grofweg zijn twee condities te onderscheiden waarbij het succesvol tot stand brengen van PPS gunstiger zal zijn: 1. Kernpartijen hebben geen andere optie dan de samenwerking. Ze staan met de rug tegen de muur. Wanneer de urgentie zodanig is dat je geen tijd hebt andere opties te overwegen.

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm 6 juni 2012


Definitief rapport

2. Wanneer de complexiteit vooraf al wordt gereduceerd, bijvoorbeeld in een groene weide situatie. Dit kan door te zoeken naar locaties met een relatief beperkt aantal partijen, overzichtelijk veld en een situatie die grotendeels zelf kan worden gecreëerd. De verwachte investeringssom is circa € 15 miljoen. Het betreft een innovatie en is daarmee deels experimenteel. Binnen WBL zal een grote dynamiek worden aangebracht door de verschillende ontwikkelingen. Dit levert frictie, spanning en ingewikkeldheid bij de aanbestedende organisatie op. Dit heeft ook zijn reflectie aan de andere zijde van de tafel (deze partij wordt ook uit de comfortzone getrokken). In dit geval zijn twee opties mogelijk: 1. Heel snel ‘quick en dirty’ met iemand in zee gaan, zonder dat afspraken echt goed zijn uitgewerkt. Dit is af te raden, het gaat alleen tot pijn en teleurstelling leiden. 2. Je doet het goed. Dat betekent dat de organisatie een ingewikkelde competitieve dialoog door moet, waardoor de kosten aan beide kanten van de tafel hoger zullen zijn. Daarbij moet echter rekening worden gehouden met een paar ton investering per partij en één tot anderhalf miljoen aan WBL zijde (bij een goede voorbereiding). € 15 miljoen kan dan heel beperkend zijn.

8.4

Invloed op business case Een PPS heeft als effect dat veel meer de private sector naar binnen wordt gehaald en de organisatie dus veel meer vastzit aan bedrijfsmatig werken. In een willekeurig andere business case was een onmiddellijke consequentie dat de rol en de functie van risico waarderen en risico beprijzen verandert. De business case van de MDR is momenteel opgesteld binnen het publieke domein. Wanneer deze wordt heroverwogen binnen een privaat domein, wordt je geconfronteerd met het feit dat risico’s op een andere en zwaardere manier worden gewaardeerd en in beschouwing genomen. Voorbeeld aan de financiële kant is de rekenrente van 4,75%, met in de gevoeligheidsanalyse een test met 3,75% of 5,75%. Dit is een heel traditionele manier om naar risico’s te kijken. Zodra dit in het private domein gaat worden getrokken, krijg je te maken met financiers die eisen stellen en investeerders die diagnoses stellen. Met als gevolg heel andere typen kosten van kapitaal die veel sterker afhangen van het risicoprofiel. De verwachting is dat de private kant een andere risicowaardering kent. De kans dat er differentiatie plaats gaat vinden is veel groter. Los van de institutionele vraag is het verrijkend vooraf rekening te houden met de private beprijzing van het geheel. Dit heeft enorme implicaties en is het pijnpunt geweest van een aantal overheden die de afgelopen jaren deze transities door hebben moeten maken. Een effect is dat alle impliciete verzekeringen, die een overheid gratis aanbiedt ineens worden meegenomen in de prijs. Het hele vak van afvalwater zuiveren wordt in zijn totaliteit duurder, omdat de impliciete garanties van de belastingbetaler aan het waterschap worden vervangen door iemand die dit commercieel moet beprijzen. Wanneer WBL een meer regisserende rol krijgt in het geheel, ontkom je er niet aan het perspectief vanuit de private sector een belangrijke rol te laten spelen.


