تقليل البصمة الكربونية عبر دورة حياة البنية التحتية بأكملها..

متوقع تتضاعف حجم المباني في العالم وإضافة 241 مليار متر مربع أخرى على العقود الأربعة المقبلة

النمو السكاني المتوقع والتوسع الحضري في جميع أنحاء العالم سوف يدفعان عجلة التنمية بشكل كبير، مما يجعل التحول نحو البنية الأساسية المنخفضة الكربون أكثر أهمية من أي وقت مضى.

ومن المتوقع أن يتضاعف حجم المباني العالمية من حيث المساحة الحالية، مما يضيف 241 مليار متر مربع أخرى خلال العقود الأربعة المقبلة.

وهذا يعادل إضافة مدينة نيويورك بأكملها إلى العالم كل شهر لمدة 40 عامًا.

وقدر الأمين العام للأمم المتحدة أنطونيو جوتيريش، أن ثلاثة أرباع البنية التحتية اللازمة لدعم هذه المباني وسكانها بحلول عام 2050 لا تزال غير موجودة.

نصف انبعاثات الأسمنت العالمية

وتتفاقم هذه التوقعات بسبب حقيقة مفادها، أن الانبعاثات من أربع مواد رئيسية فقط تستخدم في مشاريع البنية التحتية – الأسمنت والحديد والصلب والألمنيوم – مسؤولة عن 7.3% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية السنوية، وفقًا لتحليل Architecture 2030 لبيانات وكالة الطاقة الدولية.

والبنية التحتية مسؤولة عن ما يقرب من نصف انبعاثات الأسمنت العالمية وأكثر من ربع انبعاثات الحديد والصلب والألمنيوم العالمية.

تحقيق البنية التحتية منخفضة الكربون على مدار دورة الحياة

فهم كيفية الحد من التأثيرات البيئية للبنية الأساسية يتطلب فهم دورة حياتها: من مرحلة المنتج (استخراج المواد، والتصنيع، والنقل) إلى مرحلة البناء، ومرحلة الاستخدام، وأخيراً، إلى نهاية عمرها الافتراضي.

ويمكن تنفيذ الاستراتيجيات والسياسات لمعالجة التأثيرات البيئية في هذه المراحل المختلفة من دورة حياتها.

مرحلة المنتج

أحد الاتجاهات السياسية المتنامية في مجال البنية التحتية منخفضة الكربون هو شراء المواد النظيفة، والتي تركز على التأثيرات الكربونية المرتبطة بالمواد.

ووفقًا لمنتدى قيادة الكربون، فإن هذه السياسات تتبناها الولايات والحكومات المحلية والوكالات الفيدرالية، في المقام الأول في قطاعي البناء والبنية التحتية.

ومن خلال استخدام إعلانات المنتجات البيئية (المشابهة لملصقات التغذية ولكن للكربون)، تساعد هذه السياسات أصحاب المصلحة في اختيار المواد منخفضة الكربون دون التضحية بالمتانة أو الأداء.

على سبيل المثال، في وقت سابق من هذا العام، وقع حاكم ولاية واشنطن جاي إنسلي على قانون ” اشترِ نظيفاً، اشترِ عادلاً” التاريخي، والذي يعالج مسألة الكربون المتجسد من خلال اشتراط الإبلاغ عن التأثيرات البيئية وتأثيرات القوى العاملة الناجمة عن إنتاج المواد المستخدمة في مشاريع البناء في الولاية.

وتتضمن الأحكام الرئيسية ما يلي:

•  إعداد التقارير عن الخرسانة والصلب والخشب.
•  تطوير قاعدة بيانات (لتتبع المعلومات وإدارة الامتثال وتعزيز الشفافية).
•  تشكيل مجموعة عمل لتقديم التوصيات بشأن تطوير السياسات والبرامج المستقبلية.

سياسات الشراء مثل “الشراء النظيف” تشكل بداية رائعة، ولكنها لا تغطي سوى مرحلة المنتج من دورة الحياة.

كما تساهم عملية بناء البنية الأساسية، باستخدام الشاحنات والرافعات وغيرها من المعدات، في الانبعاثات.

وقد بدأت شركات المقاولات العامة في تنفيذ استراتيجيات للحد من هذه التأثيرات من خلال استخدام الوقود البديل، وتقليل وقت الخمول وإعادة استخدام المواد في الموقع، من بين أمور أخرى.

أنشأت مجموعة قادة البناء المستدام التزام المقاولين بممارسات البناء المستدامة لمساعدة هذه المنظمات على تحديد وقياس وتحديد أولويات مثل هذه التدابير.

