ANALYSE: HER ER DEN BEDSTE UDNYTTELSE AF RESTBIOMASSE Skosål med silkesensor optimerer cykeltræningen
DYNAMO SPØRGER: Hvorfor er danskerne dårligst til at mindske kødforbruget?
INGENIØRSTUDERENDE GØR EN FORSKEL PÅ ROSKILDE FESTIVAL
04
Startup med fuld fart på
ATLANT 3D Nanosystems har udviklet en 3D-printer, der kan printe i atomtynde lag. Deres første kunde var NASA. Læs om startuppen, der har høstet flere priser.
31
Sådan udnytter vi restbiomasse bedst
Skal den brændes? Udnyttes til nye materialer? Ph.d.-projekt har analyseret fire måder at håndtere restbiomasse på. Resultatet overraskede.
Pandemi, krig i Ukraine og klimaforandringer. Udfordringerne står i kø og skaber mangel på alt fra mikrochips til fødevarer og rent drikkevand. Forskning og udvikling kan mindske knaphederne.
Sål med silkesensor
Forskere har opfundet en trykmåler af silke og integreret den i en skosål. Den kan bruges til optimering af f.eks. cykeltræning.
Hvorfor er danskerne de dårligste i EU til at mindske kødforbruget?
Læs svar fra seniorrådgiver Sisse Fagt fra DTU Fødevareinstituttet.
Studerende tester opfindelser på Roskilde Festival
15 projekter fra DTU-studerende var en del af årets Roskilde Festival. Se nogle af dem.
Giv os lov til at være effektive
I Vesten har vi længe været vant til ikke at mangle noget, men nu er forsyningerne af bl.a. vand, energi og mikrochips under pres. Årsagerne hertil har udspring i omstændigheder som bl.a. klimaforandringer, krig og pandemi. Det er vidt forskellige begivenheder og vidner om, at et egentligt mangelsamfund vil være resultatet af en særdeles kompleks virkelighed. Netop kompleksiteten understreger, at vi mere end nogensinde før har brug for mennesker med en solid uddannelse i at tænke i komplekse systemer – det værende såvel klimasystemer som biologiske systemer, energisystemer og produktions- og distributionssystemer. Systemforståelse er ingeniørens varemærke. Vi er med andre ord på vej ind i en periode, hvor vi virkelig får brug for ingeniører. Det understøtter den seneste prognose fra ingeniørforeningen IDA også: Allerede i 2025 vil det danske samfund mangle 6.500 ingeniører.
Derfor er det forstemmende at være rektor for Danmarks største ingeniøruddannelsessted og blive bedt om at skære ned på studiepladserne på vores hovedcampusser i Lyngby og Ballerup, alene af den grund at de ligger i Storkøbenhavn. Vi skal inden 2030 udflytte 6 pct. af vores studiepladser til mindre byer rundtom i landet. Uagtet at de unge helst vil opholde sig i storbyen.
Så i stedet for at bruge alle vores kræfter på at uddanne så mange som muligt på vores nuværende uddannelsesinfrastrukturer, så bruger vi vores tid og penge på at etablere uddannelsespladser langt væk fra vores stærke faglige miljøer med international flyvehøjde, moderne auditorier og højteknologiske laboratorier.
Det ærgrer mig, at vores universitet er tvunget til at bruge de begrænsede ressourcer på en sådan ineffektiv måde. Derfor ville jeg ønske,
at vi på DTU kunne få lov til at fortsætte med at gøre det, vi er rigtig gode til – også set ud fra en international målestok: at uddanne højt kvalificerede ingeniører effektivt.
Anders Bjarklev Rektor
FULD FART PÅ STARTUP, DER 3D-PRINTER I
NANOSKALA
ATLANT 3D Nanosystems printer 3D i mikro- og nanoskala. De har modtaget priser for deres innovative printer, og deres første kunde var NASA.
Henrik Olsen
ATLANT 3D Nanosystems
Når computere skrumper til mikrostørrelse, maskiner fylder mindre end et knappenålshoved, og apparater foretager kemiske analyser på dugdråbesmå væskemængder, må komponenterne i udstyret følge med ned i størrelse. I DTU Science Park i Lyngby tænker ATLANT 3D Nanosystems stort, når de udvikler udstyr i miniskala. De er ved at sætte en helt ny standard for 3Dprint. Her udvikler de 3Dprintere, som kan fremstille mikroskopiske print i atomtynde lag. Det
giver mange fordele, fortæller Maksym Plakhotnyuk, som er CEO og en af de tre grundlæggere af startupvirksomheden:
”Traditionel mikrofremstilling af f.eks. en kontaktelektrode består af en række komplekse processer, som hver kræver særskilte maskiner og specialuddannede teknikere til at betjene dem. Det, vi har udviklet, er, hvad man kan kalde direkte print. Vi uploader en CADfil – en digital tegning af det ønskede produkt – til vores printer, som så printer nøjagtig det 3Dprodukt, du ønsker, i nøjagtig det materiale, du ønsker. Og der er blot en enkelt tekniker til at betjene printeren.”
Med ATLANT 3D Nanosytems’ udstyr vil det typisk tage nogle få minutter at lave en sådan mikroelektrode, mens det med et traditionelt udstyr vil tage adskillige timer. Så teknologien er både hurtigere og mere fleksibel end traditionel mikrofabrikation.
