Carbon Free-Ways ir. DIRK VAN TROYEN, ir. DRIES KEUNEN Agentschap Wegen en Verkeer
Samenvatting / Résumé Onder de noemer "Carbon Free-Ways" heeft AWV een pilootproject opgestart waarbij de CO2-uitstoot van een wegeniswerk als gunningscriterium in het bestek wordt opgenomen, naast de prijs. Hiervoor werden twee "tools" ontwikkeld, die op basis van meetbare data een theoretische uitstoot kunnen berekenen.
L’AWV a démarré un projet pilote dénommé “Carbon Free-Ways”. Ce projet vise à intégrer les émissions de CO2 d’un ouvrage routier dans l’appel d’offre comme un critère d'attribution, au même titre que le prix. Pour cela, deux outils ont été développés afin de calculer une émission théorique sur base de données mesurables.
Na voltooiing van het werk wordt, met deze tools, de werkelijke uitstoot berekend. Vergeleken met de uitstoot die de aannemer in zijn offerte heeft opgegeven, kan dit leiden tot een bonus of een refactie.
Après l'achèvement des travaux, les émissions réelles sont calculées avec ces outils. Une comparaison avec les émissions que l'entrepreneur a données dans son offre est ainsi possible et peut mener à un bonus ou une réfaction.
Op deze manier wordt het werken met een lage CO2-emissie op een nieuwe manier Avec cette nouvelle approche, une méthode de travail favorisant une réduction des gestimuleerd. émissions de CO2 est stimulée.
1
1.
Inleiding
1.1.
CO2, een broeikasgas
De verandering van het klimaat is een groeiend probleem, dat onze dringende aandacht vraagt. Want hoewel het klimaat op aarde nooit stabiel is geweest, zijn de 2000 klimaatexperten van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) het er over eens dat de temperatuur op aarde de laatste 100 jaar al met 0,74 °C gestegen is. Tegen het jaar 2100 zal deze waarschijnlijk nog met 1,8 à 4,0 °C stijgen. Een opwarming die veel groter is en veel sneller verloopt dan de laatste 10.000 jaar het geval was. Massale destabilisering van ecosystemen, zoetwatertekort en een stijging van de zeespiegel tussen 18 en 59 cm zijn enkele van de verwachte gevolgen.
Figuur 1: Evolutie van de gemiddelde temperatuur op aarde. De grijze zone is het onzekerheidsinterval. De oorzaak van de klimaatverandering is de stijging van de hoeveelheid broeikasgassen in de atmosfeer. Van deze gassen is CO2 het voornaamste. De CO2-concentratie is sinds 1750 met ruim 35 % gestegen van 280 naar 379 ppm in 2005. De verbranding van fossiele brandstoffen staat in voor 80 % van de CO2-uitstoot. (ref.1) Ongeveer 14 % van de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen, omgerekend 5,378 miljard ton CO2, is te wijten aan de transportsector. Ongeveer 5,4 % hiervan is afkomstig van wegenwerken. (ref.2)
(ref.1)
(ref.2)
http://www.klimaat.be. Greenhouse Gas Emissions Mitigation in Road Construction and Rehabilitation – World Bank
(2011)
2
De grootste factor in de uitstoot door wegenwerken is de extractie en de bereiding van de materialen. Samen goed voor een aandeel van 50 à 60 %. Het transport van materialen van en naar de werf staat gemiddeld in voor 20 à 30 % van de uitstoot. Een klein deel gaat naar de uitstoot van de werfmachines.
1.2.
Carbon Free-Ways
Het Agentschap Wegen en Verkeer is, op een gezamenlijk overleg met Rijkswaterstaat en het Highways Agency, nagegaan op welke vlakken het een bijdrage kan leveren aan de vermindering van de CO2-uitstoot door wegenwerken. Eén mogelijkheid om een aannemer te stimuleren CO2-zuiniger te werken, is het in het bestek opnemen van de uitstoot als gunningscriterium. Op dit moment is, bij de meeste opdrachten, de prijs het enige gunningscriterium. In het pilootproject “Carbon Free-Ways” wordt voor 50 % op de prijs, en voor 50 % op de CO2uitstoot beoordeeld.
2.
Het project
2.1.
