Łagodzenie zmian klimatu priorytetem przy budowie nowej linii metra U5 w Hamburgu
Nacisk na redukcję emisji CO2: Pierwsza sekcja zrealizowana dla HOCHBAHN przez ZÜBLIN i Wayss & Freytag
Budowa nowej linii metra U5 w Hamburgu wyznacza nowe standardy w zakresie ochrony klimatu. Głównym celem dużego projektu infrastrukturalnego zleconego przez Hamburger Hochbahn AG (HOCHBAHN) jest unikanie i redukcja emisji dwutlenku węgla. ZÜBLIN, w konsorcjum z Wayss & Freytag, realizuje pierwszy odcinek budowy linii metra U5 przy użyciu niskoemisyjnych materiałów budowlanych, zrównoważonych procesów budowlanych i monitorowania śladu węglowego w całym projekcie. Strategia redukcji emisji gazów cieplarnianych realizowana przez konsorcjum w ramach tego dużego projektu stanowi bezprecedensową mapę drogową, pierwszą tego rodzaju w Niemczech. Przyjazna dla klimatu realizacja projektu w ciągu najbliższych dwóch dekad powinna umożliwić zmniejszenie emisji CO2 podczas budowy do 850 000 ton, czyli o 70% mniej niż obciążenie GHG wynoszące około 2,7 miliona ton CO2 w przypadku projektu realizowanego przy użyciu konwencjonalnych metod budowlanych.
Linia metra U5: szybka i bezemisyjna podróż przez Hamburg
Nowa linia metra U5 w Hamburgu jest największym obecnie realizowanym projektem infrastruktury transportu publicznego w Niemczech. Piąta linia metra w Hamburgu doda zupełnie nową oś wschód-zachód do sieci transportowej HOCHBAHN, łącząc dzielnice na wschodzie (Bramfeld, Steilshoop) i zachodzie (Stellingen i areny Volkspark) z centrum miasta (główny dworzec kolejowy) na odcinku około 24 kilometrów. 23 nowe stacje budowane w ramach projektu zapewnią około 180 000 mieszkańców Hamburga nowe połączenia z miejską i podmiejską siecią kolejową. Zastosowanie pionierskiej technologii sprawi, że U5 będzie pierwszą w pełni zautomatyzowaną linią metra w Hamburgu, umożliwiając elastyczne i dostosowane do potrzeb planowanie pociągów. Szacuje się, że po zakończeniu całego projektu (zgodnie z obecnymi planami w 2040 r.) około 270 000 pasażerów będzie codziennie korzystać z nowej linii, aby dotrzeć do swoich miejsc docelowych całkowicie bezemisyjnie. Sprawia to, że U5 jest kluczowym elementem transformacji mobilności w Hamburgu i ważną częścią celu miasta, jakim jest osiągnięcie neutralności klimatycznej do 2050 roku.
Start na północnym wschodzie: ZÜBLIN i Wayss & Freytag realizują pierwszy odcinek U5
Prace budowlane nad tym zakrojonym na szeroką skalę projektem idą pełną parą w północno-wschodnim Hamburgu od czasu oficjalnego rozpoczęcia prac ziemnych jesienią 2022 r., a firmy ZÜBLIN i Wayss & Freytag wspólnie pracują nad pierwszym odcinkiem budowy U5 między Bramfeld i City Nord (Stadtpark). Konsorcjum obu firm otrzymało od HOCHBAHN U5 Projekt GmbH kontrakt na dwa etapy (część 1 i 2). Cztery nowe przystanki podziemne (Bramfeld, Steilshoop, Barmbek Nord, City Nord) są budowane na około 5,8-kilometrowym odcinku nowej linii. W ramach pierwszego odcinka budowy istniejąca stacja U1 Sengelmannstraße zostanie również przekształcona w naziemną stację przesiadkową między liniami U1 i U5. Zespół projektowy konsorcjum buduje odcinek między City Nord i Sengelmannstraße (Lot 1) - w tym nowe stacje - metodą "wytnij i przykryj". Około czterokilometrowy odcinek do Bramfeld (Lot 2), który ma zostać zbudowany od 2027 r., zostanie wykopany przy użyciu maszyny do wiercenia tuneli.