Atomtynde lag
Teknologien er yderligere unik ved, at den kombinerer en mikrodyse og brugen af ALDteknologien (Atomic Layer Deposition). Det er en teknik, som gør det muligt at afsætte et kemisk stof i et lag, som kun er et enkelt atom eller molekyle tykt ved at blæse gasser med forskellige kemi
kalier ned på en printoverflade. På overfladen sker der så en kemisk reaktion og afsætning af det ønskede stof i atomtynde lag ned til 0,1 nanometer.
Endelig har ATLANT 3D Nanosystems udviklet en proces, hvor de bevæger printoverfladen, så gasstrålen rammer overfladen i et forudbestemt mønster. Hvis de ændrer dette mønster fra lag til lag, kan de opbygge et 3Demne i mikrostørrelse.
Startuppens teknologi gør det også muligt at printe flere lag af forskelligt materiale oven på hinanden i en kontinuerlig proces. Det giver mulighed for at skabe meget komplekse print. Med traditionelle mikrofabrikationsmetoder kræver det flere separate processer og maskiner til at udføre arbejdet.
Når ATLANT 3D Nanosystems producerer print, kan de i øjeblikket printe emner så små som 400 mikrometer i bredden. Målet er dog at nå
ned på omkring en mikrometer. De emner, man kan printe på, kan være så store som 30 gange 30 centimeter, som bliver tæt besat med ensartede 3Dmikroprint. Med tiden er det målet at nå op på emner over en meter med tætsiddende mikroprint, hvis behovet er til det.
Højtflyvende udvikling
ATLANT 3D Nanosystems blev etableret i 2018, men virksomheden har allerede opnået stor international bevågenhed. Deres første kunde var intet mindre end NASA, som i 2021 fik leveret en ultrakompakt 3Dprinter, som er konstrueret til at printe i rummet, hvor tyngdekraften er tæt på nul.
I 2021 fik startuppen en stor international pris som vinder af Hello Tomorrow Global Challenge blandt mere end 4.000 teknologiske startups. Desuden har ATLANT 3D Nano
ATLANT 3D Nanosystems har udviklet en 3D-printer, hvor en gasstrøm i mikroskala rammer printemnet og sætter gang i en kemisk proces. Printemnet kan bevæge sig, så der dannes det ønskede printmønster.
systems modtaget en Go Global Award i guld fra International Trade Council. For Maksym Plakhotnyuk begyndte eventyret som et ph.d.studie på DTU. Her arbejdede han bl.a. med mikro og nanofremstillingsteknikker. Gennembruddet for ATLANT 3D Nanosystems’ teknologi kom, da han i 2018 indledte et samarbejde med Ivan Kundrata og Julien Bachmann, som er specialiseret i henholdsvis maskinudvikling og ALDprocesser.
ATLANT 3D Nanosystems har på nuværende tidspunkt succesfuldt printet med otte forskellige materialer, og fire af dem har et klart anvendelsespotentiale. Det drejer sig om platin,
titaniumoxid, aluminiumoxid og zinkoxid. Det materiale, som i øjeblikket har det største potentiale, er platin, som især finder anvendelse i sensorer og anden mikroelektronik.
Titaniumoxid kan anvendes til bl.a. katalysatorer og til optiske emner. Aluminiumoxid anvendes som beskyttende film mod stråling, mens zinkoxid
benyttes i fremstillingen af batterier, solceller og berøringsfølsomme skærme.
Mange anvendelsesmuligheder Inden for elektronikbranchen er der et utal af anvendelsesmuligheder. Alt fra mobiltelefoner til høreapparater og bilens airbag indeholder mikro-
ATLANT 3D Nanosystems har vundet et hav af priser. Her præsenterer CEO Maksym Plakhotnyuk deres 3D-printteknik ved Hello Tomorrow
Global Challenge i 2021, hvor de vandt førsteprisen for deres innovative teknologi.
skopiske elektroniske anordninger, som med fordel kan produceres med 3D-printteknologi.
Mikroskopisk elektronik arbejder med lave elektriske spændinger og er derfor meget sensitiv over for elektromagnetisk påvirkning. Her kan den nye teknik anvendes til at fremstille en tynd film, som skærmer for den elektroniske stråling og dermed sikrer elektronikkens funktionalitet.
Mobiltelefonens skærm kan i fremtiden opfange 5G-signaler, når der med ATLANT 3D Nanosystems’ teknik bliver printet en gennemsigtig antenne på skærmen.
Mikromaskiner mellem 20 mikrometer og 1 millimeter er i hastig fremvækst, og her vil ATLANT 3D Nanosystems ligeledes kunne levere de ultrasmå komponenter.
Det er muligt at 3D-printe atomtynde lag vha. ALD-teknologien (atomic layer deposition). Det er en teknik, som gør det muligt at afsætte et kemisk stof i lag, som kun er et enkelt atom eller molekyle tykt.
Endelig nævner Maksym Plakhotnyuk såkaldte smart glasses, det vil sige briller, hvor en tynd påtrykt elektronisk film gør det muligt at bruge brillerne som en computerskærm, samtidig med at det er muligt at se gennem brilleglassene. Det er noget, man allerede kender fra jagerpiloters visir.