Locatie
Het betreft een onderhoudswerk op de N171 te Kontich tussen de Keizershoek en de Pierstraat, zie figuur 2. De top- (4 cm) en onderlaag (6 cm) wordt vervangen van 2 x 2 rijstroken = 2 x 11 m, over een lengte van 1 km. In totaal een oppervlakte van ongeveer 22.000 m².
Figuur 2: Locatie pilootproject op de N171 te Kontich 3
2.2.
Juridisch
De opdracht is een algemene offerteaanvraag, waarbij voor 50 % op de prijs wordt beoordeeld. De CO2-uitstoot telt voor de andere helft, met 30 % op de CO2-uitstoot berekend door de Koolstofteller, en 20 % op de CO2-uitstoot berekend door de Traffic Tool (zie verder). Deze 3 waarden worden door de inschrijver in de offerte opgegeven. Bij de beoordeling van de offertes worden scores aan deze criteria toegekend. Dit gebeurt volgens een vooraf bepaalde formule. Een lage uitstoot heeft uiteraard een hoge score tot gevolg. Na de werken zal AWV diezelfde tools gebruiken om de “ware” uitstoot te herberekenen op basis van de meet- en controlegegevens die ten tijde van de werken zijn verzameld. Afhankelijk van het verschil tussen de opgegeven en de “ware” uitstoot zullen bonussen of refacties worden toegekend. Het is hierbij niet de bedoeling de gehele uitstoot zo gedetailleerd en correct mogelijk te berekenen. Dit is namelijk niet altijd eenduidig aan te tonen en te controleren. Van alle mogelijke CO2-bronnen is een selectie gemaakt, waarvan de uitstoot ontegensprekelijk te berekenen is volgens vaste formules. Als input gebruiken we meetbare en controleerbare parameters, verzameld tijdens en voor de werken. Het frezen en walsen bijvoorbeeld maakt geen deel uit van deze selectie. Bovendien is het doel van de tools om een vergelijkingsbasis te hebben, om zuinige van minder zuinige uitvoeringen te onderscheiden. De verschillen in uitstoot, relatief tussen de inschrijvers, zijn belangrijker dan de absolute waarden. De uitgebreide controles worden uitgevoerd door een onafhankelijke controle-instelling. De waarborgtermijn is 3 jaar. De uitvoeringstermijn is beperkt tot 40 kalenderdagen.
3.
Koolstofteller
In eerste instantie wordt de uitstoot berekend die veroorzaakt wordt door de aannemer ten gevolge van het werk. Hiervoor werd de “Koolstofteller”-tool ontwikkeld. Deze bestaat uit drie luiken: materialen, transport van die materialen, en de bereiding ervan op de asfaltplant.
3.1.
4
Materialen
De productie van de materialen waaruit asfalt bestaat, stemt overeen overeen met een bepaalde b uitstoot. Gegevens over de uitstoot per ton materiaal in CO2-equivalenten equivalenten zijn bekend in de vorm van emissiefactoren in ton CO2 per ton. ton (ref.3) Deze worden weergegeven in de tool, zie fig. 3. Hergebruik van freesasfalt wordt hiermee gestimuleerd, aangezien de uitstoot hiervan lager ligt.
Figuur 3: Luik “Materialen” van de Koolstofteller (fictief rekenvoorbeeld)
3.2.
Transport
De bijdrage van het transport van de grondstoffen en van het asfalt is opgesplitst in drie luiken: 1. Van de bron n naar de plant 2. Van de plant naar de werf en terug 3. Van de werf naar de plaats waar freesmateriaal wordt verwerkt en terug Elke “rit” krijgt in principe één lijn in het werkblad, maar ritten die per definitie identiek zijn, worden gebundeld door het aantal aan te geven in “Aantal ritten”. Het vervoermiddel moet gekozen worden uit een beperkte lijst met vaste emissiefactoren. Deze factoren zijn gemiddeldes op basis van het Belgische voertuigenpark.(ref.4) Er is besloten om in het pilootproject geen rekening te houden met EURO-klassen EURO klassen en leeftijden van de voertuigen. Elke rit wordt gecontroleerd. Lege ritten moeten ook nauwkeurig geteld worden.
