Brøndby kommune Hovedstadens Belysningssamarbejde Notat vedr. udbud af vejbelysning Modernisering og Smart City løsninger 5383not004Modernisering og Smart City, 26.08.2015
Brøndby kommune Hovedstadens Belysningssamarbejde Notat vedr. udbud af vejbelysning Modernisering og Smart City løsninger 5383not004Modernisering og Smart City, 28.08.2015 Udført:ASE Kontrolleret: KMU
Side 1 1. Indledning og baggrund Mange kommuner er i gang med eller står overfor at skulle modernisere deres belysningsanlæg inden for de kommende år. Dette skyldes primært at: - mange anlæg eller delanlæg er gamle og udslidte - kviksølvlyskilder og andre ineffektive lyskilder udfases - indtoget af LED til udendørs belysning kan give besparelser - kommunens målsætninger om CO2 reduktion eller energibesparelser Derudover er flere kommuner enten i gang med eller står over for at købe kommunens belysningsanlæg tilbage fra det elselskab, f.eks. DONG Energy, som i en årrække har stået for løbende renovering samt drift og vedligehold af anlægget. Notatet belyser de overvejelser og aktiviteter, der knytter sig til udbud af modernisering. I notatet redegøres desuden for, hvilke forhold det vil være hensigtsmæssigt at have med i overvejelserne, herunder forhold vedr. Smart City. 2. Udbud af Drift og vedligehold Ved overtagelse af et kommunalt belysningsanlæg er det vigtigt, at der foreligger en ny aftale om drift og vedligehold, så anlægget bliver serviceret og eventuelle trafikfarlige situationer eller fejl kan blive afhjulpet. Med henblik på at få størst mulig fordel af at udbyde drift og vedligehold, bør udbuddet sammentænkes med den øvrige modernisering af anlægget, herunder renovering, lysstyring og etablering af Smart City elementer se afsnit 7 og 8. Ved at sammentænke de forskellige elementer i ét udbud og én samlet en tjenesteydelseskontrakt, vil udbuddet blive mere interessant for de bydende, hvilket bl.a. betyder lavere priser pga. stordriftsfordele. Et samlet udbud giver desuden mulighed for at opnå et tættere samarbejde med leverandøren over en årrække, hvilket alt andet lige giver et bedre resultat, da de kommunale snitflader og ressourcer til at lede og kontrollere kontrakten minimeres. Det anbefales derfor, at udbyde drift og vedligeholdelse samt modernisering samlet. Separate udbud er erfaringsmæssigt langt mere omkostningstungt for kommunen på lang sigt og kan give anledning til uhensigtsmæssigheder mht. ansvarsfordeling i eventuelle konfliktsituationer.
Side 2 3. Modernisering og energirenovering Modernisering af belysningsanlæg omfatter primært udskiftning af gamle og utidssvarende vejbelysningsanlæg. Udskiftningen sker typisk, fordi anlægget er udtjent og med fordel kan udskiftes eller fordi der anvendes lyskilder, som er omfattet af EU s udfasning. Fra 2015 har EU-kommissionen vedtaget at udfase kviksølvlyskilder og visse typer lysstofrør i hele EU. Årsagen er, at både kvaliteten og energieffektiviteten af disse lyskilder er ringe. Der findes enkelte alternativer til kviksølvlyskilderne, som imidlertid også har en dårlig energieffektivitet. Til udskiftningen knytter sig som regel en betydelig energibesparelse, som kan bidrage til at finansiere en del af udskiftningen. For at opnå størst mulige energibesparelser og samtidig sikre, at renoveringen sker ud fra et langsigtet perspektiv, bør udgangspunktet for moderniseringen altid være en grundig analyse af det eksisterende anlæg, herunder analyse af anlæggets sammensætning (lyskilder, armaturer, master etc.), alder og energiforbrug. Det anbefales at der udarbejdes et notat som grundlag for udbud af modernisering af vejbelysningsanlægget Se også notatet Analyse af vejbelysningsanlæg udarbejdet af ÅF Hansen & Henneberg, 2014, som sammenfatter en række overordnede principper for analyse af vejbelysningsanlæg, som kan anvendes i forbindelse med vurdering af tilstand og besparelsespotentiale af vejbelysningsanlæg i sjællandske kommuner. Overvej følgende eksempler på analyser: Anlægsanalyse Moderniseringsplan Handlingsplan Behovsafdækning af Smart City elementer På baggrund af analysen udarbejdes den moderniseringsplan, som skal danne grundlag for udbuddet. Moderniseringsplanen indeholder samtidig et energibesparelsespotentiale, som skal realiseres af den leverandør, der får opgaven. Forventningerne er, at energiforbruget kan reduceres med 50-70 % ved udskiftning til moderne LED-armaturer og ved implementering af intelligent lysstyring med dæmpning til 50 % i udvalgte perioder. Udover moderniseringsplanen anbefales det at udarbejde en langsigtet handlingsplan, som tager afsæt i kommunens specifikke be-