Forventer vækst
ATLANT 3D Nanosystems forhandler i øjeblikket med investorer om tilførsel af kapital, så virksomheden kan ansætte flere medarbejdere. Her tænker de også stort. I øjeblikket er der 12 medarbejdere, men planen er at vokse til det tredobbelte inden for de kommende par år. Samtidig er det planen at etablere egentlige produktionsfaciliteter i stedet for de udviklingsfaciliteter, virksomheden indtil videre råder over. For at fremme positioneringen vil ATLANT 3D Nanosystems desuden etablere kontorer i både USA og Asien, hvor efterspørgslen efter print i den helt lille skala er stigende.
Maksym Plakhotnyuk forventer, at ATLANT 3D Nanosystems vil begynde at producere printere til kundernes udviklingsafdelinger og fremstille kommercielle printprodukter i løbet af 2023.
Maksym Plakhotnyuk, CEO, ATLANT 3D Nanosystems, mp@ATLANT3d.com
FORTSAT FLOT OPTAG
Denne sommer fik i alt 2.346 nye studerende tilbudt en studieplads på DTU.
Ligesom øvrige videregående uddannelser i hele landet oplevede også DTU et fald i søgningen. Alligevel kunne universitetet melde om fuldt hus på alle bacheloruddannelser på nær én.
”Det er glædeligt, for verden har i den grad brug for dygtige og kvalificerede ingeniører,
som kan hjælpe med at skabe teknologier for bæredygtig forandring og hjælpe os igennem den grønne omstilling,” siger DTU’s dekan for bacheloruddannelser og studiemiljø Lars D. Christoffersen.
Han mener, at det landsdækkende fald i
”Jeg har nogle kolleger, der spørger; 'Ringer de ikke til dig hele tiden? Har du aldrig fri?' Nej, de studerende er meget mere velopdragne og forsigtige, og
de siger undskyld tre gange, hvis de ringer.”
Udtalt af lektor Torben Knudby, der af DTU’s studerende er kåret som årets underviser. Hans telefonnummer står på døren ind til hans kontor. Her står også, at de studerende kan ringe til ham, når det passer dem. Også uden for normal kontortid.
optaget til de videregående uddannelser var fuldt forventeligt:
9,7
DETTE ÅRS ADGANGSKVOTIENT
PÅ BACHELORUDDANNELSEN
GENERAL ENGINEERING, DER HERMED BLEV DEN UDDANNELSESRETNING PÅ DTU MED DEN HØJESTE KVOTIENT.
”Efter et par år med pandemi og rejserestriktioner er det helt naturligt, at flere unge benytter sig af muligheden for at tage et sabbatsår eller to for at få stillet deres rejselyst.”
Mikal Schlosser, Bax Lindhardt
10 HAVETS TUSMØRKE GEMMER PÅ OCEANER AF LIV, MEN RISIKOEN FOR OVERFISKERI ER STOR
14 DANMARK KAN MEDVIRKE TIL AT LØSE MANGLEN PÅ MIKROCHIPS
16 VIRKSOMHEDER VIL STOPPE VANDSPILD
20 AFFALDSPLAST BLIVER TIL TAG OVER HOVEDET
23 SOLCELLER BEHØVER IKKE AT VÆRE SORTE. OG DE KAN BLIVE EN DEL AF FREMTIDENS HUSFACADER
26 BATTERIER SKAL GENBRUGES OG GENTÆNKES
30 BILKØER KOSTER TID OG PENGE
En perfekt storm – et sammenfald af forskellige omstændigheder – er i færd med at forandre vores hverdag i sådan en grad, at vi igen møder begreber som forsyningskrise, vareknaphed og mangelsamfund.
Pandemien med dens nedlukninger har kastet grus i maskineriet på den globale forsyningskæde: Vareproduktionen stoppede mange steder i verden i månedsvis, og de varer, der var fremstillet, blev ikke fragtet videre. Det efterslæb mærker vi stadig.
Ruslands invasion af Ukraine har kastet hele EU ud i en forsyningskrise, hvor der især er usikkerhed om den kommende tids leverancer af bl.a. gas og korn.
Flere lande udfordres af klimaforandringer, hvor ekstremt vejr bl.a. medfører længerevarende tørke. Manglen på nedbør sætter pres på bl.a. drikkevandsforsyning, fødevareproduktion og andre produktionsvirksomheder med højt vandforbrug.
Sideløbende med de akutte kriser er mange lande derudover i fuld gang med en grøn omstilling, og den øgede efterspørgsel efter vindmøller, solceller og elbiler lægger beslag på metaller og mineraler, hvor nogle af dem er begrænsede ressourcer. Det udløser bæredygtighedsdrevne knapheder.
Ovenstående forhold skaber mangel på vidt forskellige ting. Der skelnes mellem absolutte og midlertidige mangler. En absolut mangel er, når vi løber permanent tør for en specifik ressource, f.eks. en sjælden jordart. Den midlertidige mangel er, når vi oplever knaphed på f.eks. mikrochips i en tidsbegrænset periode.
DTU’s forskning understøtter løsninger til en bæredygtig udvikling af samfundet. Mange af løsningerne kan også medvirke til, at vi kun kommer til at opleve mangelsamfundet midlertidigt.
Læs mere på de følgende sider.
EN PERFEKT STORM
ER VED AT SKABE
MANGELSAMFUNDET
Forskere fra Institute of Marine Research i Norge er i gang med at kalibrere et af de måleinstrumenter, de bruger til at lave akustiske opmålinger under forsøgsfiskerierne i tusmørkezonen.
