更新水基建系統的经济理由

水基建構了每個現代經濟的循环系統。管道、處理廠、水泵和儲藏设施提供了所有生命和商业所依赖的单一資源。 尽管如此根本的作用,维护和擴大這些系統的經濟效益比在道路、桥梁或宽带上的投资要少得多。 所花和需要的錢之间的差距已发展成十億的裂痕,对家庭、企业和政府預算都造成连带后果。 了解水基建投资背后的經濟力量以及不行動的成本,对于决策者、公用事业管理者和私营部门伙伴都至关重要。

水基建設一般都具有很長的设计寿命,管線和處理廠的年限是50到100年。 然而,美國和其他发达国家的许多系統都是在20世纪中后期的擴大期間建造的,而且已經遠超了他們預想的寿命。 美國土木工程學會[ 定期分級的美國基建,饮用水和废水系統總是得到近乎破敗的分數。 使這些系統達到標準值的數千億美元的投资將不果實地投入,而經濟成本將隨著服務的中断、水质的故障和緊急修的環境而上升,付出的代價將遠超出預防更新的代價。

水分消耗的乘以乘法效应

水基建投资不只是一個支出,而是能衡量倍增效應的經濟刺激。 每一個美元都花在水系的建造、修复或大經濟的擴展上。 美國環保局的研究 估計,每10亿美元投资水基建,就可創造15,000至22,000個直接和间接的工作。這些工作跨越工程公司、建筑工人、设备制造商和材料供應商。 水基建工程與一些短期刺激工程不同,常常是多年來維持的,在當地社區提供穩定的就业机会。

水系的改善除了直接就业之外,也讓每個區域的經濟活動得以進行。 制造商需要可靠的水供應,以進行加工、冷卻和清洁。 農業需要灌溉系统,以尽量减少水的流失。 招待和旅游業也依靠餐廳、酒店和游樂设施清洁水。 水系的衰竭 — — 如2014年弗林特水危机或加州干旱造成的缺水所見 — — 生意的中断可能很快會升级。 單次水主斷裂可以關閉一座工厂,降低物產值,增加保險成本。 相對之下,积极主动的投資可以降低這種破壞的頻率和嚴重性,建立經濟抗力。

公共保健储蓄

水基建設的經濟效益直接延伸到了公共卫生. 安全饮水可以防止诸如隐性硬化症、軍團病和甲型肝炎等疾病. 治療水传播疾病的成本很高,如急诊室、醫院住院、失活日等. 根据疾病控制和预防中心[,美國水传播疾病每年要花38億美元,失去產力。 許多病例追溯到老化的分布系统,其中腐蚀、破裂或交叉连接使得病原体可以進入饮用水供應。 投资于管道取代和治疗直接降低了成本,为全社会带来了正值的净值。

另一項未得到充分看好的健康-經濟聯系涉及铅接触。 全国各地仍然使用由铅制成的數百萬個老服務项目。铅渗入饮用水,引起儿童认知發展和成人心血管問題。铅接触的长期經濟拖累 — — 降低智商、降低终身收入和增加特殊教育成本 — — 令人惊奇。 CDC 框架估计,每花1美元在铅危害控制上,就可得到17到221美元的健康效益、认知收益和增加的税收。 重置铅接触是健康必得的,也是高收益的經濟投資。

递延維持成本:

水基建修修的延遲可能在短期内可以省錢,但成本很快就會增加。那些不清理和排水的管道會發展管線和規模,降低流量,增加抽水能量。那些延遲设备更换的处理工厂效率降低,更容易被破壞。 少數漏水可能變成灾难性的干道破裂、淹沒街道、破坏道路基礎、需要昂贵的应急工夫。 美國水工程協會估計,美國每年的水基破损率 已超过30萬,造成數億人直接損失水。

水系也适用了「現在付或更晚付」的經濟原理。 典型的水主重置成本是每英尺150美元至300美元。 挖挖、旁路泵、修路和加班等項工程的緊急修復可能超过每英尺1000美元。 更糟糕的是,緊急修补很少能解決故障的根本原因 — — 管道在相邻的路段继续退化,导致重犯。 相同的理論也适用于治療厂:反應性修復比預期的防禦工作貴3至5倍。 造成延遲修復的预算壓力是可以理解的,但長期財務后果對各種大小的族群都來說都是很嚴重的。