Side 3 hov og ønsker, både på kort og lang sigt. Handlingsplanen bør omfatte visioner og tiltag i relation til Smart City. 4. TCO Total Cost of Ownership For nogle kommuner kan der være behov for etablering af nyanlæg, f.eks. ved kabelægning eller i forbindelse med nyudstykninger. Ved udbud af nyanlæg er det relevant at vurdere totalomkostningerne i anlæggets levetid, også kaldet Total Cost of Ownership (TCO). Her kan man indbygge en TCO vurdering i evalueringskriterierne. En TCO-model indregner levetidsomkostninger og tager højde for både anlægs- og driftsudgifter, idet både anlægsomkostninger, udgifter til drift og vedligehold samt el-udgifter indgår. En TCOberegning viser derfor tydeligt, hvilke anlæg der, under de givne forudsætninger, giver de laveste totalomkostninger. En TCO beregning giver samtidig leverandører mulighed for at vise, hvordan forskellige kombinationer af armaturer og masteafstande mv. påvirker økonomien i anlæggets levetid. Hvad der umiddelbart virker som den billigste mulighed kan nemlig vise sig at være dyrere på lang sigt. TCO beregninger har dog også visse begrænsninger, idet det kan være svært at tage højde for de enkelte dele og komponenter i belysningsløsning, styringssystem og evt. smart city løsning. Udbud af nyanlæg kan med fordel indeholde en TCO-beregning, som f.eks. beregner totalomkostninger pr. km vej i 25 år. I beregningen af TCO indgår: - Anlægspris pr. km vej (Armaturer pr./km * Pris pr. armatur) - Omkostninger til el pr. km vej i 25 år (Armaturer pr./km * Effekt * Driftstid/år * Elpris * 25 år) - Drift og vedligholdsomkostninger pr. km vej i 25 år (Armaturer pr./km * Pris for D&V pr. år * 25 år) For at kunne foretage en direkte sammenligning af forskellige anlæg, er følgende faktorer normalt faste: - Elpris (der tages ikke højde for fremtidige prisstigninger) - Drift- og vedligehold (f.eks. 120 kr. pr. armatur pr. år) - Driftstimer pr. år (f.eks. 3.950 timer)
Side 4 Modellen kan medregne finansieringsomkostninger, inflation og fremtidige prisændringer på drift og vedligehold, men disse faktorer øger kompleksiteten og gør det vanskeligere at sammenligne to tekniske anlæg. 5. Garanti for størst mulige energibesparelser For at sikre at leverandøren tilbyder de mest energirigtige løsninger til kommunen, kan udbuddet med fordel omfatte en energigaranti for moderniseringsopgaven. Samtidig kan der i Moderniseringskontakten med leverandøren indbygges en bonusordning, som deler den opnåede energibesparelser mellem kommunen og leverandøren, hvis der opnås energibesparelser ud over et givent minimum, f.eks. 50 %. Hvis garantien ikke opnås, kan leverandøren tildeles en bod. Ud fra den beregnede energibesparelse kan en bonus afhængig af de opnåede energibesparelser beregnes eksempelvis ud fra følgende model: - Energibesparelser op til 50 % tilfalder kommunen - Energibesparelser på 50-80 % deles ligeligt imellem kommunen og leverandøren - Energibesparelser over 80 % tilfalder leverandøren Ovenstående fordeling af mulige energibesparelser følger kontraktperioden. Alle besparelser, som opnås efter ophør af kontraktperioden tilfalder kommunen. Den årlige energibesparelse opgøres normalt én gang årligt (ultimo). Garantien bygger på en teoretisk beregning ud fra den eksisterende afregningsmodel med brændetimeberegning samt anlægsdatabasens oplysninger. Disse data omfatter oplysninger om lyskildernes effektforbrug, driftstid og eventuel dæmpningsprofil. Hensigten er at give leverandøren størst mulig kortsigtet fokus og incitament til at generere store energibesparelser (tilbyde det mest energieffektive produkt) fremfor at omkostningsoptimere. Dette vil, med tanke på at anlægget har en levetid på op til 25 år, give kommunen den bedste totaløkonomi. Den aftale, der indgås med en leverandør om drift, vedligehold og modernisering skal have en varighed, der dels giver leverandøren incitament til at investere i materiel og viden, dels skaber grundlag for at opbygge et velfungerende samarbejde mellem kommune og leverandøren
