Mars 2023

Jo Gilroy, directeur du développement durable du groupe

Notre expérimentation tout électrique sur site

C'était la première fois sur un site Balfour Beatty en direct que nous utilisions une centrale entièrement électrique - et avec environ 75 % des équipements sur les chantiers de construction toujours alimentés au diesel, tester de nouveaux équipements qui réduisent les émissions et la production de particules sera essentiel pour le transition vers Net-Zero. L'équipement clé dont nous avions besoin jusqu'à présent était un chariot télescopique (chariot élévateur); une pelle de deux tonnes et demie, un dumper de deux tonnes et un wacker, ou une plaque de compactage de 500 mm. Nous avons pris la décision de passer au tout électrique en même temps pour tous ces éléments pendant cette période de six semaines du projet.

Temps de charge et de travail

La plupart des centrales alimentées par batterie sont plus petites que les centrales diesel et offrent suffisamment de puissance pour environ quatre à six heures de travail avant de devoir être rechargées. Une observation clé que nous avons faite ici était que les fournisseurs ne fournissaient pas d'informations sur la capacité à laquelle les différentes machines pouvaient charger. Les machines ne sont pas équipées de bornes de recharge et nos fournisseurs ne fabriquent ni ne louent de chargeurs spécifiques pour l'usine. Nous avons utilisé un point de connexion de site standard de 110 V car il s'agit du câble fourni avec l'usine, mais de manière réaliste, une connexion de charge rapide, similaire à celle disponible pour les voitures, serait nécessaire si nous utilisions cette usine sur un site plus grand. Cela signifiait qu'il était très lent de les charger, et nous l'avons fait en grande partie du jour au lendemain. Si ceux-ci étaient utilisés sur un site plus grand, nous aurions besoin d'une infrastructure de recharge robuste en place, ce qui signifie que les sites devraient essentiellement être repensés pour permettre une infrastructure de recharge efficace - et à faible émission de carbone. Lors de la mise en place de nos sites, les raccordements au secteur peuvent parfois constituer un obstacle car la capacité disponible au sein du réseau local est insuffisante. Ce défi deviendra plus important à mesure que la centrale électrique se développera et, par conséquent, les chantiers de construction net zéro devront peut-être envisager la production d'énergie sur site pour permettre la recharge de la centrale. Cela conduirait à la mise en place d'un site temporaire beaucoup plus important, tant en termes d'emprise foncière, d'avance en temps que de matériaux.

Lorsque nous mettons en place un site, notre règle d'or consiste à prévoir 100 ampères pour les cabines et 100 ampères supplémentaires pour tout le reste, bien que nous utilisions notre outil Power Profiler pour garantir l'utilisation du composé de site le plus économique et le plus économe en carbone. . Bien que la quantité nécessaire pour les cabines diminue à mesure que nous utilisons de plus en plus nos cabines écologiques, si nous chargeions toutes nos grandes installations à partir du même approvisionnement, nous aurions besoin d'ajouter jusqu'à 100 ampères supplémentaires, ce qui nécessiterait des conversations précoces avec le fournisseur. .

De plus, si toute la centrale était branchée en même temps, à l'heure du déjeuner par exemple, il y aurait une surtension électrique, il faudrait donc prévoir un planning de charge dans le programme global des travaux.

Chariot télescopique

Pour le chariot télescopique, travaillant à pleine capacité, nous avons eu au maximum quatre heures par jour - ce qui ne représente en réalité qu'une demi-journée de travail. Même si nous avions le plus grand modèle de véhicule électrique disponible, il avait un

levage vertical maximum de six mètres, ce qui est inférieur aux modèles diesel plus grands que nous avons tendance à utiliser - ce qui augmente la charge de planification. Sur un site plus grand, avec plus d'usines, cela aurait ajouté plus de complexité à notre planification détaillée.

Excavatrice

La petite pelle n'avait pas non plus autant de puissance pour creuser que la version diesel, avec une capacité d'environ quatre ou cinq heures de creusement dur. Une fois que nous avons compris comment cela fonctionnait, nous avons programmé la journée en conséquence, y compris une charge d'une heure à mi-travail. Ce n'est pas comme ça que nous fonctionnons habituellement, et devoir gérer ces périodes de temps faisait partie de la courbe d'apprentissage. Il s'agit de la première excavatrice de deux tonnes et demie de notre fournisseur et de la première que nous utilisons. Nous informons donc notre fournisseur afin que les autres aient plus d'informations lorsqu'ils utilisent le même kit.

Tombereau

Le tombereau n'a posé aucun problème et nous n'avons rien changé à notre façon de travailler. Nous avons eu huit heures de travail complètes et nous en avons été vraiment impressionnés.