مرحلة البناء

تتمثل إحدى الاستراتيجيات الرئيسية لإنشاء خرسانة منخفضة الكربون في تقليل كمية الأسمنت، وهو المكون الأكثر كثافة في الانبعاثات.

وجد الفريق المسؤول عن تنفيذ مشروع مركز سياتل ستورم الجديد لأداء كرة السلة – Sellen Construction وStoneway Concrete وZGF Architects – طريقة للقيام بذلك.

فقد قاموا بتمديد وقت معالجة الخرسانة المستخدمة في الأساسات والجدران من 28 يومًا إلى 56 يومًا، مما يسمح لهم باستخدام كمية أقل من الأسمنت مع تحقيق القوة المطلوبة.

حقق المشروع انبعاثات كربونية أقل بنسبة 40% مقارنة بالمزيجات المتوسطة في المنطقة و80% من التخفيضات المستهدفة لعام 2030 في تحالف رواد الأعمال للخرسانة .

مرحلة الاستخدام

تتضمن المراحل التالية من دورة حياة البنية الأساسية التشغيل والصيانة والإصلاح.

وقد طور معهد البنية الأساسية المستدامة إطار عمل ونظام تصنيف الاستدامة Envision، لتوفير منهجيات متسقة لتحديد وقياس ما يشكل البنية الأساسية المستدامة، بما في ذلك انبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي، أثناء تشغيل المشروع .

بدأت العديد من الحكومات المحلية، بما في ذلك مقاطعة ميامي ديد ومدينة ومقاطعة لوس أنجلوس، في استخدام Envision كإطار لجهودها.

بالإضافة إلى ذلك، تم إنشاء برنامج البنية التحتية 2050 التابع للجمعية الأمريكية للمهندسين المدنيين ، جزئياً، لمساعدة المهندسين على فهم ومحاسبة التأثيرات البيئية لجهود الصيانة والإصلاح على مدى سنوات عديدة.

تغطي البنية الأساسية العديد من الأنظمة التي تشمل الجسور والأنفاق والطرق والطيران والمرافق والموانئ وغيرها.

وتختلف جهود الصيانة والإصلاح لكل نظام بشكل كبير، على سبيل المثال، عادةً ما يتم تصميم هيكل نفق النقل لظروف مقاومة للماء على مدار عمر افتراضي نموذجي يزيد عن 100 عام؛ وترتبط جهود الصيانة والإصلاح بشكل أكثر تكرارًا بأنظمة التجهيز والمعدات داخل النفق وأقل ارتباطًا بالهيكل نفسه.

ومع ذلك، بسبب التدهور الناجم عن الطقس والاستخدام، يمكن أن يخضع هيكل الجسر النموذجي لجهود صيانة وإصلاح كبيرة طوال عمره الافتراضي الذي يزيد عن 40 عامًا.

بالإضافة إلى ذلك، فإن الافتقار إلى الصيانة الوقائية يمكن أن يؤدي إلى تفاقم مستوى الإصلاحات المستقبلية المطلوبة بشكل كبير، مما يؤدي في كثير من الأحيان إلى زيادة التكاليف وتأخير حركة المرور.

عملت شركة HNTB التي يقع مقرها في ميسوري مع هيئة West Virginia Parkways Authority لتطوير استراتيجيات الحفاظ المستدام مثل غسل الجسور وختم السطح مما يزيد من عمر خدمة الجسور، مما يؤخر الحاجة إلى إعادة تأهيل أو استبدالات كبيرة وبالتالي تقليل بصمتها الكربونية الإجمالية.

مرحلة نهاية العمر

وأخيرا، هناك مرحلة نهاية عمر البنية الأساسية، فماذا يحدث لهذا الاستثمار بمجرد أن تنتهي البنية الأساسية من “عمرها المفيد”، الذي صممت من أجله؟ هل يتم هدم المشروع وإلقاء مواده في مكبات النفايات، مما يساهم في الانبعاثات أم أنه تم تصميمه للتفكيك وإعادة مواده إلى نموذج الاقتصاد الدائري؟

في مشروع Ellinikon Park ، وهو مشروع ضخم لتحويل مطار قديم إلى حديقة ساحلية ضخمة في أثينا باليونان، شرع فريق ساساكي من مهندسي المناظر الطبيعية والمخططين وغيرهم في إعادة استخدام كل ما هو ممكن لتقليل البصمة الكربونية للمشروع.

يتم إعادة استخدام أكثر من 300000 قدم مربع من الخرسانة من المدرج الحالي كجزء من قصة الحديقة حول استخداماتها السابقة.