Jämförande klimat- och energianalys av tunneldrivningsmetoder

Detta är en Master-uppsats från KTH/Hållbar utveckling, miljövetenskap och teknik

Författare: Camilla Blomqvist; [2021]

Nyckelord: ;

Sammanfattning: En ny tunnelbanelinje på åtta kilometer ska anläggas i Stockholm mellan Älvsjö och Fridhemsplan där WSP har fått i uppdrag att utföra ett lokaliseringsarbete som är ett inledande stadie i projektet. Som en del i lokaliseringsutredningen ingår att välja vilken tunneldrivningsmetod som ska användas för tunneldrivningen där konventionell drivning med borrning och sprängning jämförs med fullortsborrning med en tunnelborrmaskin. Det här examensarbetet är en jämförelse mellan de två tunneldrivningsmetoderna där de undersökta parametrarna är klimatpåverkan i form av växthusgasutsläpp och energianvändning i form av primärenergi och energi till processer. Metoderna undersöktes genom en begränsad livscykelanalys som inkluderade anläggningen av tunnelbanan och en begränsad del av driften. Resultaten visade att för tunneldrivning i hårt berg utan svaghetszoner presterar konventionell drivning bättre ur ett klimatperspektiv medan metoderna har jämförbar energianvändning. Materialen, processerna och energibärarna, vilket sammanfattas som resurser, med störst bidrag för båda tunneldrivningsmetoderna var betong, sprutbetong, bergschakt och bergmassatranport.  En känslighetsanalys genomfördes för att pröva metodernas känslighet mot förändringar i indata och förutsättningar. För geologiska ändringar där sträckan antogs bestå av vattenpassage med svaghetszoner presterade tunnelborrmaskinen bäst för båda parametrarna. För ändringar i form av ökad injektering av cement visade konventionell drivning störst känslighet men storleksordningen ändrades inte jämfört med standardscenariot. Vidare testades hur metoderna reagerade på inkludering av reinvestering, i form av reparationer av dräneringsmatta och sprutbetong, där resultatet visade att konventionell drivning hade störst känslighet men även här förblev storleksordningen densamma. Utöver det identifierades åtgärder vars emissionsfaktorer kunde användas för att beräkna potentiell klimatpåverkansreducering för de två tunneldrivningsmetoderna. Åtgärderna med störst reduceringspotential innefattade bland annat elektrifiering, hybridisering, koldioxidlagring samt användning av biobränsle och biokol. Det här scenariot visade att fram till 2045 går det att reducera klimatpåverkan med 97,6 procent för fullortsborrning och 87 procent för konventionell drivning. Implementeringen av åtgärderna resulterade i att fullortsborrningen hade lägst klimatpåverkan från 2035 och framåt.  Rekommendationer för ytterligare studier är att inkludera fler hållbarhetsparametrar men även att utforma mål som begränsar energianvändningen till en hållbar nivå, på samma sätt som att det finns klimatneutralitetsmål. Det rekommenderas även att fokusera på resurserna som inte visade lika hög reduktionspotential, närmare bestämt dräneringsmatta och sprängmedel. Det finns en stor potential för reducering av deras klimatpåverkan men det är troligtvis en fråga om tid, kostnader och risker innan det genomförs. Det kan även vara intressant att undersöka processerna som exkluderades ur livscykeln, framförallt gällande arbetsmaskinerna som exempelvis tunnelborrmaskinen. 

  HÄR KAN DU HÄMTA UPPSATSEN I FULLTEXT. (följ länken till nästa sida)