Plaque de compactage ou wacker

Le wacker était beaucoup plus silencieux qu'un wacker diesel standard, avec beaucoup moins de vibrations. Nos opérateurs l'ont également trouvé plus facile, bien que légèrement plus lourd, et l'ont vraiment apprécié. Notre fournisseur a fourni deux batteries avec le wacker, donc si une venait à manquer, nous pouvions la changer et en avoir une en charge, ce qui nous permettait de maximiser la productivité.

Coût

Comme pour les voitures et les camionnettes électriques, les centrales électriques sont beaucoup plus chères que le diesel, cependant, la réduction des coûts de carburant et des exigences de maintenance peut la rendre rentable à long terme, ce qui est particulièrement pertinent compte tenu des coûts actuels élevés du carburant. Le coût initial est également susceptible de baisser à long terme à mesure qu'il entrera dans l'utilisation courante. Chaque charge était nettement moins chère que de faire le plein d'une alternative au diesel - un réel avantage étant donné les énormes augmentations des coûts de carburant constatées au cours de l'année écoulée, sans parler de la réduction des émissions de carbone.

Cependant, si les machines ne sont pas capables de fonctionner à la même capacité que les centrales diesel, cela a un impact sur le programme et sur les coûts, ce qui les rend moins viables à grande échelle pour les sites plus importants. La plus grande usine n'est pas encore disponible sous forme électrique.

Santé et sécurité et convivialité

L'un des principaux avantages des centrales électriques par rapport aux centrales diesel est qu'elles ne produisent aucune émission. Ce n'est pas seulement un pas clair dans la bonne direction pour le secteur de la construction, cela signifie également qu'ils peuvent fonctionner dans des espaces clos ou sur des sites plus petits sans ventilation supplémentaire ni surveillance du monoxyde de carbone. Nous avons remarqué une nette différence en termes de qualité de l'air et de bruit - au point que nous serions inquiets si nous les utilisions à grande échelle - en particulier pour le télescopique et le dumper. Pendant qu'ils font du bruit en reculant, ils

sont si silencieux pendant les opérations standard, nos procédures d'exploitation et notre formation à la sécurité auraient besoin d'être mises à jour pour assurer la sécurité de notre main-d'œuvre, ou un bruit devrait être ajouté pour s'assurer que les gens savent qu'ils sont là - en gardant à l'esprit que les gens entendent souvent avant qu'ils regarder.

Les opérateurs ont trouvé les machines très conviviales et ont aimé les utiliser. La formation de familiarisation était limitée en raison de la nouvelle usine, ce qui signifiait que les opérateurs devaient se familiariser dans une zone sûre du site. La conclusion était qu'il n'y a pas beaucoup de différence entre l'utilisation des versions diesel et électrique, cependant, Balfour Beatty voudra mettre à jour les procédures de sécurité et de formation, modifier les spécifications de l'usine pour l'électricité et modifier nos listes de contrôle pour garantir un fonctionnement sûr. et les procédures de facturation en place.

Nous avons également besoin de mettre en place des mesures supplémentaires pour s'assurer que l'usine est prête à l'emploi : les opérateurs sont habitués à sécuriser la machine, à verrouiller la cabine et à partir, mais devraient désormais également penser à la brancher.

L'électrique est-il l'avenir ?

Malgré les avantages, la centrale tout électrique n'est pas encore une option réaliste pour nos plus grands sites ou pour les centrales lourdes. Tout comme l'autonomie des voitures électriques n'est pas encore là, la durée pendant laquelle l'usine peut fonctionner à plein régime est un problème pour le secteur de la construction. Ailleurs dans l'entreprise, nous achetons de grandes quantités de machines d'empilage. Il est très difficile de faire fonctionner l'électrification pour les grosses pièces, surtout sans connexion au réseau électrique – et nous devons nous assurer qu'il y a de la capacité dans le réseau. La portée lorsqu'ils ne sont pas branchés est limitée. Ces gros équipements électriques peuvent également coûter deux fois le prix d'une installation standard, et les clients ne sont souvent pas prêts à payer les frais de location accrus pour eux. Notre point de vue est que, pour les centrales lourdes, la priorité pour l'industrie doit être d'accélérer la transition énergétique vers l'hydrogène plutôt que de compter sur l'électricité pour fournir la solution.

