Trinn mot å lage nullkarbontunneler

Til tross for en skremmende tidslinje satt av Paris-avtalen, er nullkarbontunneler innen rekkevidde hvis de riktige løsningene implementeres.

Tunnelindustrien er på et vippepunkt der bærekraft og avkarbonisering står øverst på ledernes agendaer. For å nå et klimaendringsmål på 1,5°c innen 2050, må tunnelindustrien redusere direkte CO2-utslipp til null.

Foreløpig er det for få land og infrastrukturprosjekter som "walker the talk" og tar initiativ til å redusere karbon. Kanskje er Norge et land som leder an, og i likhet med deres innenlandske elbilmarked, blir anleggsutstyr med elektrisk drevet i økende grad brukt, med større byer som skal ha karbonnøytral konstruksjon innen 2025. Utenfor Norge, noen få land og prosjekter i Europa, f.eks. , etablerer i det minste ambisiøse mål for å redusere karbon, men vanligvis kun med det eneste fokuset på å utvikle betongblandinger med lavt karbon.

Tunnelindustrien er en bidragsyter til globale CO2-utslipp og har en rolle å spille i karbonreduksjon. Industrien står overfor økende press fra beslutningstakere, investorer og kunder for å redusere karboniseringen av virksomheten.

Når beslutningen om å bygge en ny tunnel er tatt, vil smart design etterfulgt av effektiv konstruksjon fokusert på karbon til slutt føre til lavere prosjektkostnader.

Selv om noen mener lavkarbontunnelering tilsvarer høyere prosjektkostnader, antyder for tiden beste praksis innen karbonhåndtering i byggebransjen noe annet, og via en helhetlig tilnærming gjennom et prosjekts levetid, med ingeniører fokusert på karbonsparing, gir dette i seg selv en total kostnadsbesparelse for prosjektet. også! Dette er absolutt etosen bak standarden PAS2080 til Carbon Management in Infrastructure og er vel verdt å bruke på prosjekter for de som er interessert i dekarbonisering.

Gitt denne økende ambisjonen og behovet for dekarbonisering, her er mine fem cent: tre nøkkelaspekter som vil akselerere dekarboniseringsinnsatsen og gjøre et betydelig fremskritt for å nå 1,5 °C klimaendringersmålet - Bygg smart, bygg effektivt og bygg for et livstid.

Bygg smart – Det hele starter med nyskapende og hensynsfull design

De største avkarboniseringsgevinstene i tunneler kommer fra beslutninger på planleggings- og designstadiene. Forhåndsvalg for mulige prosjekter er avgjørende for karbonhistorien, inkludert om man skal bygge i det hele tatt, eller se etter å oppgradere eller forlenge levetiden til eksisterende eiendeler før man følger en ny byggemetode.

Så det er tidlig i designstadiet at de viktigste forskjellene blir gjort, og i tunneler er det design der den største andelen av besparelser i karbon kan gjøres. Slike designfordeler kan lettere implementeres på tunnelprosjekter gjennom kundeledelse, for eksempel ved å stimulere til anskaffelsesmetoder som tiltrekker hovedentreprenører til å tilby innovative karbonreduserende prosesser og materialer, som igjen stimulerer den bredere tekniske forsyningskjeden.

I åpen tunneldrift brukes spraybetongsteinstøtte globalt, og i mange land i verden har den, gitt sin høye kvalitet, også blitt brukt i stor grad for permanente tunnelforinger, som sparer mellom 20-25 % av betongen som brukes i konvensjonelle tunneler. foringssystemer. Jeg tror at moderne sprøytebetongsystemer i dag, som kombinerer høye nivåer av Portland Cement-erstatning, polymerfibre og innovative vanntettingsteknologier, gir muligheter for potensielt å oppnå over 50 % reduksjon i karbon i tunnelforingene våre. Men igjen, disse "Build Clever"-løsningene må fanges opp og implementeres på et tidlig designstadium for å maksimere det største karbonsparepotensialet. Dette er reelle løsninger for å gi reelle besparelser, og vi kan ta disse store stegene i dag med riktig teamkultur, riktig design, og koblet til spennende nye innkjøpsmodeller som tvinger positive ting til å skje.

Som sidenrte, utfordringen for lavkarbon sprøytet betong er den langsommere styrkeøkningen de første timene etter sprøyting. Tidlig styrkeøkning er avgjørende for overheadsikkerhet og produktivitet ved å bygge tykke nok lag. Interessante studier vi har utviklet med geopolymerer (blandinger uten Portland-sement) har vist at vi kan oppnå ultralavkarbonbetong med rask tidlig styrkeøkning, selv om vi fortsetter å forbedre den nødvendige langsiktige ytelsen for å gjøre disse blandingene mer levedyktige.

Det neste steget vi kan ta mot karbonnulltunneler er å være supereffektive gjennom hele byggeprosessene.

Tidlig fokus - strategiske partnerskap innen design og samarbeid med entreprenører og leverandørkjede.

