กรณีศึกษา
โรงผลิตน้ำในกัมพูชาพอใจกับการประหยัดพลังงานได้ 15%
เราทำให้ราคาในการผลิตน้ำถูกลงมากและได้รับผลกำไรมากขึ้นและเราสามารถจัดหาน้ำให้เพียงพอซึ่งทำให้ลูกค้าของเรามีพึงพอใจ
ในจังหวัดตาแกว (Takéo) ของกัมพูชา บริษัทผลิตน้ำกำลังทำในสิ่งที่พวกเขาสามารถใช้เทคโนโลยีที่มีอยู่เพื่อจ่ายน้ำดื่มไปยังเมืองโฎนแกว (Doun Kaev) ซึ่งเป็นเมืองขนาดเล็ก และหมู่บ้านบริเวณโดยรอบ 45 หมู่บ้านที่มีประชากรอยู่ประมาณ 44,000 คน บริษัทประปาตาแกวเซฟก่อตั้งขึ้นในปี 1995 และได้เติบโตมาอย่างต่อเนื่อง จนถึงปัจจุบัน โครงข่ายการจ่ายน้ำของพวกเขามีระยะทางยาวประมาณ 140 กิโลเมตร (87 ไมล์)
“ด้วยการสูบน้ำมาจากทะเลสาบโรกาขนอง (Roka Khnong) โรงผลิตน้ำดื่มใช้ปั๊มรุ่นเก่าจากอิตาลีหรือจีน เพื่อจ่ายน้ำที่ผ่านการบำบัดออกไปยังโครงข่าย” คำกล่าวของ Sok Por (ผู้จัดการโรงงาน) “ปั๊มเหล่านี้จะได้รับการตรวจสอบโดยใช้มาตรวัดแรงดันเพียงอย่างเดียวเท่านั้น” เขากล่าว “ทีมผลิตที่เตรียมพร้อมอยู่จะเข้าตรวจสอบและประเมินโดยใช้ค่าจากมาตรวัดนี้”
ทุกสิ่งดำเนินการแบบแมนวล โดยใช้ข้อมูลที่ได้จากมาตรวัดแรงดันกับตารางการใช้งานประจำวัน ทีมดังกล่าวจะทำการเพิ่มหรือลดปั๊มน้ำออกจากโครงข่ายการสูบน้ำในแต่ละรอบวัน “หากแรงดันเพิ่มขึ้นและมีค่าเกิน 4 บาร์ เราต้องลดปั๊มลง 1 ตัวเพื่อรักษาเสถียรภาพของแรงดัน ป้องกันน้ำไม่ให้ท่อระเบิดจากแรงดันที่สูงเกินไป โดยทีมที่เตรียมพร้อมดังกล่าวต้องทำการตรวจเช็คเป็นระยะ”
แม้ว่าพวกเขาจะใช้ความพยายามอย่างเต็มที่แล้วก็ตาม แต่ในบางครั้งทีมดังกล่าวก็ประมาณการแรงดันที่ใช้มากเกินไป ส่งผลทำให้ท่อเกิดความเสียหาย ทำให้เกิดน้ำที่ไม่ก่อให้เกิดรายได้ (NRW) ซึ่งเป็นการสูญเสียทั้งน้ำและพลังงานด้วย เขากล่าวเพิ่มเติม ทางโรงผลิตน้ำตาแกวเซฟเคยมีปริมาณน้ำที่ไม่ก่อให้เกิดรายได้ (NRW) สูงถึง 26% ตามที่ประมาณไว้ การเปลี่ยนอะไหล่ปั๊มน้ำที่มีต้นทุนสูง และก่อให้เกิดความไม่พอใจสำหรับลูกค้าในหมู่บ้านที่อยู่ห่างจากโรงผลิตน้ำออกไปไกลสุด
Takéo, Cambodia, water plant technical manager Mr. Sila กล่าวว่า บริษัทของเขาประหยัดพลังงาน 20% จากการสูญเสียน้ำ 13% หลังจากติดตั้งระบบกรุนด์ฟอส “ เราทำให้ราคาน้ำถูกลงและได้กำไรมากขึ้น” เขากล่าว
หมู่บ้านที่ไม่มีน้ำ
ตัวอย่างเช่น หมู่บ้านเพรกปาโอฟ (Prek Pha-Aov) ซึ่งอยู่ห่างออกไปประมาณ 10 กม.(6.2 ไมล์) จากโรงผลิตน้ำ ก่อนหน้านี้น้ำไหลจากก๊อกน้ำเพียงสองสามชั่วโมงต่อวันเท่านั้น ทำให้เป็นเรื่องที่ยากลำบากสำหรับผู้พักอาศัยและธุรกิจท้องถิ่น