付薪者负担和可承受性挑戰

水利基建投資直接轉嫁給了付費人。 随着系統老化和管治要求的收縮,水利費比通胀率上升得快。美國的月平均水和下水道費在幾座大城市都攀升到100美元以上。對低收入家庭而言,這可以消耗可支配收入中无法承受的部分。水利设施面临双重挑戰:它必須产生足够的收入來為基建项目提供资金,但又必须确保所有客戶的基本承受能力。 在人口萎縮和資源广泛的老化工業城市,這張力尤其突出。 創新率结构、客戶援助方案和州級的可承受性基金正在出現,是部分的解决方案,但基本經濟方程式仍然很困難。

底特律和巴爾的摩等城市都说明了這兩條困境。 它們保持了规模较大的、百年老管网,服务于比建設時更小的付息人。 取代這項基础设施的人均成本極高。 沒有外部幫助 — — 州內的轉機基金、聯邦基建拨款或私人資本 — — 這些城市可能陷入上升率、停工和制度條件下降的螺旋式。 經濟學家們主张采取更周密的方法,把成本分散到各代人身上,并利用多种資源。

金融模式:合并公私资本

传统的水利基建資助主要依靠市债券、州性循环基金和聯邦資助。 由环保署管理的清水州循环基金和饮用水州循环基金向各社区提供低息水利工程贷款。自20世纪80年代以来,這些方案已經為數千億美元的改善提供了資助。 然而,需求遠超現實資,很多社区甚至連补贴贷款條款都付不起。 环保署的清水州循环基金方案一直被超额采用。

私人合作者承擔建築風險, 也常常能提高運作效率, 而公共實體卻保留擁有權與定息權。 例如坦帕灣消解劑廠(Tampa Bay Desaliation Plant)和加州里爾托(Rialto), P3水系(P3), 批判者們對盈利動因导致高價發起的担忧, 但结构完善的P3公司可以不需耗盡公共預算, 利用私人資本和专门知识, 提供高價值。

绿色债券 已經成為另一重要工具。 這些工具為有環境效益的工程筹集了資金,如水源保藏、暴風雨管理、以及透水路面和雨林等绿色基础设施。 很多大型水利公用公司都發行了經證的綠债券,而市場也迅速發展。 追求環境、社會和治理(ESG)标准的投资者渴望為水利工程提供资金,提供有竞争力的利率。 氣候债券倡议提供了水基礎綠债券的认证标准,增加了投資人的信心。

國家基建銀行提供的信贷增強[ 方案可以降低小而困難的社群的借款成本。 藉由國保支持地方债券, 这些方案可以降低投資者要求的风险保值。 水基建金融與創新法 方案向大型水利工程提供聯邦信用援助, 类似于TIFIA的交通方案。 WIFIA可以支付49%的工程資金, 并且借助聯邦美元吸引更多的私人資金。 WIFIA 下供资的工程包括大型的普水聖迭戈先进净化设施和紐瓦克引線服務線取代方案。

关税设计和收入稳定

除了尋找資本外,公用事业必须确保利率的收入来源充足和稳定。 传统的量子利率 — — 即客户每加仑支付的价格 — — 在消费不一樣的干湿期造成收入不稳定。 许多現代公用事业正在重新組建利率,以包括固定的服務費,包括偿债和基础设施更新等固定成本,只有可變的成分才能使用。這提供了為债券和資本計劃服務所需的可预测的现金流量。 此外,基于不透水面的暴水費也正在被采用,以資本分開的暴水基础设施,而這些水和废水系統往往在老化的混合下水道中與饮用水和废水系統重合。

資料、資產管理和技术的作用

改善水利基礎的經濟性不只是找更多錢, 而是更明智地使用现有的資金。 优先使用最关键和高风险資產的資產管理做法可以延長系統寿命, 延遲大型重置。 條件评估技術, 如音效漏漏漏測、CCTV檢查、以及先进的管道牆感應器, 都讓公用设施可以找出需要修理的特定區域, 而不是取代整個分配區。 环保署的智能區域方案 提倡使用數據分析來优化資本計劃和運作效率。