Nous menons des travaux pour faire fonctionner les moteurs à combustion avec de l'hydrogène grâce à notre partenariat avec JCB et Sunbelt Rentals, qui, nous l'espérons, sera prêt dans les 18 prochains mois pour des installations telles que des chariots télescopiques, des tailles de pelles traditionnelles - un kit grand, mais pas massif. Nous travaillons également avec GeoPura et Siemens Energy sur des piles à combustible à hydrogène pour produire de l'électricité sans connexion électrique. Le potentiel de ce travail est énorme. Remplacer les groupes électrogènes diesel qui alimentent nos mobilisations et complexes de sites par de l'hydrogène entraînerait une réduction significative de notre empreinte carbone, étant donné que 46 % de nos sites échantillonnés utilisent des groupes électrogènes diesel pour alimenter les unités d'hébergement temporaire sur site. Il s'agit d'un travail de pointe, mais très coûteux, ce qui rend les analyses de rentabilisation moins viables. Notre intention est donc de travailler à l'établissement d'un coût par tonne de carbone, afin que nous ne regardions pas seulement les coûts et la valeur globaux, mais que nous soyons responsables en évaluant également les coûts en termes d'économies de carbone.

Nous travaillons également sur d'autres technologies complémentaires, comme par exemple des panneaux solaires à couches minces en plus de nos aménagements d'hébergements temporaires sur nos chantiers. Si nous le déployons dans tous nos hébergements modulaires sur sites, combinés à des générateurs d'hydrogène, non seulement nous réduirons nos émissions de carbone, mais nous pourrions également économiser entre 3 et 5 millions de livres sterling par an en coûts. Répliqué dans tout le secteur, cela pourrait changer la donne.

Il reste encore beaucoup à faire avant que ces solutions ne deviennent des solutions viables. De manière critique, il n'y a pas encore assez d'hydrogène vert produit, et il reste des défis en termes d'infrastructure pour transporter l'hydrogène à travers le pays. Cela signifie qu'il faudra attendre 2025 au plus tôt avant que ces solutions ne deviennent des solutions pleinement viables à n'importe quelle échelle.

Cependant, nous continuerons certainement à utiliser des centrales électriques de petite et moyenne taille, en prenant chaque schéma au cas par cas et en utilisant une approche mixte selon laquelle, en général, l'électricité est moins utile pour les grandes centrales. qui doit être utilisé constamment, pendant huit heures, plutôt que par intermittence. Nous déployons déjà des petites et moyennes installations alimentées par batterie dans l'ensemble de notre entreprise, notamment des perceuses, des marteaux et des plaques de wacker. Notre expérience est que l'entretien de ces pièces est beaucoup plus faible. Les fabricants collaborent également pour rendre interchangeables les batteries des petites et moyennes plantes, ce qui rend plus réaliste la possession de certaines de ces plantes.

La décarbonation de la centrale utilisée sur les chantiers est un domaine qui évolue rapidement, avec des options telles que le numérique, l'automatisation et le kit télécommandé qui améliore la sécurité en supprimant l'interface homme-usine, de plus en plus mise en avant aux côtés de la centrale électrique et de l'hydrogène émergent. Nous avons un certain nombre d'innovations robotiques utilisées dans l'ensemble de l'entreprise, notamment « Spot the dog » de Boston Dynamics qui fournit des balayages laser 3D et l'utilisation de plaques de contrôle à distance dans nos activités Rail et Highways. Parallèlement à l'utilisation de la télématique pour réduire la consommation d'énergie, c'est un domaine dans lequel nous espérons faire des progrès significatifs dans les trois à cinq prochaines années.

Apprentissage clé

Notre action

Les procédures opérationnelles standard devront être mises à jour pour tenir compte des différentes règles opérationnelles pour une usine durable.

Des sections sur les carburants de remplacement ont été ajoutées aux listes de contrôle et aux documents d'orientation des usines et de nouveaux processus d'inspection sont en cours d'élaboration.

Les nouveaux équipements auront de nouvelles exigences de sécurité - nous ne pouvons pas supposer que le site sûr du futur nécessitera la même approche que la sécurité actuelle.

Ces exigences de sécurité sont saisies. Les spécifications internes de l'usine sont modifiées pour couvrir les exigences de sécurité.

Le voyage vers Net-Zero nous oblige à adopter de nouvelles technologies (telles que les centrales électriques) - mais cela ne devrait pas signifier rechercher des solutions inefficaces lorsque d'autres solutions durables deviendront disponibles à plus long terme.

Nous prendrons chaque site au cas par cas et chercherons toujours l'usine la plus efficace, en utilisant notre hiérarchie des combustibles comme guide.

Nous continuerons également à investir dans nos travaux sur l'hydrogène, car nous estimons que c'est probablement là que réside l'avenir des centrales lourdes.

Le passage plus large des véhicules électriques et au-delà nous obligera à reconfigurer nos chaînes d'approvisionnement et nos hypothèses de planification pour faire face aux différentes capacités et efficacités des machines.

Ceci est transmis à tous les collègues concernés pour s'assurer que les apprentissages sont compris et contribuent à faire avancer les choses.

Notre journal de chantier Zéro Carbone

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