“ก่อนหน้านี้ เมื่อไม่มีน้ำ มันเป็นเรื่องที่ยากลำบากสำหรับฉันอย่างมาก” Nab Orn กล่าวซึ่งเป็นผู้พักอาศัยในชุมชนที่บ้านของเธอ “มันดูเหมือนกับว่าฉันต้องการใช้น้ำ แต่ไม่มีน้ำให้ใช้ ไม่มีอะไรเลย”
เธอกล่าวว่า ผลที่เกิดขึ้นคือ ไม่ว่าเธอจะจ่ายค่าน้ำประปาที่ส่งมายังบ้านของครอบครัวของเธอ หรือบางครั้งซื้อน้ำจากหมู่บ้านอื่นก็ตาม “ฉันก็ต้องใช้เงินเป็นส่วนนี้เป็นจำนวนมาก” เธอกล่าว
Nab Orn ซึ่งอาศัยอยู่ใน Prek Pha-Aov กล่าวว่าหมู่บ้านของเธอเคยมีน้ำประปาไหลเพียงไม่กี่ชั่วโมงต่อวัน เธอจึงต้องจ่ายเงินเพิ่มเพื่อได้น้ำมาใช้ “ ฉันใช้เงินไปกับค่าน้ำเป็นจำนวนมาก
การแก้ปัญหา
บริษัท ตาแกว เซฟ วอเตอร์ซัพพลาย ได้ร่วมมือกับทางกรุนด์ฟอสเพื่อนำเอาเทคโนโลยีที่ผ่านการทดสอบแล้วอย่างดีคือ ระบบจ่ายน้ำตามความต้องการ (Demand-driven distribution: DDD) พร้อมกับโมเดลการลงทุนแบบใหม่ที่เรียกว่า “สัญญาจ่ายเงินตามสมรรถนะการทำงาน” (Performance-Based Contract)
สำหรับระบบ DDD นั้น ทางกรุนด์ฟอสได้ดำเนินการเข้าตรวจสอบระบบปั๊มของโรงผลิตน้ำตาแกวก่อนเป็นอันดับแรก ซึ่งรวมการตรวจสอบข้อมูลหลัก เช่น แรงดัน อัตราการไหล และอัตราสิ้นเปลืองพลังงาน Aloysius Chan (ผู้จัดการของ Grundfos Water Utility ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้) กล่าว “ข้อมูลนี้จะเป็นตัวชี้วัดที่ใกล้เคียงที่สุดสำหรับปริมาณน้ำและอัตราสิ้นเปลืองพลังงานที่ก่อให้เกิดรายได้ ซึ่งถือเป็นตัวแปรหลัก 2 ตัว เมื่อเราพิจารณาเรื่องการประหยัดน้ำและพลังงาน”
Mr. Sok Por, Manager of the water plant, กล่าวว่าเขาไม่ได้คาดหวังว่าระบบ Demand-Driven-Distribution ใหม่จากกรุนด์ฟอสจะปรับระบบแรงดันได้ด้วยตัวเอง “ มันได้รับการพิสูจน์แล้วว่ายอดเยี่ยม แสดงให้เห็นว่ามันจะผลิตตามความต้องการ มันตรงกันข้ามอย่างสิ้นเชิงกับสิ่งที่ผมคิด” เขากล่าว
โดยอ้างอิงจากผลการตรวจสอบ ทางกรุนด์ฟอสได้ติดตั้งระบบ DDD ซึ่งประกอบด้วยปั๊มประสิทธิภาพสูงสำหรับการจ่ายน้ำ แผงควบคุม และตัวตรวจจับแรงดัน ทางกรุนด์ฟอสติดตั้งตัวตรวจจับไว้ที่จุดสำคัญต่างๆ ในโครงข่าย ในกรณีนี้มีตัวหนึ่งติดตั้งไว้ในหมู่บ้านเพรกปาโอฟ โดยตัวตรวจจับจะทำการตรวจจับแรงดันและอัตราการไหล โดยอ้างอิงจากการใช้น้ำในท้องถิ่น และส่งข้อมูลนี้กลับไปยังแผงควบคุมที่โรงผลิตน้ำ ตลอดระยะเวลาของการทำงาน ระบบจะเรียนรู้ในการพยากรณ์รูปแบบอัตราการใช้น้ำของหมู่บ้านต่อชั่วโมง โดยระบบจะปรับตั้งแรงดันระบบโดยรวม (หรือเปิด-ปิดปั๊มเพื่อชดเชยการทำงาน) ให้สอดคล้องกัน” Chan กล่าว