Havets tusmørke
gemmer på oceaner af liv, men risikoen for overfiskeri er stor
Én af løsningerne på verdens fødevaremangel findes muligvis 200-1.000 meter under havets overflade i det, man populært kalder for tusmørkezonen. Her vrimler det med liv, og forskere er nu i gang med at undersøge, om det kan udnyttes bæredygtigt.
Sari Vegendal
Shale Rosen, Getty Images, Claus Lunau
Ud for den norske kyst er et havforskningsskib på en vigtig mission. Ombord på skibet følger forskere opmærksomt med i udrulningen af en gigantisk stålwire med en finmasket trawl for enden. For hver rotation sænkes trawlen dybere og dybere ned i havet, og et sted mellem 200 og 1.000 meter under havoverfladen, i det, man kalder den mesopelagiske tusmørkezone, er wiren udspilet, og trawlens vandring mod dybet slut. Som et forstørret fiskenet sier det havvandet fri for dets levende organismer i
KNAPHEDEN KORT
Hvad: Fødevarer
Hvorfor: Stigende befolkningstal på Jorden og øget velstand i mange udviklingslande øger efterspørgslen på fødevarer.
Følger: Efterspørgslen på især animalske fødevarer vil stige, men øges kødproduktionen, betyder det også en øget klimabelastning.
Løsning: Én af løsning kan være at udnytte havets ressourcer bæredygtigt – inklusive de potentielt enorme mængder af ressourcer, der er på 200-1.000 meters havdybde, så vi kan spise flere fisk og mindre kød.
jagten efter viden om et sted på Jorden, vi ved mindre om end det ydre rum.
Fiskeriet i det nordatlantiske
havdyb er i virkeligheden en del af et større forskningsprojekt finansieret af EUKommissionen. Formålet med projektet er at undersøge, om industrien kan fiske efter nogle af de mange arter, der findes i den mesopelagiske havzone, uden at gentage fiskerihistoriens mange katastrofer: dårlig forvaltning med overfiskeri, ødelæggelse af økosystemer og nedbrud af biodiversitet.
For at komme et svar nærmere sidder professor i fiskeriforvaltning på DTU Aqua J. Rasmus Nielsen sammen med sine kolleger og bearbejder noget af den information, havforskningsskibene hiver op fra dybet. Deres arbejde koncentrerer sig om to mindre fiskearter, nemlig isprikfisken og laksesilden, hvis høje olieindhold på mellem 20 og 30 pct. har vist sig at være attraktiv for den kommercielle industri. Fiskene kan nemlig udnyttes til at lave fiskeolie, fiskemel og medicin, og måske kan de også bruges som fødevarer. Men hvilke konsekvenser det kan få for det fødenet, de er en del af, hvis man begynder at fiske efter dem, og hvilken rolle de spiller for det samlede økosystem, ved vi ifølge
J. Rasmus Nielsen ’stort set ingenting om’. Han har forsket, rådgivet og undervist i fiskeriforvaltning og bæredygtig udnyttelse af havets ressourcer hele sit voksne liv, men med forskningen i den mesopelagiske havzone har han bevæget sig ind på stort set ukendt terræn.
”Det er både stimulerende og skræmmende at forske i et område, hvor vi på forhånd har så lidt viden. Det gør forskningen relevant og nødvendig, men det gør også, at der hviler et stort ansvar på os,” siger han og tilføjer:
”De første artikler på et område, man næsten ikke kender, kan komme til at betyde virkelig meget for de senere beslutninger. Så vi skal tænke os om og arbejde både hurtigt og korrekt.”
En gigantisk biomasse
Den mesopelagiske havzone bliver i daglig tale kaldt for tusmørkezonen, fordi den starter på dybder, hvor solens lys næsten ikke når ned. Ovenover er den epipelagiske zone, overfladezonen, hvor sollyset skaber fotosyntese og vækst. Imens er lyset i tusmørket så sparsomt, at fotosyntese er næsten ikkeeksisterende, og interessen for, hvad der mon foregår dernede, har længe været stor.
Allerede under 2. verdenskrig, hvor de allieredes flåder brugte ekkolodder til at detektere og lokalisere fjendtlige ubåde og miner, indikerede meget hårde slag mod lodderne, at der gemte sig en ukendt stor biomasse i de dybere havlag. Senere har der været diskussioner om størrelsen af biomassen, men i 2014 stjal et stort internationalt studie al opmærksomhed med et estimat, der kom bag på de fleste.
På baggrund af globale kortlægninger estimerede forskerne bag studiet, at der i den mesopelagiske zone er en biomasse af fisk og skaldyr på mellem 10 og 20 mia. ton. Det er 10 gange mere, end hvad tidligere estimater har vist, og svarer til 90 pct. af Jordens samlede fiskebiomasse. Eller,
da studiet blev lavet, cirka 1,3 ton ren fiskebiomasse per menneske på Jorden.
”De tal vakte selvfølgelig stor opmærksomhed. Og hurtigt lød det næste spørgsmål fra en række interessenter: Kan det her mon udnyttes?” fortæller J. Rasmus Nielsen.
