رصف الشوراع الخالية من الكربون ممكن بحلول 2050.. مفاتيح جعل شبكة الرصف محايدة للكربون

تشكل الطرق والشوارع العمود الفقري لبيئتنا المبنية، يأخذوننا إلى العمل أو المدرسة ، ويأخذون البضائع إلى وجهاتهم، وأكثر من ذلك بكثير.

وأظهرت دراسة جديدة أجراها باحثو MIT Concrete Sustainability Hub (CSHub) أن انبعاثات غازات الاحتباس الحراري (GHG) السنوية لجميع مواد البناء المستخدمة في شبكة الرصف بالولايات المتحدة تتراوح من 11.9 إلى 13.3 ميجا طن، وهذا يعادل انبعاثات سيارة ركاب تعمل بالبنزين تقطع حوالي 30 مليار ميل في السنة.

مع بناء الطرق وإعادة تعبيدها وتوسيعها، من الضروري اتباع مناهج جديدة وخيارات مادية مدروسة للحد من انبعاثات الكربون.

وجد باحثو CSHub أنه بحلول عام 2050، يمكن جعل مخاليط الأرصفة خالية من الكربون إذا ساعدت الجهات الفاعلة الحكومية والصناعية في تطبيق مجموعة من الحلول- مثل التقاط الكربون – لتقليل التأثيرات المتجسدة وتجنبها وتحييدها، (حل التحييد هو أي آلية تعويض في سلسلة القيمة لمنتج تزيل بشكل دائم تأثير الاحترار العالمي للعمليات بعد تجنب الانبعاثات وتقليلها)، علاوة على ذلك، يمكن تحقيق ما يقرب من نصف وفورات غازات الاحتباس الحراري المرتبطة بالرصف (GHG) على المدى القصير بتكلفة سلبية أو شبه صفرية.

تطوير نموذج نظام إدارة الرصف

قام فريق البحث، بقيادة حسام آذري جعفري، نائب مدير معهد ماساتشوستس للتكنولوجياCSHub ، بسد الفجوات في فهمنا لتأثيرات قرارات الأرصفة من خلال تطوير نموذج ديناميكي يحدد التأثير المتجسد لطلب مواد الأرصفة المستقبلية لشبكة الطرق الأمريكية.

قام الفريق أولاً بتقسيم شبكة الطرق الأمريكية إلى أجزاء بطول 10 أميال (حوالي 16 كيلومترًا)، وتوقع حالة كل منها وأدائها، ثم قاموا بتطوير نموذج نظام إدارة الرصف لإنشاء معايير تساعد على فهم المستوى الحالي للانبعاثات وفعالية استراتيجيات إزالة الكربون المختلفة.

أخذ هذا النموذج في الاعتبار عوامل مثل حجم حركة المرور السنوية وظروف السطح، وقيود الميزانية، والتباين الإقليمي في خيارات معالجة الرصف، وتدهور الرصيف، استخدم الباحثون أيضًا تقييم دورة الحياة لحساب الانبعاثات السنوية على مستوى الولاية من الحصول على مواد بناء الأرصفة، مع مراعاة إمدادات الطاقة في المستقبل وشراء المواد.

ثلاثة سيناريوهات لشبكة الرصف

نظر الفريق في ثلاثة سيناريوهات لشبكة الرصف، سيناريو العمل كالمعتاد حيث تظل التكنولوجيا ثابتة، سيناريو التحسين المتوقع المتوافق مع الصناعة والأهداف الوطنية المذكورة، وسيناريو التحسين الطموح الذي يكثف أو يسرع من الاستراتيجيات المتوقعة لتحقيق الكربون الحياد.

إذا لم يتم اتخاذ أي خطوات لإزالة الكربون من خلائط الرصف، توقع الفريق أن انبعاثات غازات الدفيئة من مواد البناء المستخدمة في شبكة الرصف بالولايات المتحدة ستزيد بنسبة 19.5% بحلول عام 2050.

وبموجب السيناريو المتوقع، كان هناك ما يقدر بنسبة 38 % من تقليل التأثير المتجسد للخرسانة وتقليل تأثير الأسفلت بنسبة 14 % بحلول عام 2050.