สำหรับคนงานที่สถานีจ่ายน้ำ ดูเหมือนเป็นเรื่องยากที่พวกเขาจะเชื่อว่าระบบจะทำงานอย่างอัตโนมัติได้ หลังจากที่พวกเขาได้ทำการปรับตั้งแบบแมนวลและคาดเดาการทำงานมาเป็นเวลาหลายปี จึงเป็นเรื่องยากที่พวกเขาจะไว้วางใจในระบบในตอนแรก
“ก่อนการติดตั้ง ผมกลัวว่าท่อน้ำอาจจะระเบิดได้” Sok Por กล่าว “หากปั๊มจ่ายน้ำในตอนกลางคืนโดยใช้แรงดันที่สูง แต่มีผู้ใช้น้ำขณะนั้นเพียงไม่กี่ราย ผมไม่คิดว่าระบบจะลดระดับแรงดันได้เอง ผมไม่เชื่ออย่างนั้นจริงๆ แต่ระบบนี้ก็ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามันทำงานได้อย่างยอดเยี่ยม ซึ่งแสดงให้เห็นว่าระบบสามารถจ่ายน้ำได้ตามความต้องการ เป็นเรื่องที่ตรงข้ามกับสิ่งที่ผมคิดไว้อย่างมาก”
ปั๊มน้ำกรุนด์ฟอสรุ่น NKE คือหัวใจของระบบ Demand-Driven-Distribution ที่ Takéo Safe Water Supply ในกัมพูชา
สัญญาจ่ายเงินตามสมรรนถนะการทำงาน (Performance-based contract)
แทนที่จะจ่ายเงินล่วงหน้าให้กับระบบ DDD ทั้งหมด โรงผลิตน้ำตาแกวจะจ่ายเงินเป็นงวดรายปี โดยคิดจากการประหยัดเงินลงทุนที่พวกเขาทำได้จากการอัพเกรดระบบ ดังนั้นหากระบบถูกประมาณการณ์ว่าสามารถประหยัดพลังงานและน้ำที่ไม่ก่อให้เกิดรายได้ (NRW) ได้ X ดอลลาร์ ตลอดระยะเวลา 5 ปี โรงผลิตน้ำตาแกวตกลงที่จะจ่ายเงิน 50% ของจำนวนเงินที่จ่ายให้แก่กรุนด์ฟอสเป็นค่าอุปกรณ์ และส่วนที่เหลือทางโรงผลิตน้ำตามแกวก็จะเก็บไว้
“สำหรับสัญญาจ่ายตามสมรรถนะการทำงานนั้น ผู้ปฏิบัติงานในโรงผลิตน้ำใช้เงินลงทุนน้อยมากแต่ได้รับระบบปั๊มน้ำที่ทันสมัย” Chan กล่าว “ประการที่สอง พวกเขาสามารถตัดสินผลการปฏิบัติงานในรูปของตัวเลขได้” ระบบจะทำการรวบรวมข้อมูลดิทิจัลแบบเรียลไทม์ ซึ่งจะเป็นการตรวจสอบข้อมูลแบบรายวันและระยะยาว การรักษาระดับแรงดันให้คงที่ในจุดวิกฤติต่างๆ ทำได้อย่างไร? ปั๊มมีประสิทธิภาพในการทำงานในแบบที่ดีที่สุดหรือไม่?
“การใช้ตัวเลข การวัดค่าได้ ถือเป็นสิ่งที่ขาดในโรงผลิตน้ำ และด้วยระบบที่เข้ามานี้ทำให้โรงผลิตน้ำสามารถวัดข้อมูลและตัดสินสมรรถนะของปั๊มน้ำได้” Chan กล่าว “ระบบสามารถหาค่าอัตราการไหล ระบบสามารถหาค่าอัตราสิ้นเปลืองพลังงาน ระบบยังสามารถกำหนดแรงดันที่จะใช้เพื่อสูบน้ำได้ด้วย และระบบยังมองเห็นแนวโน้มเทียบกับเวลาได้อย่างครบถ้วน”
Em Eang, Head of Supply Network at Takéo Safe Water Supply, inspects the remote sensor at one of the critical points on the water plant’s network – in Prek Pha-Aov village, 10 km from the station. The sensor collects daily water consumption data and sends it back to the central controller to automatically adjust the system’s load profile.