Sprayede betongforingsmaterialer med lavt og ultralavt karbon. Nye akseleratorer og membraner er nøkkelen.

BEV-basert utvalg av SC-tunnelutstyr for hovedtunneldiametre.

SC digitalisering for å validere design. Utvikle sanntids SmartScan og digitale økosystemer gjennom industrisamarbeid.

Simulatortrening, EFNARC-akkreditering, kontinuerlig forbedring, videreutvikle datastøttet sprøyting.

Mennesker er nøkkelen til å få SCL-tunneler med lavt karbon til å fungere. Det kommer ikke fra regjeringslovgivningen. Ordningsoperatører må lede.

En helhetlig tilnærming til tunneldesign og konstruksjon er nødvendig for å dekarbonisere industrien. Hvert prosesstrinn tilbyr en avgjørende karbonbesparende komponent.

Bygg effektivt - Smart utstyr, mennesker og digitalisering

Det vil kreves flere anstrengelser for å adressere de viktigste utslippskildene og for å dekarbonisere. Slike handlinger inkluderer et trekk mot bærekraftig innkjøp, selektiv bruk av drivstoff, elektriske drivlinjer, samt en overgang til grønn strømleverandører for å drive våre tunnelkonstruksjonsprosjekter.

Et eksempel på vårt bærekraftige tilbud er våre SmartDrive batterielektriske kjøretøyer. SmartDrive gir forbedret ytelse med null lokale utslipp. De eliminerer også drivstoff- og drivstofftransportkostnader og har lavere vedlikeholdskostnader for utstyr. For eksempel opererer norske tunnelentreprenører allerede mot 2050 CO2 netto null-mål ved å bruke SmartDrive Spraymec 8100 SD sprøyteroboter som lades opp ved hjelp av vannkraftnett. Vi begynner også å se dette i fjerntliggende gruveprosjekter der gruvebaserte fornybare energianlegg leverer batteriladestrømmen til gruveutstyrsflåten. Dette er netto null og 2050 klar.

Kritisk for karbonreduksjon er å begynne å måle og etablere karbonbruken vår i tunnelprosjekter i dag – Vi må lage en baseline som vi kan måle, slik at vi har et referansepunkt for å forbedre spillet vårt. For å gjøre dette forventer jeg en digital revolusjon innen sprøytetunneldrift, ved å bruke datatilgangsplattformer som trekker inn datakilder fra vårt underjordiske utstyr, batchanlegg osv., men også intelligente og sanntids 3D-skannesystemer ved utgravningsflaten som støtter robotdyseoperatører. får det riktig første gang» når de kan spraye enten til ønsket profil eller tykkelse. Disse systemene vil også støtte ingeniører til å vurdere materialbruk, geologi og kvalitet for eksempel. I hovedsak vil en digital tvilling i sanntid være svært verdifull for alle interessenter og vil drive den daglige gjennomgangen av karbon- og kostnadsreduksjoner, samtidig som man oppnår kontrollerte, sikre prosesser.

Opplæringsplattformer for virtuell virkelighet for nøkkeloperatører er i ferd med å bli etablert i vår bransje, og Normets VR Sprayed Concrete Simulator, godkjent av den internasjonale EFNARC C2-sertifiseringsordningen, er det siste eksemplet som lar dyseoperatører finpusse ferdighetene sine i klasseromsmiljøet. Disse simulatorene oppmuntrer til sikre, bærekraftige måter å sprøyte på og fremhever områder for forbedringer, og bidrar til at disse traineene utvikler de riktige holdningene og praksisene som trengs i det virkelige underjordiske rommet.

Bygg for livet

Vi nVi trenger å være et mindre kastesamfunn, spesielt selv i tunnellivet vårt! Normet bygger utstyr for å vare, og hvor enn vi kan resirkulerer og gjenbruker vi komponenter og materialer for å bygge nytt utstyr og nye byggematerialer.

Videre, når vi ikke trenger å bygge nye tunneler, kan vi tilby måter å gi nytt operativt liv til slitne og utslitte eksisterende underjordiske eiendeler ved hjelp av eksterne, nøyaktige strukturvurderingsverktøy, kombinert med en rekke smarte rehabiliteringsteknologier og prosesser.

Til slutt, la oss fremme bruken av lavkarbonsprøytet betongteknologi for å bygge mer bærekraftig infrastruktur for å støtte et bedre liv for våre nåværende og fremtidige samfunn. Høy samfunnsverdi er allerede målbar med den gjenopplivede interessen for underjordiske grønne energilagringsordninger, for eksempel med pumpet vannkraft og potensiell hydrogenlagring, men også tunnelløsninger med lave prosjektkostnader for permanent å koble sammen våre avsidesliggende samfunn.

I et nøtteskall er flere innsatser på ulike fronter nødvendig for å akselerere dekarboniseringsinnsatsen. Det handler ikke bare om lavkarbonbetong. Vi har alle litt arbeid å gjøre, så la oss komme til det og ha passende "lavkarbo"-tunneler.