Planowanie oszczędności materiałów w celu obniżenia emisji dwutlenku węgla
Ważnym czynnikiem w ograniczaniu szkodliwych emisji jest metoda budowy określona w projekcie. Ponieważ duża część emisji dwutlenku węgla wynika z zastosowania betonu zbrojonego, ten ważny pierwszy krok polega na zminimalizowaniu zużycia materiałów. Innymi słowy: mniej znaczy więcej. Inżynierowie z HOCHBAHN U5 Projekt GmbH zoptymalizowali zatem planowanie i projektowanie, koncentrując się na oszczędności materiałów i niskoemisyjnych procesach budowlanych. Najwyższym priorytetem było jednak uniknięcie kompromisów w zakresie komfortu pasażerów, funkcjonalności i trwałości.
Zielona energia elektryczna, zrównoważona logistyka i przyjazne dla klimatu materiały budowlane
Zmniejszenie poziomu emisji CO2 podczas budowy rozpoczyna się od dostaw energii. Niezbędna energia elektryczna, na przykład dla maszyn wiercących tunele, będzie dostarczana w całości ze źródeł odnawialnych (zielona energia elektryczna). Gospodarka gruntami (wykopy, transport, recykling) i logistyka również zostały zaprojektowane w taki sposób, aby były jak najbardziej zrównoważone i przy jak najmniejszej emisji.Pomimo oszczędnej konstrukcji, wymagania materiałowe dla projektu są ogromne. Do budowy nowej linii metra w nadchodzących latach potrzeba będzie łącznie około 4 milionów metrów sześciennych betonu i 600 000 ton stali - ogromne ilości, które mogą mieć ogromny potencjalny wpływ na emisję szkodliwych substancji. Dużym problemem są wysokoemisyjne procesy produkcyjne związane z wytwarzaniem cementu potrzebnego jako spoiwo betonu, zwłaszcza klinkieru (gliny i wapienia) zawartego w cemencie, a także pierwotnej stali z wielkiego pieca węglowego. Kluczem do naprawdę znaczącej redukcji emisji CO2 jest zatem produkcja betonu, cementu i stali. Aby osiągnąć cele mapy drogowej GHG dla projektu, HOCHBAHN U5 Projekt GmbH planuje wykorzystać najbardziej przyjazne dla klimatu materiały budowlane dostępne obecnie na rynku. Ale firma stawia również czoła producentom betonu i stali, koncentrując się na postępie technicznym w trakcie realizacji projektu, wzywając na przykład do dalszego rozwoju i wprowadzania zrównoważonych procesów produkcyjnych.
Plan redukcji emisji dwutlenku węgla w ramach projektu znajduje odzwierciedlenie w codziennej pracy zespołów ZÜBLIN i Wayss & Freytag. Na przykład w procesie przetargowym na materiały budowlane obciążenie GHG jest dodatkowym kryterium przyznania nagrody, które producenci muszą zweryfikować poprzez odpowiednią certyfikację. Aby kontrolować i zarządzać strategią redukcji, rzeczywiste emisje dwutlenku węgla z prac budowlanych i użytych materiałów są dokumentowane i monitorowane w ramach ciągłej oceny śladu węglowego przeprowadzanej na czas trwania budowy.
