Hafenkonstruktionen: Status quo und künftige Anforderungen

Die Häfen standen in den letzten Jahren vor einer ganzen Reihe an Herausforderungen. Einerseits hat der Seeverkehr stetig zugenommen und die modernen Schiffe werden immer größer. Auf der anderen Seite kämpft unser Planet mit den Treibhausgasemissionen. Die Häfen müssen erweitert und neue Liegeplätze gebaut werden, aber wie können wir diese Ziele erreichen, ohne die Umwelt zu schädigen?

Bevor ein neues Bauwerk errichtet wird, ist es sinnvoll, die Möglichkeit einer Verlängerung der Nutzungsdauer der bestehenden Konstruktion zu prüfen. Dies ist unter Umweltgesichtspunkten die beste Option, aber ältere Strukturen müssen in der Regel nachgerüstet werden. Daher kann dem Eigentümer nur eine wirtschaftliche und ökologische Analyse helfen, eine fundierte Entscheidung zu treffen. Wenn der Aushub erhöht werden muss, um Schiffe mit größerem Tiefgang aufnehmen zu können, oder wenn die bestehenden Konstruktionen kurz vor dem Zusammenbruch stehen, kann es sein, dass der Bau einer neuen Kaimauer die einzige praktikable Option ist.


Ökobilanz einer Kaimauer: Nachhaltige Häfen bauen

ArcelorMittal ist sich bewusst, wie wichtig es ist, den CO2-Fußabdruck im Bauwesen zu reduzieren. Langlebigerer Produkte mit geringeren Umweltauswirkungen leisten dazu einen wichtigen Beitrag, deshalb arbeitet der Stahlhersteller kontinuierlich am Ökodesign seiner Stahlspundwand-Produktpalette. 2019 beauftragte ArcelorMittal ein belgisches Ingenieurbüro mit dem Entwurf und dem Vergleich der technischen und finanziellen Aspekte von drei verschiedenen Alternativen für den Bau einer 200 Meter langen Kaimauer für ein neues Kreuzfahrtterminal in einem belgischen Hafen. Die neue Broschüre „Sustainable Ports - Life Cycle Assessment“ konzentriert sich auf die Umweltauswirkungen der beiden kosteneffizientesten Lösungen, die aus dieser Studie hervorgegangen sind, und auf ihr Treibhauspotenzial (GWP).

Ermittlung der effizientesten Lösungen für eine moderne Kaimauer

ArcelorMittal beauftragte Tractebel, ein unabhängiges belgisches Ingenieurbüro, mit der Analyse dieses vielschichtigen Themas. Die Ingenieure schlugen vor, sich auf drei Schlüsselindikatoren zu konzentrieren: technische, finanzielle und ökologische Kriterien. Ihre Aufgabe bestand darin, drei verschiedene technische Lösungen in Bezug auf diese Indikatoren zu vergleichen. Das für die Analyse ausgewählte Bauwerk war ein Kreuzfahrtterminal, das die größten Schiffe anlaufen können. Es sollte in einem belgischen Hafen gebaut werden, mit einem Tiefgang von 13 m und unter den für einen belgischen Hafen typischen Boden- und Belastungsbedingungen.

Diese Broschüre befasst sich mit den Umweltauswirkungen der beiden kosteneffizientesten Lösungen, die aus dieser Studie hervorgegangen sind - einer Stahlspundwand und einer Schlitzwand aus Beton - sowie mit deren Treibhauspotenzial (GWP).

Lebenszyklusanalyse und Treibhauspotenzial als Nachhaltigkeitsindikatoren

Die Lebenszyklusanalyse (LCA) oder Ökobilanz der beiden kosteneffizientesten Lösungen, die auf dem von Tractebel erstellten Leistungsverzeichnis basierte, wurde von der F&E-Abteilung von ArcelorMittal durchgeführt und von einem unabhängigen Expertengremium begutachtet.

Ziel war es, die Gesamtlebenszykluskosten der Stahlspundwand- und der Betonschlitzwandlösungen zu vergleichen, einschließlich der Belastungen oder Vorteile der End-of-Life-Phase (Abbau und Recycling der Bauelemente ohne Berücksichtigung der Wiederverwendung).

Für diese Art von Anwendung ist eine Ökobilanz eine einigermaßen faire und transparente Methode, um verschiedene Lösungen und Anbieter zu vergleichen. Obwohl die ISO- und EN-Normen dies nicht vorschreiben, ist eine Ökobilanz genauer und realistischer, wenn sie spezifische Umweltproduktdeklarationen (EPD) der Hersteller verwendet und nicht nur allgemeine Daten aus Datenbanken.

Als wichtigster Schlüsselindikator für die Wahl der Lösung wurden die Baukosten (einschließlich Planung) gewählt. Der wichtigste Umweltindikator, der in diesem Fall analysiert wurde, war die Kohlenstoffbilanz, ausgedrückt als Treibhauspotential (GWP). Seine Auswirkungen für das Basisszenario sind in der Grafik für eine 200 m lange Wand zusammengefasst.  Dieser Indikator kann in ein Schema zur Auswahl der nachhaltigsten Lösung einbezogen werden, das sich auf das wirtschaftlich günstigste Angebot bezieht.

The winner is... die Spundwandlösung aus EcoSheetPiles™!

In dieser Studie für den Bau einer 200 Meter langen Kaimauer bietet die Stahlspundwand aus EcoSheetPile™ (Spundwandprofile, die zu 100 % aus recyceltem Stahl im Elektrolichtbogenofen hergestellt werden) eine um 44 % geringere Kohlenstoffbilanz im Vergleich zur Betonlösung. Dies entspricht einer Einsparung von 559 Tonnen CO2.

In seinem Bestreben, das Ökodesign von Stahlspundwänden weiter zu verbessern, nutzt ArcelorMittal erneuerbare Energien in der sekundären Produktionsroute (Elektrolichtbogenofen), wodurch das Treibhauspotential um etwa weitere 30 % reduziert wird (basierend auf der Umwelt-Produktdeklaration von EcoSheetPile™ Plus).

EcoSheetPile™ Plus ist Teil des Produktsortiments „XCarb® Recycled and renewably produced” von ArcelorMittal.

Laden Sie die Broschüre herunter, um mehr über die Ziele, den Umfang und die Annahmen, die Methodik, die detaillierten Ergebnisse, die Sensibilitätsanalyse, die Schlussfolgerungen und die Grenzen dieser Studie zu erfahren!

Text:
ArcelorMittal Sheet Piling
Constructalia

Bilder:
Zur Verfügunge gestellt von der Hafenverwaltung Rønne
ArcelorMittal Sheet Piling