Selvom der var, og stadig er, stor usikkerhed om studiets estimater, opstod der en form for guldgraverstemning fra flere sider, særligt i fiskeri, medicinal og fødevareindustrien, der straks øjnede muligheden for et kommende forretningseventyr. Samtidig advarede forskere fra både DTU, Spanien, England, Skotland, Portugal og Norge mod at udnytte tusmørkezonens ressourcer uden at kende de mulige miljøkonsekvenser først. De dyr og organismer, der lever i tusmørkezonen, har nemlig en enorm betydning for klodens CO2balance, da de hvert år bidrager til at transportere mellem 2 og 6 mia. ton CO2 fra havets overflade og ned på havets bund, hvor CO2’en lagres i flere hundrede år. Processen kalder man for kulstofpumpen (se mere i grafik på side 13) eller kulstofbeslaglæggelsen, og risikoen for at påvirke den naturlige proces negativt er stor, hvis man fisker løs på de arter, der indgår i den. Forskerne efterlyste derfor en international forskningsindsats i tusmørkearternes biologi og bæredygtighed, og det blev udslagsgivende for den forskning, J. Rasmus Nielsen og hans kolleger laver i dag.
Viden om bestande er afgørende
Når nye, friske data om isprikfisken og laksesilden lander på J. Rasmus Nielsens bord, er der især ét aspekt, han og hans kolleger interesserer sig for: de forskellige bestande inden for arterne og bestandenes dynamik.
”Når vi kender dynamikken i en naturlig bestand, så ved vi også, hvilken overproduktion der er i bestanden, og det svarer på, hvor meget vi bæredygtigt kan høste fra bestanden,” forklarer J. Rasmus Nielsen.
Helt konkret vurderer han og kollegerne fordelingerne af længden, vægten og de forskellige livsstadier på de fisk, der kommer ind fra forskellige forsøgslokationer ved Spanien, Norge og Island. Data fra hver enkelt lokation bruger de til at afgøre væksten og de forskellige livsstadier, fiskene befinder sig i. Det giver et samlet billede af, hvornår de er modne og gyder, og det kan forskerne, ved hjælp af statistiske bestandsmodeller, bruge til at vurdere bestandsstørrelsen og bestandens kapacitet til at reproducere sig selv. Derudover kan forskelle i parametre for vækst og dødelighed være med til at afklare, om fiskene fra de forskellige lokationer er fra den samme bestand eller ej.
I kapløb med industrien
”Den samme bestand har som regel nogenlunde ens populationsdynamiske parametre, så hvis der er stor forskel i parametrene mellem f.eks. fiskene fra Norge og fiskene fra Spanien, er der noget, der tyder på, at det er forskellige bestande,” siger J. Rasmus Nielsen.
Resultaterne fra den igangværende forskning viser, at der er variation i parametrene mellem de forskellige lokationer, hvor der er blevet lavet forsøgsfiskerier, og dermed med al sandsynlighed også er tale om forskellige bestande. Næste skridt er nu at identificere de bestande, der kan tåle bæredygtig høstning, og de bestande, der ikke kan. J. Rasmus Nielsen forventer, at indgående viden om bestandenes dynamik vil være tilgængelig i løbet af de næste 10 år. Samtidig kalder han det utopisk, at industrien vil vente så længe.
”Vi skal handle hurtigt, for hvis det lige pludselig viser sig, at der er et højværdiprodukt dernede, så går de bare i gang,” forudser han.
Fremtidens bæredygtige fødevarer
Det tyder på, han har ret. Det kommercielle fiskeri og fiskeindustrien har allerede udvist stor interesse for
forskningen. Ved SINTEF, et uafhængigt forskningsinstitut i Norge, er man allerede langt med at udvikle effektive, kommercielle fiskeredskaber til at fange laksesild og isprikfisk. Og ved det norske fødevareinstitut, Nofima, eksperimenteres der med, hvordan man kan gøre laksesilden til en attraktiv, fremtidig fødevare.
”Vi injicerer fisken med forskellige enzymer, for at finde ud af hvad der sker med smagen, og ser på, om vi kan komme frem til noget, der er kommercielt interessant,” forklarer Runar G. Solstad, der forsker i marin bioteknologi og er tilknyttet EU-projektet.
J. Rasmus Nielsens optimisme er mere afmålt, men det er ikke nødvendigvis et udtryk for, at han mener, ressourcerne ikke bør udnyttes.
”Jeg siger bestemt ikke, at man ikke skal undersøge det. Vi er i en verden, hvor den globale befolkning stiger. Vi får fødevaremangel. Vi bliver nødt til at se på, hvilke muligheder der er for fødevareproduktionen. Men man kan ikke se på havet som et stykke landbrugsland, hvor man bare kan øge produktionen. Man kan heller ikke tage dele af fødekæden ud og så håbe på, at systemet kompenserer for det. For sådan fungerer det ikke,” understreger han.
Overfiskeri går ud over havets økosystem
Injektionen kaldes for enzymatisk hydrolyse og er en kemisk proces, hvor man blander lige store dele fisk og vand sammen og herefter tilsætter enzymer. Når enzymerne har reageret med blandingen i omtrent en time, deaktiveres de ved hjælp af varme, og vandet filtreres fra, så kun proteinerne er tilbage. Herefter tørres de op og spises som en proteinrig snack.