Skład cementu decydującym czynnikiem redukcji CO2 w betonie
Konsorcjum koncentruje się w szczególności na wykorzystaniu niskoemisyjnego betonu podczas budowy linii metra U5. Zespół projektowy wykorzystuje dwie kluczowe dźwignie, aby ograniczyć do minimum emisję gazów cieplarnianych: zmniejszenie ilości cementu w betonie i zastosowanie betonu o niskiej zawartości klinkieru. Cement jest ważną częścią betonu, wpływającą na czas utwardzania i stabilność. Kluczową kwestią dla optymalizacji śladu węglowego projektu jest zatem użycie jak najmniejszej ilości cementu (ale tyle, ile jest to technicznie wymagane). "Przesuwamy granice tego, co jest tutaj technicznie wykonalne" - mówi Christian Hoffmann, kierownik projektu ZÜBLIN dla części pierwszego odcinka budowy - na przykład poprzez zastosowanie rodzajów betonu o zmniejszonej proporcji klinkieru w cemencie. Klinkier jest zastępowany innymi dodatkami, takimi jak popiół lotny lub mielony granulowany żużel wielkopiecowy, które mają podobne właściwości chemiczne i fizyczne jak klinkier, ale wytwarzają znacznie mniej szkodliwych emisji. Wstępne testy typu materiałów budowlanych pod kątem ich właściwości redukcji emisji dwutlenku węgla określają wymagania dotyczące betonu dla każdego możliwego przypadku użycia podczas budowy.
Klinkier jest zastępowany innymi dodatkami, takimi jak popiół lotny lub mielony granulowany żużel wielkopiecowy, które mają podobne właściwości chemiczne i fizyczne jak klinkier, ale wytwarzają znacznie mniej szkodliwych emisji. Wstępne testy typu materiałów budowlanych pod kątem ich właściwości redukcji emisji dwutlenku węgla określają wymagania dotyczące betonu dla każdego możliwego przypadku zastosowania podczas budowy. Christian Hoffmann: "W rzeczywistości prowadzimy tutaj prace rozwojowe - to dość wyjątkowe w Niemczech" HOCHBAHN ma również nadzieję, że cementy z częściowym (a później pełnym) wychwytywaniem dwutlenku węgla w procesie produkcyjnym będą mogły być wykorzystywane do prac budowlanych do końca dekady. Branża pracuje obecnie nad rozwiązaniami w zakresie sekwestracji i magazynowania dwutlenku węgla powstającego podczas produkcji, aby zapobiec jego uwalnianiu do atmosfery.
Gatunki stali niskowęglowej dla nowej linii metra
HOCHBAHN U5 Projekt GmbH stawia na stopniowe przechodzenie branży na bardziej przyjazne dla klimatu metody produkcji stali. Konsorcjum firm ZÜBLIN i Wayss & Freytag będzie już wykorzystywać gatunki stali niskoemisyjnej z odpowiednimi certyfikatami podczas budowy linii metra U5 w partii 2 pierwszego odcinka konstrukcyjnego. Ślad węglowy stali zbrojeniowej wykorzystywanej w projekcie nie może obecnie przekraczać maksymalnego obciążenia GHG wynoszącego 500 kg CO2 na tonę. W porównaniu do stali zbrojeniowej produkowanej konwencjonalnie w wielkich piecach, zmniejszy to jednak emisję dwutlenku węgla związaną ze stalą o ponad połowę. Redukcja ta jest możliwa dzięki wykorzystaniu ekologicznej energii elektrycznej podczas produkcji oraz wykorzystaniu złomu pochodzącego z recyklingu lub przetopionego w elektrycznych piecach łukowych. Dostawca stali musi przedstawić dowody na tę redukcję: "Potrzebujemy deklaracji środowiskowych produktu (EPD)", mówi Yves Grebing, kierownik projektu ZÜBLIN dla partii 2. To nie wszystko: trasy transportu również muszą być przejrzyste. "Musimy również udowodnić, że stal niskoemisyjna faktycznie trafia na plac budowy" - wyjaśnia Grebing. Proces, który ma potencjał, by stać się modelem na przyszłość, stawia U5 na pionierskiej pozycji w Niemczech. HOCHBAHN jest również mocno zaangażowany w dalsze postępy w zakresie zrównoważonego rozwoju w produkcji stali w przyszłości. W perspektywie długoterminowej konsekwentne łagodzenie zmian klimatycznych w przemyśle stalowym oznacza przejście z wielkich pieców węglowych na produkcję stali pierwotnej przy użyciu zielonego wodoru (bezpośrednia redukcja).
