Statens Vegvesen har i en årrekke sett på muligheten for å bruke fornybar energi til å få isfrie veier. Det vil bidra til økt trafikksikkerhet og gi redusert saltbruk.
Avdelingsdirektør Kjersti Dunham med ansvaret for «Ferjefri E39» vurderer nå utsatte steder langs nye E39 for å ta den nye løsningen i bruk. Dette er resultatet av et forskningsssamarbeid mellom Statens Vegvesen, svenske Trafikverket og Chalmers Tekniska Högskola i Göteborg.
Det er ikke snakk om å lage lange strekninger med vannbåren varme, løsningen er tenkt brukt på spesielt utsatte kortere strekninger. Dunham forteller at av- og påkjøring på bruer, eventuelt hele brua om den er tilstrekkelig kort, inn- og utkjøringer av tunneler og spesielt bratte bakker, der trailere erfaringsmessig kjører seg fast, er hva de nå leter etter.
Vurderte vindkraft
Det hele startet for noen år siden, da Vegvesenet vurderte om E39 også kunne bidra til å produsere fornybar energi.
– Vi vurderte blant annet å bruke vind- og bølgekraft på store brukonstruksjoner. Det har vi senere gått bort fra. Hovedsakelig fordi det er så mye bevegelighet og enkelte av disse bevegelsene blir så store at regelverket ikke sier noe om hvordan de skal konstrueres. Da ønsket vi ikke å tilføre ytterligere konstruksjoner og usikkerhet, sier Dunham.
Likevel fortsatte vurderingene og ledet til at et samarbeid med de to svenske institusjonene startet i 2014. Det førte til tre doktorgradsstipendiater. To av dem direkte knyttet til E39 og ønsket om isfrie veier. Raheb Mirzanamadi så på hvordan solenergi eller varme fra grunnen kunne brukes.
Systemet består av vannrør enten støpt inn i betong eller lagt i asfaltdekket. Solenergien samler varme om sommeren og lagres i grunnen. Om vinteren kan det hentes tilbake for å sikre isfrie veier.
Løsningen hans er mer enn teoretisk teknologi – det nye beredskapssenteret til politiet som nå bygges i Kolbotn sør for Oslo får en landingsplass for helikopter der Mirzamandis løsning blir brukt.
Gir mindre slitasje
Dunham forteller at dette også gir fordeler ut over ønsket om isfritt veidekke.
– Ja, om sommeren kan asfalten bli svært varm, opp mot 70 grader. Jevnere overflatetemperatur gir asfalten lengre levetid.
Dette bekrefter Josef Johnsson som nå er i avslutningsfasen av sitt doktorgradsarbeid knyttet til prosjektet og E39, innen infrastrukturfysikk.
– Det er to forhold som spiller inn. Reduksjon i temperaturvariasjonen i asfalten gir økt levetid. Det andre er at med lavere makstemperatur kan vi benytte en annen bitumenkvalitet som tåler slitasje bedre.
Johnsson forteller at grunnprinsippene er de samme som for ethvert system med vannbåren varme. Det er bygget en teststrekning i Östersund knyttet til prosjektet, der ligger det ordinære pex-rør med 5 centimenter avstand og 5 centimeter ned i betongdekket.
– Der holder vannet mellom fem og syv grader. Først så vi på høyere temperaturer, men ved å legge rørene nærmere overflaten kan vi klare oss med lavere temperaturer.
Det blir et valg for de som prosjekterer om rørene blir lagt i betong eller asfalt. Johnsson sier at begge materialene duger. Hovedgrunnen til at det er brukt betong på forsøksstrekningen er at det er lagt inn et stort antall sensorer. Asfalt er mer fleksibelt, og sensorene ville beveget seg og gitt varierende resultater.
.png){kind=logo}
Teststrekningen ligger på et industriområde der det er mye tunge lastebiler.
Systemet er nå nærmest ferdig utviklet, det som gjenstår er å samle data og dokumentasjon. For forskerne er det styringssystemet som har bydd på de største utfordringene.
– Vi har utviklet styringssystemet helt fra bunnen. Før vi kunne gjøre det måtte vi ha gode data og vi måtte finne hvilke vilkår som måtte gjelde for styringssystmet, sier Johnsson.
Det ble litt som høna og egget – for å samle nødvendige data måtte forskerne ha et testanlegg, men uten data var det ikke enkelt å vite hvordan testanlegget skulle bygges.
Sist vinter brukte teststrekningen 130 kWh/m2. Johansson forteller at de brukte en del energi på snøsmelting og ikke bare å holde den isfri. Dermed ble energibruken høyere enn den ville vært ved ordinær drift der snøen blir brøytet bort. Produksjonen var 250 kWh/m2.
– Blir statsbudsjettet vedtatt, er det stor sannsynlighet for at disse fire prosjektene blir satt i gang
Viktig bieffekt
For brøytebilene ser Kjersti Dunham en viktig bieffekt av oppvarmingen og hun venter reduserte kostnader, tidsbruk og ikke minst utslipp.
– Fordi brøytebilene vil kunne snu før de kjører inn i en lang tunnel eller over en stor bru. Det er i dag ganske mye ekstra kjøring fordi det må brøytes helt frem til tunnelinngangen og da må bilene fortsette, noen ganger ganske langt.
For bruer kan temperaturer rundt null grader gi farlig glatt veibane. Likevel ser Dunham ikke for seg at vannbåren varme kan brukes på annet enn forholdsvis korte bruer. Årsaken er vekt, jo lenger en bru er, jo større er ingeniørenes utfordring med vekt.
– Men dette er jo ennå på forsøksstadiet. Hvis vi lykkes med utviklingen, kan det tenkes at vi får til konstruksjoner der vekten økes lite. Men i startfasen må vi legge mye arbeid i å finne hvor det er mest hensiktsmessig å ta systemet i bruk.
Bruker Nansen-løsning: – Fungerer nesten uansett