De igangværende forsøg med laksesilden har vist, at det kan lade sig gøre at manipulere fisken til at få forskellige smage, og næste skridt er derfor en ekstern vurdering af, om snacken fra tusmørket har et kommercielt potentiale eller ej.
”Det er jo det, som er hele pointen med den her forskning. Hvis det viser sig, at vi kan høste de her mesopelagiske ressourcer bæredygtigt, og hvis det viser sig, at de har næring i sig, som vi kan udnytte til fødevarer, så har vi måske en del af svaret på fremtidens bæredygtige mad, og så giver det rigtig god mening at gå videre med,” siger Runar G. Solstad om fremtidsperspektivet for den igangværende forskning.
Ifølge J. Rasmus Nielsen har FN, som det er nu, ikke tilstrækkelige regionale forvaltningsorganer, der dækker mesopelagisk fiskeri, og der er ingen lofter for fiskeri og fangst af de enkelte bestande. Derfor arbejder J. Rasmus Nielsen og andre forskere, bl.a. igennem deres deltagelse i EU-projektet, på at informere forvaltere og myndigheder om nødvendigheden heraf. Senest har J. Rasmus Nielsen været medforfatter på en artikel om emnet.
”Man skal ikke røre ved det her, før man har konstateret, om udnyttelsen er bæredygtig eller ej, og man har det rette institutionelle setup samt de rette forvaltningsorganer, der er i stand til at agere, hvis man overudnytter,” fastslår han.
Gennem sine mange års forskning og rådgivning i fiskeriforvaltning har han aktivt fulgt med i risikoen for og eksemplerne på overudnyttelse i fiskeriet. Det gør oftest, at man på sigt mister store fangstmuligheder og indkomster pga. dårlig forvaltning, og samtidig påvirker det havets økosystem negativt. Derfor er J. Rasmus Nielsens arbejde med det mesopelagiske havlag mere end bare et arbejde. Det er muligheden for at bane vejen for, at man i fremtiden fisker på en bæredygtig måde.
”Jeg håber, man denne gang kan lade være med at gentage fortidens fejl inden for fiskeriforvaltning. Det er mit håb. Men det kræver viden,” siger han.
J. Rasmus Nielsen, professor, DTU, rn@aqua.dtu.dk
Tusmørkelivets betydning for klimaet
Biologiske processer i havets tusmørkezone står for en årlig lagring af mellem 2 og 6 mia. ton CO2 i dybhavet. Det sker vha. en naturlig proces kaldet den biologiske kulstofpumpe.
1. Kulstofpumpen fungerer bl.a. ved, at dyre- og planteplankton optager CO2 igennem fotosyntese i havets overflade, hvorfra kulstoffet transporteres videre i havets fødenet.
2. Tusmørkearter som isprikfisken og laksesilden bidrager til kulstoftransporten, når de ved tusmørke migrerer op til havoverfladen for at spise dyreplankton og ved daggry svømmer ned i tusmørkezonen igen.
3. Langt hovedparten af det kulstof, som lagres i dybhavet, transporteres ned i dybet via små, kulstofrige partikler kaldet marin sne. Marin sne består af levende og dødt organisk materiale i form af bl.a. planteplankton, dyreplankton, ekskrementer og mikrober, der synker til bunds med en fart på op til 1.000 meter om dagen.
4. På havets bund lagres den marine sne i flere hundrede til tusind år. Indtil videre har havet via kulstofpumpen absorberet op til 1/3 af den årligt ekstra udledte CO2 fra humane aktiviteter og omkring 90 pct. af den ekstra energi fra den øgede drivhuseffekt. Verdenshavene indeholder cirka 50 gange mere CO2 end atmosfæren og 20 gange mere CO2, end der er bundet i landjordens planter, dyr og døde organiske materiale. Ydes der skade på kulstofpumpens processer, eksempelvis ved at overfiske på de arter, der spiller en vigtig rolle i CO2-transporten, vil det betyde en øget koncentration af CO2 i atmosfæren og dermed også en øget negativ effekt af klimaforandringerne.
Danmark kan medvirke til at løse manglen på mikrochips
I de sidste par år har verden manglet mikrochips. Hvor stort er problemet, og hvad kan vi gøre for at løse krisen? Læs svarene fra Jörg Hübner, direktør for DTU Nanolab.
Hvor længe vil chipmanglen vare?
”Vi vil nok opleve et par år endnu med chipmangel. Nu melder nogle computerproducenter, at de er ovre det værste. Men der findes jo mange forskellige slags chips, så manglen vil komme forskelligt til udtryk i forskellige virksomheder.”
Er det et stort problem?
”For nogle virksomheder er chipmanglen en alvorlig situation, hvor de risikerer et decideret produktionsstop, og for nogle kan det føre til, at de må lukke. For forbrugerne har det nok mest været et irritationsmoment, at man ikke lige kan få en PS5, den ønskede telefon eller sin nye bil med det samme. Krisen kan dog blusse op igen og sprede flere uheldige følger, hvis der opstår nye problemer med leverancerne.”
Hvad har vi lært af chipmanglen?
”Der er kommet stor opmærksomhed på, at masseproduktionen af chips foregår i Asien, og at det kan være en skrøbelig situation for bl.a. Europa. Før blev mikrochips taget for givet. De var der bare, akkurat som vand i vandhanen. Nu ved alle, at vi ikke kan undvære dem. Endelig er det også blevet kendt, at chipsproduktion er meget kompleks, og at fabrikkerne er enormt dyre at etablere.”