9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm - 29 -

6 juni 2012

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm 6 juni 2012


Definitief rapport

9

INTERNATIONALE VERMARKTING

9.1

Internationaal perspectief Het internationale perspectief van MDR wordt als zeer hoog ingeschat, zowel in geïndustrialiseerde landen als ontwikkelingslanden. Wat betreft de laatste categorie wordt er tot dusver nauwelijks rioolwater gezuiverd. In Azië circa 30%, in Zuid-Amerika circa 15% en in Afrika wordt nog nauwelijks rioolwater ingezameld. Knelpunten in deze achterstand zijn de beperkte civiele infrastructuur zoals riolering, pompstations, RWZI’s, maar ook de hoge onderhoudskosten van zuiveringen. Daarnaast speelt natuurlijk een zeer gebrekkige institutionele ontwikkeling met een minimum aan kostendekking. Veel ontwikkelingsprojecten (donoren) hebben een geprojecteerde tijdsduur van circa 30 jaar waardoor er een enorme misvatting ontstaat tussen een veel te groot geleverde rwzi en een veel te klein rioolstelsel, ontbrekende pompstations, etc. De geschetste MDR ontwikkeling kan een zeer positieve bijdrage leveren aan een verbeterde sanitatie door decentrale en modulaire implementatie. Zo kunnen pompstations worden vermeden en enorme besparingen op rioleringen worden gerealiseerd (vooral in Afrika een probleem). Verder speelt MDR in op voortschrijdende wetgeving waarbij in eerste instantie de eisen ten aanzien van CZV/BZV en zwevende stof wordt gerealiseerd om te zijner tijd te worden uitgebreid voor nutriënten. Eén en ander kan leiden tot een enorme versnelling van implementatie! Verder lijkt het erop dat het MDR model eenvoudiger kan worden toegepast in combinatie met een gewijzigd business model (joint ventures, revolving funds) waarbij de assets niet door de overheid hoeven te worden aangeschaft en dus een veel lagere druk legt op de overheid. Het verdient aanbeveling om deze aspecten van het MDR model verder uit te werken. Qua technologie is in (sub)tropische landen de anaërobe (voor)zuivering interessant om mee te nemen in het MDR aanbod. Boven een temperatuur van 18°C is een anaërobe rioolwaterzuivering een bewezen technologie. Voor het bereiken van de effluenteisen wordt deze gecombineerd met aërobe zuiveringstechnieken. Het Nederlandse bedrijf Paques is reeds actief in Brazilië wat betreft rioolwaterzuivering. Anaërobe tanks zijn relatief eenvoudig te fabriceren en zijn ook relatief eenvoudig modulair op te zetten. Gelet op de zeer grote behoefte aan rioolwaterzuivering wereldwijd heeft deze toepassing een zeer groot potentieel! Er zijn tevens grote kansen in de zogenaamde transitielanden (zoals Oost-Europa, Rusland) waar op korte termijn veel nieuwe zuiveringen dienen te worden gebouwd. Verder is zuiveren op de plek met terugwinnen van gezuiverde effluenten en overige grondstoffen wereldwijd zeer actueel. Het MDR concept maakt het mogelijk snel op marktvragen in te spelen wat haaks staat op de huidige civiele projecttijden van 30 tot 50 jaar. Internationaal opererende bedrijven zoals Veolia maar ook Evides proberen in te spelen op deze vraag. Ten aanzien van de internationale vermarkting is het belangrijk in gedachte te houden dat het in het verleden geen enkele overheidsinstantie is gelukt een concept succesvol internationaal te vermarkten. Ook niet met een octrooi. Het advies is de juiste partner te zoeken voor de internationale vermarkting en de eigen rol in dit geheel te decompliceren. Het is immers niet de primaire taak van WBL het concept internationaal te vermarkten. Second opinion MDR Definitief rapport

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm - 31 -

6 juni 2012

Uiteraard is een verdienmodel in dit kader wel op zijn plaats, zoals ook het geval is bij de Nereda® (financiële baten voor de STOWA) en het BCFS® proces (financiële baten waterschap Groot Salland), zie § 4.2. Voor de succesvolle vermarkting is een referentieproject cruciaal. Men wil alleen investeren in een bewezen technologie. Voor de vermarkting zou het zeer waardevol zijn eerst een installatie te realiseren in Limburg (WBL als launching customer) om het concept vervolgens internationaal te vermarkten. WBL heeft daarmee een grote invloed op de mogelijkheid het concept succesvol internationaal op de markt te zetten. De positie van ‘launching customer’ biedt interessante kansen om WBL nationaal en internationaal te positioneren. Wat betreft de meest geschikte locaties is een gedegen vooronderzoek nodig. Centraal item in dit onderzoek is de synergievoordelen die de MDR oplevert voor de omgeving, bijvoorbeeld de levering van energie, productie van grondstoffen of levering van water. In het verleden zijn hiervoor locaties benoemd als Geleen (nabij Chemelot) en Maastricht (nabij Sappi).