(ref.3)
Embodied Carbon – The Inventory of Carbon & Energy (ICE) Version 2.0 – University of Bath
(2011) (ref.4)
5
TREMOVE v2.7 – Transport & Mobility Leuven
1. Materiaalbron naar plant
Aantal Aantal ritten km/rit Vervoermiddel 100 40 4-asser "dubbele pont" (16-20 ton) 20 23 oplegger (25-30 ton) 2 100 Binnenschip
2. Transport asfalt naar Aantal Aantal ritten km/rit werf en terug 20 20 20 20 40 20 40 20
3. Transport affreesmaterialen
Vervoermiddel 4-asser "dubbele pont" (16-20 ton) 4-asser "dubbele pont" (16-20 ton) oplegger (25-30 ton) oplegger (25-30 ton)
Aantal Aantal ritten km/rit Vervoermiddel 30 35 oplegger (25-30 ton) 30 35 oplegger (25-30 ton)
uitstoot Aandeel(g/km) factor 638,05 0,40 822,87 1,00 28,00 1,00
uitstoot Aandeel(g/km) factor 638,05 1,00 638,05 1,00 822,87 1,00 822,87 1,00
benuttingscoëfficiënt (vol = 1,5; leeg = 1,0) CO2 (t) 1,5 1,531 1,5 0,568 1,5 0,008 1,5 0,000 benuttingscoëfficiënt (vol = 1,5; leeg = 1,0) CO2 (t) 1,5 0,383 1 0,255 1,5 0,987 1 0,658
benuttingscoëfficiënt uitstoot Aandeel- (vol = 1,5; leeg = 1,0) CO2 (t) (g/km) factor 822,87 1,00 1,5 1,296 822,87 1,00 1 0,864 1,00 0,000 1,00 0,000 Tot. CO2 (t)
6,551
Figuur 4: Luik “Transport” van de Koolstofteller (fictief rekenvoorbeeld) In de praktijk kan bij het gedeelte “Materiaalbron naar plant” het volgende probleem opduiken: wat als uit de leveringsbonnen blijkt dat 2000 ton in eenzelfde levering is aangevoerd, maar slechts 800 ton werd gebruikt in de pilot? In dat geval moet de hele levering in de tool worden ingevuld, met een aandeel-factor van 800/2000 = 0,4. Op deze manier wordt maar 40 % meegeteld. En wat als de asfaltcentrale tijdens de productie voor de pilot mengsels draait voor andere werven? In dat geval zal, door nauwkeurige herberekening, slechts dát aandeel van de leveringen geteld worden dat specifiek voor de pilot wordt verbruikt. De keuringsinstelling zal wel controles uitvoeren op alle leveringen aan de asfaltplant, tijdens de periode waarop voor de pilot asfalt geproduceerd wordt.
3.3.
Bereiding
De energiebronnen die gebruikt worden voor het drogen van de granulaten, en voor het opwarmen van het bitumen, worden in beschouwing genomen. De hoeveelheid verbruikte brandstof (stookolie/gas) zal gemeten worden. Hiervoor wordt het peil van de brandstoftanks dagelijks bij het begin en einde van de productie gemeten, en bij leveringen. Met behulp van de emissiefactoren van de gebruikelijke brandstoffen wordt ook hier de uitstoot berekend. Het gebruik van Asfalt met Verlaagde Temperatuur wordt op deze manier gestimuleerd, evenals het isoleren van de bitumentanks, en het overdekt opslaan van de granulaten. 6
Drogen granulaten
Energiebron Diesel
Opwarmen bitumen Elektriciteit Raffinaderijgas
Hoeveelheid (kWh indien elektriciteit of m³ indien CO2-uitstoot andere) (tCO2) 9,8 30,99 0,00 10500 5,25 250 0,51
Totaal CO2 (t)
36,752
Figuur 5: Luik “Bereiding” van de Koolstofteller (fictief rekenvoorbeeld)
4.
Traffic Tool
De Traffic Tool berekent de meer-uitstoot als gevolg van de verkeershinder door de werken. De aannemer kiest voor de organisatie van de werf één scenario waarvoor ook de desbetreffende CO2-uitstoot zal worden berekend. Deze keuze maakt hij vooraf kenbaar. 4.1.
De keuze van een scenario voor de wegeniswerken
In dit pilootproject is er keuze uit 3 scenario’s, samengevat in figuur 6.
Figuur 6: De 3 mogelijke scenario’s voor de Traffic Tool.