مفاتيح جعل شبكة الرصف محايدة للكربون

تكمن مفاتيح جعل شبكة الرصف محايدة للكربون بحلول عام 2050 في أماكن متعددة، يجب استخدام مصادر الطاقة المتجددة بالكامل لإنتاج مواد الرصف، والنقل، والعمليات الأخرى، يجب أن تساهم الحكومة الفيدرالية في تطوير مصادر الطاقة منخفضة الكربون وتقنيات احتجاز الكربون، حيث سيكون من المستحيل تقريبًا تحقيق الحياد الكربوني للأرصفة بدونها.

بالإضافة إلى ذلك، فإن زيادة المحتوى المعاد تدويره للأرصفة وتحسين تصميمها وكفاءة إنتاجها يمكن أن يقلل من انبعاثات غازات الدفيئة إلى حد ما، فإن التحييد ضروري لتحقيق الحياد الكربوني.

صيانة أقل وتأثير أقل على كفاءة وقود المركبات

من شأن اتخاذ الخيارات الصحيحة لبناء الرصيف وإصلاحه، أن يساهم أيضًا في حياد الكربون للشبكة، على سبيل المثال، يمكن أن توفر الأرصفة الخرسانية وفورات في غازات الاحتباس الحراري عبر دورة الحياة بأكملها، لأنها أكثر صلابة، وتبقى أكثر سلاسة لفترة أطول، مما يعني أنها تتطلب صيانة أقل ولها تأثير أقل على كفاءة وقود المركبات.

تتمتع الأرصفة الخرسانية بفوائد أخرى لمرحلة الاستخدام بما في ذلك تأثير التبريد من خلال البياض المرتفع جوهريًا، مما يعني أنها تعكس ضوء الشمس أكثر من الأرصفة العادية، لذلك، يمكن أن تساعد في مكافحة الحرارة الشديدة والتأثير إيجابًا على توازن طاقة الأرض من خلال التأثير الإشعاعي الإيجابي، مما يجعل البياض آلية تحييد محتملة.

وفي الوقت نفسه، يمكن أن يؤدي مزيج من الإصلاحات ، بما في ذلك استخدام الخرسانة والأسفلت في سياقات ونسب مختلفة، إلى تحقيق وفورات كبيرة في غازات الدفيئة لشبكة الرصف؛ يجب على صانعي القرار النظر في السيناريوهات على أساس كل حالة على حدة لتحديد الحلول المثلى.

بالإضافة إلى ذلك، قد يبدو كما لو أن انبعاثات غازات الدفيئة للمواد المستخدمة في الطرق المحلية تتضاءل أمام انبعاثات مواد الطرق السريعة بين الولايات، وجدت الدراسة أن نوعي الطريق لهما تأثير مماثل.

تساهم جميع أنواع الطرق بشكل كبير في إجمالي انبعاثات غازات الدفيئة لمواد الرصف بشكل عام، لذلك، يجب إشراك أصحاب المصلحة على المستويات الفيدرالية والولائية والمحلية إذا كانت طرقنا ستصبح محايدة للكربون.

وبالتالي، فإن الطريق إلى حياد الكربون لشبكة الرصف هو طريق متعرج إلى حد ما، إنه يتطلب سياسات محددة إقليمياً واستثمارات واسعة النطاق للمساعدة في تنفيذ حلول إزالة الكربون، تمامًا كما تم دعم مبادرات الطاقة المتجددة.

يعد تقديم الإعانات وتغطية تكاليف الأقساط أيضًا أمرًا حيويًا لتجنب التحولات في السوق التي من شأنها أن تعرقل المدخرات البيئية.

عند التخطيط لهذه التحولات ، يجب أن نتذكر أن الأرصفة لها تأثيرات ليس فقط في إنتاجها، ولكن عبر دورة حياتها بأكملها. نظرًا لاستخدام الأرصفة وصيانتها وإيقاف تشغيلها في النهاية، يكون لها تأثيرات كبيرة على البيئة المحيطة.

إذا أردنا تحقيق الأهداف المناخية مثل اتفاقية باريس ، التي تطالبنا بالوصول إلى الحياد الكربوني بحلول عام 2050 لتجنب أسوأ آثار تغير المناخ ، يجب علينا – وكذلك أصحاب المصلحة في الصناعة والحكومة – أن نجتمع معًا لإلقاء نظرة فاحصة على الطرق التي نستخدمها كل يوم ونعمل على تقليل انبعاثات دورة حياتها.

تابعنا على تطبيق نبض