Side 5 6. Dynamisk prismodel for LED armaturer I de kommende år forventes priserne for LED-baserede armaturer fortsat at falde. For at sikre, at kommunen får optimalt udbytte af dette prisfald, kan udbud af moderniseringsopgaver med fordel omfatte en dynamisk prismodel, som indbygges i kontrakten og bevirker, at kommunen drager fordel af de faldende priser inden for kontraktperioden. En dynamisk prismodel vil bl.a. indeholde retningslinjer for: - overvågning af markedsudviklingen (både kommunen og leverandøren forpligter sig til at holde sig løbende orienteret om udviklingen i markedet) - besparelser opnået ved lavere markedspriser - dokumentation og kontrol, f.eks. af dækningsbidrag og besparelser Reguleringsmekanismen skal sikre: - at kommunen får mulighed for at udnytte nye alternative løsninger, som introduceres på markedet i løbet af kontraktperioden - at kommunen får mulighed for at få del i de besparelser, som leverandøren kan opnå ved lavere indkøbspriser - at leverandøren får et incitament til at samarbejde om at opnå yderligere besparelser Med henblik på at opretholde mest mulig fortrolighed om leverandøren forretningsforhold, sker kommunens eventuelle kontrol af at entreprenøren reelt giver kommunen del i besparelserne, ved brug af revisor. 7. Smart City Smart City er stadig et nyt fænomen og der findes endnu ikke en entydig definition på begrebet. Smart City teknologier og løsninger udvikles og tilpasses fortsat og gadelysanlæg forventes at kunne få en central placering i udrulningen af smart city løsninger I starten blev begrebet brugt i relation til områder inden for miljø, energi og infrastruktur, i dag har mange områder taget Smart City begrebet til sig, herunder områder som kultur og sundhed. Det betyder, at kobling af data og digitale løsninger fra forskellige områder og sektorer i stigende grad er et centralt element i Smart Cityløsninger. I forhold til belysningsanlægget betyder det at sensorer eller anden dataopsamling, som ikke nødvendigvis har med lys at gøre, kobles direkte til lysstyringen, armaturet, masten eller lægges ned sammen med kablerne som forsyner anlægget.
Side 6 Måden vi anvender Smart City løsninger kan få direkte betydning for, hvordan livet i byerne leves. I dag handler Smart City ikke kun om teknik og hvad der kan lade sig gøre, men i lige så høj grad om optimering og at skabe merværdi for kommunens borgere og administration. 7.1 Smarte løsninger i relation til styring af gadelyset De forskellige styringsløsninger kan inddeles efter følgende overordnede principper. Simpel tænd/sluk Den simpleste form for styring er tænd/sluk. Styringen kobles med fotocelle eller astronomisk ur, hvis input styrer om armaturerne er tændt eller slukket. Simpel standalone styring Standalone styring er en simpel form for styring, hvor belysningsniveauet styres af en standalone lysstyringsenhed, som er integreret i hvert enkelt armatur. Standalone-løsningen fungerer uden kobling til vejbelysningsskab eller webserver, idet lysstyringsenheden i armaturet er forprogrammeret til at dæmpe lyset på bestemte tidspunkter, typisk til 50 %. Gruppestyring Ved gruppestyring styres en gruppe af armaturer fra belysningsskabet ud fra input fra webserver. Systemet giver mulighed for at overvåge energiforbruget og registrere, om en række armaturer eller lyskilder er defekte. Fjernstyret trådløs styring I en fjernstyret trådløs styring styres dæmpning af belysningsniveauet fra en webserver. Al kommunikation er trådløs og sker via radiosignaler (RF) eller mobiltelefonnettet (GSM). Systemet er som regel i stand til at give tilbagemeldinger om eventuelle defekter, energiforbrug mv. I Glostrup findes en række demonstrationsanlæg med forskellige typer af intelligent og smart lysstyring. Anlæggene administreres af DOLL (Danish Outdoor Lighting Lab), som råder over et større område til demonstration af belysningsløsninger, styringsløsninger og Smart City løsninger. Se også: http://www.lightinglab.dk/living-lab/living-lab- Outdoor/ For at noget kan kaldes smart, skal der være tale om en form for digital integration eller tværdisciplinær koordinering, der giver me-