9.2

Nuttig gebruik van effluent als drijfveer Meervoudig water(her)gebruik wordt momenteel toegepast waar de beschikbaarheid over zoetwater onder druk staat. In Nederland zijn de locaties in Emmen (NAM), Zeeuws-Vlaanderen (DOW) en Westland (Delfluent Services) het meest bekend. In drogere gebieden (zoals Zuid-, -Midden en Oost-Europa, Arabische Golf, NoordAfrika en het Zuiden van de Verenigde Staten) is hergebruik van stedelijk water meer en meer geaccepteerd. Vooralsnog betreft het hier een sequentiële toepassing waarbij gezuiverd effluent van (gecentraliseerde) RWZI’s wordt opgewerkt tot lokaal geldende restricties. De biologische zuivering bestaat doorgaans uit actief-slibsystemen (Ulbas, carrousels, etc.) die volgens de gebruikelijke civiele standaarden zijn ontworpen en in beton zijn uitgevoerd. Met name in die gebieden waar de rioolwaterzuivering nog in ontwikkeling is biedt de geschetste MDR interessante mogelijkheden om snel in te springen op de toenemende vraag voor zuivering en toenemende vraag voor zoet water. Decentralisatie speelt hierbij een belangrijke rol. Veel snel groeiende wereldsteden zijn gelegen aan de kust. Riolering is normaliter gebaseerd op vrij-vervalsystemen, wat betekent dat de meeste zuiveringen aan zee liggen waarbij grote hoeveelheden effluenten vrijkomen op plekken waar geen mogelijkheid bestaat voor hergebruik. Gevolg is dat distributie van gezuiverd effluent een nieuw (kostbaar) netwerk behoeft. Als alternatief wordt op sommige plekken het water via wegtransport getransporteerd in tankertrucks vanuit de zuivering terug naar de stad waar behoefte is aan water (bijv. Sana’a, Yemen). Bij geïntegreerde planning wordt gezocht naar kostenoptimalisatie voor inzameling, zuivering, distributie en wordt meer en meer gedacht aan een gedecentraliseerd concept. In een stad als Merida (Mexico) zijn diverse decentrale zuiveringen in bedrijf genomen die lokaal ingezameld water zuiveren tot een bruikbare kwaliteit nodig voor vergroening van de stad. Interessant gegeven is dat dit de duurdere wijken betreft. Hoewel een RWZI meestal wordt ervaren als een nimby-systeem (not in my back yard) weegt het voordeel van stadsvergroening op tegen gepercipieerde nadelen. Randvoorwaarde is dat er geen geur/stank overlast mag zijn. Deze locaties zijn ideaal voor het MDR concept. Indien bij een eventuele centralisatie de lokale zuivering overbodig zou worden kan deze kosteneffectief worden ontmanteld.

9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm 6 juni 2012


Definitief rapport

Op enkele plaatsen is waterhergebruik onderdeel van het strategische waterbudget. In Jordanië wordt momenteel 70% van het gezuiverde water strategisch ingezet voor agrarische productie. Het ligt in de bedoeling dit naar 100% op te schroeven waarbij de hoeveelheid te behandelen rioolwater snel toeneemt. Singapore heeft een stedelijke watercyclus waarbij het stedelijk water via riolering wordt ingezameld en opgewerkt als NEWater tot drinkwaterkwaliteit. Het gezuiverde water wordt voor 95% ingezet als industrieel productiewater. Bij gepland waterhergebruik ligt het belang van een RWZI tweeledig: zuivering van ingezameld rioolwater en productie van kwaliteitswater. Indien de waterproducent (RWZI) en de watergebruiker (industrie, landbouw, stad) dicht bij elkaar liggen kan enorm op transport van water worden bespaard. Kleinere netwerken met minder stagnante zones zijn tevens minder gevoelig voor biologische nagroei. Wat betreft zuivering ten behoeve van hergebruik liggen er enorme uitdagingen voor grote (internationale) bedrijven die voor hun productie veelal afhankelijk zijn van zoetwaterbronnen. Deze behoefte lijkt in competitie met de behoefte aan schoon drinkwater voor de lokale bevolking. Bedrijven als DSM maar ook Akzo en Shell zijn wat betreft water gericht op duurzame relaties met de lokale bevolking waarbij geen plek is voor competitie voor zoet water. Aangezien industrieel productiewater uit elke bron kan worden gemaakt is een dergelijke competitie ook niet nodig. Grote bedrijven kunnen op deze wijze worden betrokken bij de inzameling van stedelijk (riool)water en op deze manier een bijdrage leveren aan het sanitatievraagstuk in veel ontwikkelingslanden. Ook zuivering en opwerking zou (deels) door deze bedrijven gedragen kunnen worden. Uiteindelijk is voor het bedrijfsleven de hoeveelheid beschikbaar productiewater van belang. Ontzouten van zeewater als alternatief is vele malen duurder en legt tevens een druk op beschikbare fossiele brandstoffen. De overtuiging is aanwezig dat met name in ontwikkelingslanden en snel groeiende economieën het bedrijfsleven een belangrijke rol kan en zal spelen bij een adequate inzameling en behandeling van rioolwater in de urbane sector om aan hun eigen watervraag te kunnen voldoen. Hierbij kan tevens een duurzame relatie met de lokale bevolking ontstaan. Flexibele zuiveringen volgens de MDR aanpak bieden hier enorme kansen. Niet in het minst omdat er een enorme kostenverlaging voor de lokale gemeenschap aan vast zit.


9X4034.A0/R002/905268/KdP/Nijm - 33 -

6 juni 2012

Modulaire Duurzame Rioolwaterzuiveringsinstallatie De Nieuwe Standaard

Recommend Documents