ผลลัพธ์ที่ได้
ในตอนนี้หมู่บ้านรอบโรงผลิตน้ำมีน้ำใช้ตลอด 24 ชั่วโมงต่อวัน ผู้พักอาศัยไม่ต้องซื้อน้ำเพิ่มเติมอีกแล้ว หากต้องการน้ำพวกเขาเพียงแค่เปิดก๊อกน้ำ
“ในตอนนี้พวกเขามีน้ำ ครอบครัวของฉันรู้สึกสะดวกสบายขึ้น” Nab Orn กล่าว “หากเราจำเป็นต้องใช้น้ำเพื่อต้มหรือปรุงอาหาร ก็ไม่ยากเหมือนก่อนหน้านี้ พวกเราสามารถปลูกผักได้บริเวณรอบบ้าน (แม้ในฤดูร้อนก็ตาม) เช่นเดียวกันชาวบ้านบางคนต้องการทำธุรกิจบางอย่าง เช่น การขายก๋วยเตี๋ยว หรือกาแฟ ตอนนี้พวกเขามีน้ำเพียงพอที่จะใช้แล้ว
สำหรับโรงผลิตน้ำ ระบบช่วยให้ประหยัดได้หลายทาง และรวมถึงวิธีการทำงานแบบใหม่ด้วย
หลังจาก 1 ปี โรงผลิตน้ำสามารถบรรลุเป้าหมายดังต่อไปนี้: ประหยัดการใช้พลังงานได้ 20%, ลดปริมาณน้ำที่ไม่ก่อให้เกิดรายได้ (NRW) เนื่องจากการรั่วลงได้ 13% และลดการระเบิดของท่อลงได้ 29%”
“ฉันรู้สึกพึงพอใจอย่างมากสำหรับการติดตั้งระบบใหม่นี้” Sok Por กล่าว “อย่างแรกสุดคือ เราประหยัดค่าไฟฟ้าได้ อย่างที่สองคือ เราประหยัดวัตถุดิบได้ (สารเคมีที่ใช้สำหรับการบำบัดน้ำ) และอย่างสุดท้ายคือ เราลดการสูญเสียได้ เราจ่ายน้ำโดยใช้ข้อมูลแรงดันน้ำที่จำเป็นจากลูกค้า โดยน้ำจะไหลตามความต้องการเท่านั้น ซึ่งแตกต่างจากเมื่อก่อนอย่างสิ้นเชิง”
Karthik Balasubramaniam (left) inspects the CU 354 controller – the heart of the “DDD” system, with Em Eang, Head of Supply Network at Takéo Safe Water Supply.
นอกจากนี้ระบบ DDD ยังทำให้โรงผลิตน้ำลดแรงงานลงได้ “อย่างเห็นได้ชัด” เขากล่าว พนักงานของเขาไม่จำเป็นต้องเฝ้าตรวจสอบปั๊มอยู่ทุกชั่วโมงตลอดทั้งวันอีกต่อไป
คุณ Sila ซึ่งเป็นผู้จัดการฝ่ายเทคนิคของโรงผลิตน้ำ กล่าวว่า “เราเปลี่ยนเป็นเทคโนโลยีใหม่ เพื่อให้เราสามารถทำกำไรได้เพิ่มขึ้น กำไรที่หายไปกับค่าไฟฟ้า สารเคมี การหยุดจ่ายน้ำหรือการรั่วของน้ำจากระบบท่อ เราประหยัดได้อย่างมาก หลังจากที่เราได้ติดตั้งเทคโนโลยีใหม่"
คุณ Sila กล่าวเพิ่มเติมว่า “เราสามารถตั้งราคาน้ำได้ถูกลงกว่าเดิมและได้รับกำไรเพิ่มขึ้น และเราสามารถจ่ายน้ำได้อย่างคงเส้นคงวา ซึ่งทำให้ลูกค้าของเรามีความพึงพอใจขึ้น”