Prosjekter med teknologisk gjennombrudd brukonseptene E39 og «Plussveger»

Transkript

1 Teknologidagene 2014 Trondheim oktober Statens vegvesen Prosjekter med teknologisk gjennombrudd brukonseptene E39 og «Plussveger» Prosjektleder Ferjefri E39 Olav Ellevset, Vegdirektoratet

2 Statens vegvesen Forskningsutfordringene De er mange virkninger på samfunn levetid materialer og bestandighet trafikksikkerhet, drift og vedlikehold miljøsystemanalysene mfl Fjordkryssingene, dvs bruteknologien «Plussveger» Prosjektleder Ferjefri E39 Olav Ellevset, Vegdirektoratet

3 Forskning og utvikling Investeringer i teknologisk utvikling Ekofisktanken: 70 m dybde (1973) Troll platformen: 303 m dybde (1995) Flytende plattformer forankret på dybder av mer enn 1500 m Prosjektleder Ferjefri E39 Olav Ellevset, Vegdirektoratet

4 Forskning og utvikling Har krevd meget stor forskningsinnsats Prosjektleder Ferjefri E39 Olav Ellevset, Vegdirektoratet

5 Forskning og utvikling Norge bruker relativt lite på FOU Andel til forskning og utvikling i 2011 (FOU) av Brutto nasjonalprodukt (BNP): Israel 4,39 % Finland 3,78 % Sverige 3,37 % Danmark 3,09 % Tyskland 2,84 % USA 2,77 % Østerrike 2,75 % Slovenia 2,51 % Gjennomsnitt ca 2 % av de ca 60 land med oppgitte data Norge 1,66 % Utdrag fra: United Nations Educational, Scientific, and Cultural Organization (UNESCO) Institute for Statistics, Catalog Sources World Development Indicators Prosjektleder Ferjefri E39 Olav Ellevset, Vegdirektoratet

6 Bjørnafjorden Behovet for FOU er åpenbart Hengebru med to brutårn på flytende fundament/tlp Prosjektleder Ferjefri E39 Olav Ellevset, Vegdirektoratet

7 E39 Bjørnafjorden Bunnforankret rørbru Prosjektleder Ferjefri E39 Olav Ellevset, Vegdirektoratet

8 Forskningsutfordringene Fjordkryssingene Hittil hovedsakelig på «rene» konstruksjoner, dvs Flytebruer Rørbruer Hengebruer Det neste er kombinasjonene Overgangsmodul fra flytebru til rørbru Fra rørbru til undersjøisk fjelltunnel eller senketunnel Stivhet i forankring og fortøyning ulike steder og elementer Prosjektleder Ferjefri E39 Olav Ellevset, Vegdirektoratet

9 Fjordkryssinger Flytebru og rørbru forankra i kunstig sjøbunn Prosjektleder Ferjefri E39 Olav Ellevset, Vegdirektoratet

10 Fjordkryssingene Teknisk optimalisering Vi er sikre på at det er teknisk mulig, men hvordan gjøre det smartest mulig? Byggemetodene Utnytte nye og «gamle» materialer best mulig Automatisering og robotassistert framstilling Kjetil Strand, Olav Ellevset, Statens vegvesen

11 Fjordkryssinger Stålforbruk store hengebruer Akashi Kaikyo Storebælt Hovedspenn: 1991m Vekt brukasse: 0,85 t/m 2 Ferdig 1998 Hovedspenn: 1624m Vekt brukasse: 0,32 t/m 2 Ferdig 1998 Messina Hovedspenn: 3300m Vekt brukasse: 0,35 t/m 2 Var planlagt fullført i 2016 Kjetil Strand, Olav Ellevset, Statens vegvesen

12 7.1. Dimensjonering i bruksgrensetilstanden og for lang levetid av store armerte betongkonstruksjoner Prosjekt Betydning av krav til rissvidder og trykkavlastning for bestandighet av armerte betongkonstruksjoner. Leveranse Forbedret grunnlag for bestemmelse av rissviddekrav for ulike typer konstruksjonselementer og eksponeringsklasser. Kloridinntrengning i riss og initiering av korrosjon [Michel et al 2013] E39 Utvikling [Michel et al 2013] 12