Side 7 re værdi end de enkelte teknologier kan tilvejebringe hver for sig. Populært kan man sige at 1+1 skal give mere end 2. At lyset fra et armatur eksempelvis kan dæmpes er ikke i sig selv smart. I relation til belysning, kan første trin mod etablering af Smart City være anvendelse af avancerede styringsløsninger i udvalgte områder. Kravene til de avancerede styringsløsninger bør så vidt muligt koordineres med kommunens overordnede strategi for fremtidig anvendelse af Smart City løsninger 7.2 Behovsanalyse Omfanget af Smart City muligheder og kombinationer af samme er stort og stiger fortsat. For at kunne navigere i og vælge løsninger blandt de mange muligheder, er det centralt, at man har overblik over egne behov. Når man som kommune ønsker at anvende Smart City løsninger, må man starte med at analysere og kortlægge kommunens behov, både på kort og lang sigt. Mange af de løsninger, der etableres i dag kan få betydning for, hvilke løsninger det vil være hensigtsmæssigt at etablere senere. Første trin mod etablering af Smart City løsninger i en kommune bør derfor altid være afdækning, koordinering og idéudvikling i relation til kommunens behov og ønsker. For at få optimalt udbytte af denne proces, kan den med fordel ske i et tværfagligt og helhedsorienteret samarbejde med miljø, trafik, institutioner, handelsliv etc. Det er samtidigt vigtigt at afsøge, hvilke muligheder der findes på markedet og hvad erfaringerne med disse er. Eksempler på implementering af Smart City løsninger med relation til belysning er: Holbæk Kommune o http://www.lighting.philips.com/dk_da/projects/holb aek-citytouch.wpd Frederiksberg Kommune o http://minby.dk/frederiksberg-bladet/intelligentgadelys-paa-tre-sideveje/ Københavns Kommune o http://www.citelum.com/en/references/copenhagen o http://www.silverspringnet.com/article/silver-springnetworks-selected-for-citywide-smart-lightingnetwork-in-copenhagen/ o http://cleancluster.dk/media/468254/intelligent-byvia-belysningsinfrastruktur_komprimeret.pdf
Side 8 o http://www.mbbl.dk/publikationer/fremtidens-byerer-digitale-og-menneskelige Derudover findes en række demonstrationsanlæg i Glostrup, hvor DOLL (Danish Outdoor Lighting Lab) råder over et større område til demonstration af belysningsløsninger, styringsløsninger, parkeringsløsninger, city WIFI og på sigt andre smart City løsninger se http://www.lightinglab.dk/living-lab/living-lab-outdoor/ I forbindelse med afdækning, koordinering og idéudvikling er en række opmærksomhedspunkter vigtige at overveje, herunder: Energiforbrug af Smat City løsninger Multifunktionalitet (dvs. sammenkobling af flere løsninger) hvordan? Mulighed for integration af forskellige systemer og udveksling af data; f.eks. fra trafikstyring, parkeringssystemer, samt overvågning af støj, temperaturer og andre miljøparametre Behov for fleksibilitet og mulige fremtidige systemer som skal kunne integreres Tryghed eksempelvis overvågnings- og kamerasystemer Lovgivning i relation til databrug, etc. Da kommunens behov desuden må forventes at ændre sig, er fremtidssikring af de valgte løsninger et centralt aspekt. Simple muligheder for fremtidssikring er for eksempel: Nedlægning af et ekstra Smart City føringsrør i forbindelse med nye kabellægninger til datakabler og sensorforbindelser. At vælge systemer, armaturer og andet udstyr, som er forberedt for Smart City og trådløs kommunikation - eksempelvis som ekstra plads i masten, armaturer som kan kommunikere trådløst eller nedgravning af ekstra trækrør, således at anlægget er forberedt til trækning af fiberkabler til kommunikation eller til kabelføring for sensorer og lignende. 7.3 Løsninger og muligheder Smart City er i dag et centralt element i den offentlige debat om fremtidens byer, teknologisk innovation og byudvikling. Sammen med fokus på at øge tryghed, sikkerhed og livskvalitet går udviklingen i retning af mere bæredygtige bydele og teknologisk smarte løsninger, som gør byen mere funktionel og anvender data til at optimere forsyning eller borgernes brug af byen.