Lotte Krull
Hvad skal der til for at stoppe manglen?
”Vi må sikre os, at der er en produktion af mikrochips i regionen, så vi bliver mindre afhængige af de skrøbelige forsyningskæder med Asien. Det tager EU også hånd om, bl.a. med European Chips Act. Målet er bl.a., at Europa skal fordoble sin andel af chipsproduktionen. EU’s andel udgør i dag 10 pct. af verdens samlede produktion.”
KNAPHEDEN KORT
Hvad: Mikrochips
Hvorfor: Primær årsag er pandemien, der skabte en øget efterspørgsel på elektronik til hjemmearbejdspladser og underholdningselektronik, samtidig med at den forårsagede nedlukninger af både produktion og havne.
Følger: Færre produkter og længere leveringstid på bl.a. computere, mobiltelefoner og biler. Produktionsstop og virksomhedslukninger.
Løsning: Opførelse af flere chipfabrikker, også uden for Asien, samt sikre dansk viden og uddannelse inden for chipproduktion.
Hvad kan vi selv gøre i Danmark?
”I Danmark er vi stærke inden for udvikling og produktion af specialiserede chips, der kan behandle bl.a. sensoriske data, lys, lyd, kemiske stoffer og vibrationer. Der er ikke tale om masseproduktion som med de digitale chips fra Asien, men det er højværdiprodukter, der kræver stor ekspertise at udvikle og fremstille. Vi kan positionere os yderligere globalt på dette område, bl.a. ved at uddanne flere ingeniører, der har fod på nanofabrikation og dermed kan lave chips. Det kræver dog, at man investerer i udbygning af bl.a.
DTU’s renrumsfaciliteter. Danmark kan blive rigtig interessant for udenlandske virksomheder, når vi kan byde ind med arbejdskraft, der besidder højteknologisk ekspertise, og med NATO’s placering af et center for kvanteteknologi i Danmark kan vi få yderligere brug for ekspertise inden for udviklingen af fremtidens chips, nemlig kvantechips.”
Jörg Hübner, direktør, jhub@dtu.dk
DTU Nanolab
DTU Nanolab – Nationalt Center for Nanofabrikation og -karakterisering – er en af de største universitetsejede renrumsfaciliteter i Europa.
Fremstilling af nano- og mikrochips sker i renrum, der lever op til krav om et produktionsmiljø frit for partikler og støv.
Ved hjælp af DTU Nanolabs faciliteter kan man gå fra forskning direkte til industriel produktion.
DTU Nanolab er åben for virksomheder, som kan udvikle og producere deres produkter i renrummet.
Læs mere i tema om mikrochips og DTU’s renrum på dtu.dk/mikrochip.
Hvad: Mangel på rent drikkevand.
Hvorfor: Tørke, klimaforandringer, overbefolkning og overforbrug dræner drikkevandsressourcer.
Fødevareindustrien er en af de allermest vandforbrugende industrier.
Følger: Restriktioner på drikkevand, nedlukning af industriproduktion.
Løsning: Udvikling af bæredygtige vandteknologier, så bl.a. virksomheder kan reducere, genbruge eller recirkulere deres proces- og spildevand.
Virksomheder vil stoppe vandspild
Fødevareindustrien er blandt de mest vandforbrugende industrier, men vand bliver en stadig mere kritisk og dyr komponent. Virksomheder verden over er i gang med at sikre en mere vandeffektiv produktion. Det vil både styrke konkurrenceevnen og opfylde
FN’s verdensmål om at sikre rent drikkevand.
Christina Tækker Carlsberg, Shutterstock
For nylig vandt Carlsberg en Global Water Awards for verdens bedste vandprojekt inden for kategorien industri. Prisen er en af de højeste anerkendelser, man kan få inden for den globale vandsektor, og blev givet for et nyt vandeffektivt bryggeri i Fredericia. Her har Carlsberg fundet en innovativ måde til at genanvende 90 pct. af procesvandet fra produktionen. Dermed reducerer bryggeriet vandforbruget til øl og sodavand fra 2,7 til 1,4 liter pr. produceret liter. Desuden reducerer genbrugsanlægget bryggeriets energiforbrug med 10 pct. gennem egen biogasproduktion og recirkulering af varmt vand. Det rensede vand bliver brugt til at rengøre procesudstyr, rør og
emballage på bryggeriet og indgår ikke i produktionen af øl og sodavand.
Målet er, at anlægget i Fredericia skal være en læringsplatform for alle Carlsbergs bryggerier i verden og en best practice-case for, hvordan man kan genindvinde vand, fortæller Tenna Skov Thorsted, der er sustainability manager i Carlsberg:
”Vand er ikke bare en grundlæggende ingrediens i Carlsbergs øl og sodavand verden over. Rent vand er også en nødvendighed i de mange processer, der knytter sig til produktionen. Vand er en begrænset ressource på verdensplan og i de samfund, som Carlsberg opererer i. Derfor har Carlsberg en overordnet målsætning om at eliminere vandspild i 2030 som en del af vores bæredygtighedsprogram Together Towards Zero.”