13 NPRA Graphene feasibility and Project 13 foresight study for road infrastructure Roadmap for how graphene can be utilized for Statens Vegvesen and the E39 Coastal Highway Route initiative Graphene-based composites Reinforcement of concrete to increase tensile strength and ductility New and revolutionary structural engineering paradigms Super capacitor based systems for inductive charging of electric vehicles Graphene-based solar panels for production of electricity New sensor systems and new electronics concepts CHALMERS Composites available for R&D needs Proof of concept of sensor platform Composites in XXX road application Sensor in XXX road application

14 Passivhus og Plusshus Passivhus Passivhus, der det totale energibehovet til en bolig er ca. 25 % av energibehovet av vanlig bolig. Mest mulig passive tiltak for å redusere energibehovet, f.eks. ekstra varmeisolasjon, ekstra god tetthet, passiv utnyttelse av solvarme, kuldebrofrie ytterkonstruksjoner, superisolerte vinduer, balansert ventilasjon med høyeffektiv virkningsgrad. Utnytter ulike varmegjenvinningssystemer som solvarmekollektor og jordvarmekollektor. Plusshus: Plusshus, bygninger som produserer like mye eller mer energi enn det de forbruker. Primært menes bygninger som er energipositive i hele sin totale levetid - fra produksjon av materialene, gjennom hele brukstiden, til riving og resirkulering. Mr. Olav Ellevset, Project Manager Coastal Highway Route E39, NPRA

15 Mr. Olav Ellevset, Project Manager Coastal Highway Route E39, NPRA

16 Tid for nye begreper? Passivveger eller Plussveger? «Passivveger» - mulig definisjon? Veger hvor det totale energibehovet til en veg er ca. 25 % av energibehovet av en vanlig veg. Betegnelsen passivveg kan brukes når man tar i bruk mest mulig passive tiltak for å redusere energibehovet, f.eks. ved framstilling av materialer, passiv utnyttelse av solvarme på vegdekkene, utnyttelse av «kortreiste» materialer der lokale materialer gjøres gode nok og reduserer transportbehov, «Plussveger» - mulig definisjon? Veger som produserer like mye eller mer energi enn det de forbruker. Primært menes veger som er energipositive i hele sin totale levetid - fra produksjon av materialene, drift og vedlikehold gjennom hele brukstiden, til riving og resirkulering. Spørsmålet er om det energibruket som vegens funksjon, dvs trafikkens energibehov over levetiden også skal dekkes inn. Mr. Olav Ellevset, Project Manager Coastal Highway Route E39, NPRA

17 European Commission EC White Paper 2011 Among the Key goals by 2050: No more conventionallyfuelled cars in cities 40% use of sustainable low carbon fuels in aviation; at least 40% cut in shipping emissions A 50% shift of medium distance intercity passenger and freight journeys from road to rail and waterborne transport All of which will contribute to a 60% cut in transport emissions by the middle of the century. Mr. Olav Ellevset, Project Manager Coastal Highway Route E39, NPRA

18 Foreløpige resultat viser: «Dagens» E tonn CO «Fergefri» E tonn CO Utslipp fra trafikken på dagens E39 i 40- årsperioden: Utslipp fra trafikken på fergefri E39 i 40- årsperioden: Utslipp ferge i 40- årsperioden 4992 Utslipp fra fly i 40- årsperioden (Bergen- Stavanger, (Bergen Stavanger, Bergen Haugesund og Bergen Førde er lagt ned) Utslipp fra hurtigbåt i 40-årsperioden (Kristiansund Trondheim, Stavanger Haugesund og Vestnes Molde er lagt ned) SUM:

19 Atlanterhavsvegen Mr. Olav Ellevset, Project Manager Coastal Highway Route E39, NPRA

20 Ferjefri E39-prosjektet Bidrag til å nå klimamålene? Flyter for flytebro Potensialene ser større ut enn det vi har sett for oss! Prosjektleder Ferjefri E39 Olav Ellevset, Vegdirektoratet

21 Energy Component Utilizing Renewable Energy Sources Norwegian electrical power consumption around 115 TWh/Year Out of which NPRA consume about 1% for tunnel ventilators, water pumps in subsea tunnels, and street and road ligthing Indications are that floating bridge installations may produce GWh/km/year if production equipment is optimal to wave characteristics. If so, 3-5 km of installations can produce NPRA s annual consumption Mr. Olav Ellevset, Project Manager Coastal Highway Route E39, NPRA

22 Ferjefri E39 «Karbonfri E39?» Vi har allerede eksempler på Plusshus Kan vi også begynne å snakke om Plussveger? FOU-programmene vil ta oss i den retning Mr. Olav Ellevset, Project Manager Coastal Highway Route E39, NPRA