Scenario 1: In de richting waarin wordt gewerkt wordt beurtelings 1 rijstrook afgesloten om te asfalteren, de andere rijstrook blijft behouden voor de verkeersdoorstroming. In de andere richting worden geen maatregelen getroffen.
7
Scenario 2: De richting waarin wordt volledig afgesloten. Al het verkeer wordt op de andere richting geleid, wat wil zeggen dat er 2x1 rijstrook ter beschikking zal zijn.
Scenario 3: De richting waarin wordt gewerkt wordt volledig afgesloten. Er is een omleiding voorzien voor de verkeersdoorstroming. In de andere richting worden geen maatregelen genomen.
4.2.
Aangeven wanneer er gewerkt zal worden
De tweede stap bestaat uit het concreet bepalen hoe lang en wanneer er gewerkt zal worden (afhankelijk van het gekozen scenario). Weekendwerk is hierbij toegelaten. Er dient steeds een onderscheid gemaakt te worden in de richting waarin men zal werken. De Traffic Tool maakt namelijk steeds een onderscheid naar de richting. De Traffic Tool is een Excel-werkblad waarbij er voor elk scenario één tabblad is. De aannemer kiest het tabblad dat overeenstemt met zijn keuze. Vervolgens vult hij dit in. De Traffic Tool is onderverdeeld per dag en per uur. De bedoeling is om met “0”, “0,5” en “1” aan te geven wanneer er signalisatie staat. Een “0” geeft aan wanneer geen signalisatie staat die het verkeer begeleidt. Met een “0,5” wordt aangegeven dat de signalisatie aan de kant is geplaatst (bijvoorbeeld wanneer het verkeer op de onderlaag mag rijden). Een “1” duidt op een situatie waar er signalisatie is aangebracht die het verkeer begeleidt. De verkeersmodellen achter de Traffic Tool berekenen, voor het gekozen scenario en voor de aangeduide werkuren, automatisch wat de meeruitstoot bedraagt ten gevolge van de werken op dat moment. Een nadeel van bovenstaande strategie is dat het werk lang kan stilliggen omdat de aannemer elke de juiste (“goedkoopste”) dag afwacht om te werken, bv. enkel ’s ochtends in het weekend. Dit wordt enigszins tegengegaan door een maximale uitvoeringstermijn van 40 kalenderdagen op te leggen.
5.
Controles achteraf
Na de voltooiing van het werk wordt de uitstoot met de Koolstofteller opnieuw berekend door AWV, op basis van de meet- en controlegegevens. Ook de Traffic Tool wordt opnieuw ingevuld aan de hand van de observaties op de werf.
8
Voor beide tools wordt een bonus of refactie berekend afhankelijk van het verschil. Om te voorkomen dat astronomische bonussen of refacties worden toegekend, wordt de totale bonus of refactie beperkt tot 50 % van de inschrijvingsprijs. Ook worden vlakheidsmetingen uitgevoerd. De eisen hiervoor zullen iets strenger zijn dan bij een standaardwerk. Studies tonen immers aan dat vlakheid een belangrijke parameter is voor de uitstoot door het wegverkeer over de levensduur van een weg. Een vlakke weg kan gauw de dagelijkse uitstoot met meerdere % verminderen t.o.v. een onvlakke weg. Over de gehele levensduur wordt over deze sectie ongeveer 10.000 ton CO2 uitgestoten door de weggebruiker (ruwe schatting). Een reductie hiervan met 1 % betekent al 100 ton CO2 verschil. 6.
Planning en toekomstvisie
Bij het schrijven van deze paper was het project nog niet aanbesteed. De bedoeling is om in 2013 aan te besteden, aan te leggen en te evalueren. Naar de toekomst toe kan het “Carbon Free-Ways”-project worden verdergezet met een nieuwe pilot, waarbij meer vrijheid wordt gegeven aan de aannemer om, bijvoorbeeld, te kiezen tussen asfalt en beton. Ook kan een LevensCyclusAnalyse uitgevoerd worden. Als we deze in de opdracht opnemen telt enkel de totale CO2-uitstoot, met inbegrip van herstellingen, over een bepaalde levensduur. Zo kan een methodiek worden gestimuleerd die niet alleen sustainable, maar ook durable is.
9
