Optimizing environmental and economic aspects of collaborative transportation and logistics related to construction and demolition projects

Overskuddsmasser fra bygg- og anleggsprosjekter representerer den største avfallskategorien i mange regioner rundt omkring i verden. Slike masser har et stort, uutnyttet resirkuleringspotensial. For å imøtekomme nasjonale og internasjonale mål om minst 70 % gjenvinning av overskuddsmasser er det nødvendig å legge til rette for bærekraftig massehåndtering i bransjen. På en annen side er det et økende behov for byggemasser, samtidig som mange av overskuddsmassene er verdifulle, ikke-fornybare ressurser som bør utnyttes til det fulle for å unngå knapphet på ressurser. Resirkulering og gjenbruk av overskuddsmasser er derfor viktig både miljømessig og økonomisk, for å redusere deponering, transport og utvinning av jomfruelige råvarer. Dette ønsker Bærum kommune å legge til rette for gjennom samarbeidsprosjektet Bærum Ressursbank, som også er utgangspunktet for masteroppgaven. Formålet med denne masteroppgaven er å gi beslutningsstøtte til planlegging av gjenvinning og håndtering av overskuddsmasse fra utbyggingsprosjekter. Hensikten er å se på økonomiske og miljømessige effekter av transport, behandling og gjenbruk. Hypotesen er at samarbeid mellom aktører i bransjen og bedre planlegging av gjenvinning og massetransport vil gjøre det mulig å gjenbruke mer av overskuddsmassene og redusere transportbehov. Dette vil i så fall gi både miljømessige og økonomiske besparelser. For å løse disse problemstillingene, er det utarbeidet en modell for å finne distribusjonsnettverket av overskuddsmasser og hvilke anlegg som behøver ulike gjenvinningsmaskiner. Modellen er en Mixed Integer Linear Programming (MILP) optimiseringsmodell som kombinerer formuleringer fra problemer som tar for seg forsyningskjedenettverk (supply chain network problems) og returtransport (backhauling). Modellen ser på både miljømessige og økonomiske kriterier, fra både prosjekteieres og samfunnets ståsted. Modellen har blitt brukt med reelle data for å optimere og analysere transport og logistikk i Bærum kommune. Hovedbidraget fra masteroppgaven er en modell som kan benyttes som beslutningsstøtte for både private og offentlige aktører for å planlegge transport og logistikk rundt overskuddsmasser. Resultater fra analysene som er gjort viser både økonomiske og miljømessige besparelser av å koordinere massetransporten mellom prosjektene. Ved å få alle aktørene til å samarbeide kan så mye som 99 % av behovene for byggemasser hentes fra overskuddsmasse fra andre prosjekter. Analysen viser også en reduksjon i utslipp og kostnader på henholdsvis 20 % og 34 % ved samarbeid, sammenliknet med et tilfelle hvor alle enkeltaktører optimerer transport og logistikk individuelt. Et viktig aspekt som blir avdekket er at det kan være vanskelig å vise alle miljømessige konsekvenser kun ved å se på utslipp av CO2. I studien som er gjort her, er et eksempel på dette at besparelsen i antall kilometer tomkjøring er så mye som 55 % hvis prosjekter samarbeider om transport, noe som er betydelig mer enn besparelsene i rene karbonutslipp. Dette er likevel et viktig mål på hvordan lokalbefolkningen påvirkes. Modellen som er utviklet i denne masteroppgaven er klar til å bli tatt i bruk til industrielle formål, noe flere aktører i bransjen har vist interesse for. Med kvalitetssikring av input-data vil resultatene bli enda mer nøyaktige, og brukes til beslutningsstøtte for både kommunale og statlige aktører, prosjekteiere, entreprenører og andre i bygg- og anleggsbransjen.