Side 9 En af de Smart City løsninger, der har været fokus på, er at anvende belysningsmaster som den bærende platform i en ny infrastruktur, hvor alting skal kunne komme på internettet og en række tekniske løsninger kobles sammen via vejbelysningsanlæggene. F.eks. kan overvågning af afledningspumper, der pumper regnvand ved store regnskyl, give information om hvilke områder der skal advares imod oversvømning. Andre ideer er fibernet, trafikstyring, parkeringsløsninger, smarte busstop, luft- og støjmålinger, målinger af affald, etc. Samtidig skal og andet udstyr kobles til systemet, ligesom Wi-Fi-baseret internet eller andre trådløse systemer kan integreres i belysningsmasterne. Gratis Wi-Fi-baseret internet i byer og på gader og pladser lyder umiddelbart interessant. Wi-Fi-teknologien er kendt og har været implementeret i mange år indendørs, hvor fugt, kulde og temperaturer ikke er noget problem. Udendørs er det en anden historie, men kan man få styr på disse forhold, er der mange muligheder for at placere Wi-Fi-routere udendørs og skabe internetadgang i det offentlige rum. Samtidig er det vigtigt, at forhold omkring lovgivning, ejerskab, private udbydere, konkurrence og datasikkerhed undersøges nøje, inden der træffes beslutning om etablering af gratis Wi-Fi-baseret internet. Med den store udbredelse af mobiltelefoner, tablets og apparater som kan gå på nettet, kan antallet af brugere, som kan og vil anvende et sådant internet i det udendørs miljø, dog være begrænset. Men der kan være lokale behov som med fordele kan dækkes af en Wi-Fi-løsning. Med internet eller anden datastruktur i byrummet åbnes der muligheder for, at sensorer, apparater og udstyr af en hver art kan kommunikere med centrale systemer til registrering af trafikintensitet, kameraer, miljøsensorer og lignende. 7.4 Udfordringer En af de største udfordringer ligger i at drive og servicere elektronik i udendørsmiljøet og i særdeleshed i et vejbelysningsarmatur eller i en vejbelysningsmast. Sådanne installationer skal drives og vedligeholdes og må ikke kompromittere vejbelysningens primære funktion, som er at sikre trafiksikkerhed og tryghed på vejene. En anden væsentlig udfordring ved at integrere Smart City løsninger og avanceret teknologi i vejbelysningen er, at mange af disse teknologiske løsninger er under udvikling, og at de samtidig ændrer sig og forældes i et tempo der, sammenlignet med vejbelysningens traditionelle levetid på 30-40 år, er meget hurtigt. Den Wi-Fi teknologi vi kender i dag ventes at ændre sig løbende.
Side 10 Energiforbruget kan være en udfordring. I vejbelysningen har man siden energikrisen i 70 erne systematisk arbejdet med at reducere energiforbruget via effektive armaturer og lyskilder og senest vha. LED- og ny styringsteknologi, som flytter grænserne for udgifter til energiforbrug og driftsudgifter. Energiforbruget og udgifter i øvrigt skal derfor overvejes nøje, før ny teknologi integreres i vejbelysningsarmaturerne. De energibesparelser, der er opnået, skulle helst ikke forsvinde i nyt energiforbrug og høje vedligeholdelsesomkostninger, med mindre dette er en bevidst strategi, hvor man specifikt har valgt at energibesparelserne giver mulighed for at afprøve og implementere nye løsninger uden ekstra omkostninger. 8. Udbudsparadigme I udbudsparadigmets Særlige Arbejdsbeskrivelse (SAB) og Tilbuds og afregningsgrundlag (TAG) beskrives de elementer, der indgår i udbud af drift og vedligehold, modernisering, energirenovering og etablering af nyanlæg. I forhold til Smart City er etablering af ekstra kabelrør og avancerede styringsløsninger beskrevet i de tekniske udbudsdokumenter. Herved er det mulig, at sikre, at belysningsanlægget er forberedt til senere Smart City løsninger med hensyn til kommunikations-, styre- og sensorløsninger. Udbudsparadigmerne inkluderer således avancerede lysstyringssystemer med trådløs kommunikation samt armaturer, som kan kommunikere trådløs og overvåges via et centralt styrings- og overvågningssystem, som kan indgå i en samlet Smart City løsning. Se de detaljerede beskrivelser i de tekniske udbudsdokumenter (SAB, TAG, TBL) som skal tilpasses de aktuelle behov i kommunen.