水的數據可以提供水消耗模式的微粒數據, 以实时探測漏水, 以及更好的需求預測。 采用水的公用设施常報告非水生量( 失水或失水 ) 。 在许多老系統中, 非水生量超过总产量的30% 。 切掉這一折可以產生數百萬美元的年度收入, 重新投資到系統的更新中。 水系的數值化也支持能更符合供求的动态定价模式, 提高經濟效率。

人工智能和機器學也正在進入水系。預測算法可以分析歷史斷裂數據、管道材料、土壤条件和流動特征,以預測故障概率。水电站可以安排在最易發動的管道上進行主动更换,避免緊急成本,並尽量减少服務中断。這些工具仍然相对较新,但早期的引入者報告其科技投資的回報期不到兩年。 水數位轉換的經濟原理很強,而且随着感應成本的下降和計算功率的增高,其價值也越来越大。

案例研究:绿色基础设施作为一种經濟策略

紐約市的绿色基础设施倡议提供了水投資經濟优化的有力例子。 面对控制大雨期污染水道的污水溢流(CSO)的需要,城市本可以建造几座大型地下蓄水隧道,耗资約60亿美元。 相反,它選擇了分散式方法:綠屋、透水人行道、雨園和其他捕捉暴雨水的绿色基础设施。 預估成本约为24億美元,加上包括更冷的鄰居、改善空气质量和增加物產价值在内的附加效益。 由紐約市環保局管理的举措被认为是一個國家模式。 它的成功表明,在計算生命周期中所有成本和效益時,最便宜的紙面解决方案并不总是最经济效益。

其它城市,包括費城、華盛頓和西雅圖,也都推出了相似的方案。 绿色基础设施的使用符合資產管理方法:投資分配的、规模小的資產而不是大型的、集中式的混凝土结构。 這些工程常常吸引本地的建筑工作,需要更少的能源才能運作,并提升了社区生活便利。 以避免損害、降低治療成本、提高可活性等為衡量的經濟收益,往往超過传统的灰色基础设施替代物。

可持续水利融资的政策要求

2021年的《基础设施投資和就业法》[包含了550億美元用于水基建,是一个重要的注资,但需要长期持续的资金。 向战略基金提供的年度拨款應該增加,并由直接赠款补充,以援助那些面临严重承受能力挑战的社群。

第二,州和地方政府應對供水服務采取全成本定价。 水价在政治上虽然很困難,但反映水供应真正长期成本的定价 — — 包括資本重置、運作和生态系统影響 — — 向消费者和投資者发出了正確的经济訊號。 低收入家庭的补贴可以通过一般收入而不是扭曲水价來提供。 水价太低,导致过度使用和投资不足。

第三,整合小型零散供水系統可以实现规模經濟,使投資更能承受。 在许多州,數以千計的小型供水设施只供幾百名客戶使用。 它們缺乏稅基、付費基數和技術員來更新其供水系統。 區域化或批發供水安排可以降低人均成本,提高服務的可靠性。 國家機構和监管者應积极激励這些整合。

第四, 水基建計劃與土地使用、交通和能源规划相融合。 運水管的同一條河道可以承接寬頻電線和電通, 降低挖掘成本。 街道重建工程应包括水主替代。 各机构的首都协调計劃可以使所花的每一美元經濟收益成倍增加。 很多城市都在向這種一体化方式進步, 但機構的空間往往會阻止最佳的協調。

結論:着力於水就是着力於經濟復活e]

水基建投資的經濟效益是明确的:在更新和现代化上积极主动地支出可以产生大量和可衡量的回报。 收益的形式是避免災害成本、公共卫生储蓄、创造就业和持续經濟活力。 替代方案 — — 持续投资不足 — — 导致緊急支出上升、水质受损、经济增长停滞和不平等增加。 選擇不是在花錢或省水,而是在今天明智地花錢或被迫花费更晚,对结果的控制更小。

水基建不只是一個技術或工程上的挑戰,它也是一個基本經濟政策選擇。 人們日益了解這個事實,加上歷史上的聯邦資金和民營業革新,提供了改變運作的機會。 行動之窗是現在;拖延的代价只会增加。 為了公共卫生、經濟稳定和環境可持续性,投资必須公平而高效。

建築明日經濟所依赖的水系是政府、公用设施和民營共同的責任。 有了明確的經濟、周密的政策以及持久的承諾,支持繁荣的清水流可以繼續不斷地流傳到后代。 水的流水是我們最需要的一個重要因素。