Vand er et væsentligt parameter
Projektet er sat i gang gennem det offentligt-private partnerskab ’Danish Partnership for Resource and Water Efficient Industrial Food Production’, der er støttet af Innovationsfonden. Partnerskabet består af en række fødevare- og teknologivirksomheder,
På bryggeriet i Fredericia har Carlsberg fundet en måde at genanvende 90 pct. af procesvandet i produktionen.
universiteter og andre samarbejdspartnere, der har en lang tradition for at samarbejde.
Målet er at udvikle nye bæredygtige vand- og produktionsteknologiske løsninger, der kan bidrage til at reducere vandforbruget i fødevareproduktionen med 15-30 pct. Det skal ske ved at bruge væsentligt mindre grundvand i fødevareproduktionen og i stedet bruge renset genbrugsvand i stigende omfang – uden at forringe fødevaresikkerhed eller kvalitet.
I dag er fødevareindustrien en af de allermest vandforbrugende industrier. Samtidig er vand blevet en dyr råvare – både når man skal købe det, og når man skal af med det som spildevand. Derfor er både den danske og globale fødevareindustri interesserede i at spare på vandet og genbruge deres proces- og spildevand for at opfylde
FN’s verdensmål for bæredygtig udvikling. Det gælder især mål om at sikre et ansvarligt forbrug og produktion og adgang til rent drikkevand til alle.
Det ved Søren Nøhr Bak alt om. Han er ekspertisedirektør for vand i fødevareindustrien i Niras, der har hjulpet Carlsberg med at udvikle en forretningsplan til vandrensningsanlægget i Fredericia. I løbet af de sidste par år har han oplevet et enormt skift i fødevare- og drikkevareindustrien mod mere bæredygtighed. Her er vand blevet et væsentligt parameter, både når det handler om fødevarer, emballage og produktionsmetoder.
Vi fanger Søren Nøhr Bak over et videoopkald, hvor han lige er landet i Dallas på vej til Mexico. Han har netop været i USA for at holde en workshop om bæredygtigt forbrug af vand for
verdens største bryggeri – belgiske AB InBev.
”Vand spiller en stor rolle, når fødevare- og drikkevareindustrien skal planlægge deres forretningsstrategier. Vand er gået fra at være sekundært, billigt og noget, der bare er der, til at blive en kritisk komponent for rigtig mange industrier. Det er vigtigt at sikre, at man har vand – både for at kunne producere og for at få en fornuftig driftsøkonomi. Men også for at vise kunderne, at man tager vandforbruget alvorligt og lever op til sine målsætninger om bæredygtighed,” siger Søren Nøhr Bak.
Carlsberg er frontløber
Han ser Carlsberg som en frontløber, der har positioneret sig som verdens mest vandeffektive bryggeri. Det har inspireret kolleger i bryggeribranchen, der alle er i gang med at reducere deres vandforbrug. Nu breder trenden sig til andre industrier. Mejerikoncernen Arla er en af dem, som har taget tilsvarende initiativ. De har bl.a. etableret et nyt vandgenbrugsanlæg i Nr. Vium i Jylland. Desuden er Niras i dialog med ingrediens- og farmaindustrien, som
også overvejer at reducere vandforbruget med vandeffektive teknologier. ”Det mest interessante er, at virksomhederne begynder at forholde sig til deres kerneprocesser ud fra en ambition om at være mere vandeffektive. Det er blevet legalt at sige, at man kan reducere sit vandforbrug signifikant, hvis man producerer på en anden måde end i dag. Det er helt nyt. Derfor er virksomhederne begyndt at gentænke deres kerneprocesser og se, hvordan de hænger sammen med deres vand- og energiforbrug. Det betyder, at virksomhederne får en meget mere holistisk tilgang til deres forretning,” fortæller Søren Nøhr Bak.
I stedet for at smide vandet ud begynder flere virksomheder at se på, hvordan de kan bruge vandet mere cirkulært. Man taler om de fire r’er: reduce, reuse, rethink og recircle. Det handler altså om at reducere, genbruge, gentænke og recirkulere.
Derudover undersøger virksomhederne, hvordan tilgængeligheden af vand og vandressourcer ser ud i de lande, hvor de producerer deres produkter. Man ser bl.a. globale virksomheder, der deler deres viden med lokale virksomheder. Andre inviterer skoleklasser på besøg for at fortælle om deres vandbesparende initiativer. Det kan også have den effekt, at lokalsamfundet selv begynder at spare på vandet.
Endelig ser virksomhederne på, hvordan de håndterer risici i tilfælde af vandmangel i de områder, hvor deres produktion ligger. Hvis virksomheden kan dokumentere, at deres produkter bliver produceret med et lavt vandforbrug, er der størst chance for, at de kan fortsætte produktionen under en længerevarende tørke. De, der ikke har styr på deres vandforbrug, er
Sådan renser Carlsberg procesvandet
Første trin er at rense processpildevand for biologiske og organiske stoffer ved hjælp af bakterier. Så fjerner man de resterende dele af de organiske stoffer, bakterier, kvælstof og fosfor ved hjælp af en tæt membran, hvor bakterierne ikke kan trænge igennem. Dernæst fjerner man de tilbageværende salte i vandet ved hjælp af et omvendt osmoseanlæg, hvor kun vandet trænger igennem det tætte filter. De allersidste rester af organisk stof bliver fjernet ved hjælp af en nyudviklet vakuum-uvteknologi, der også bidrager til desinficering af vandet.
sandsynligvis de første, der får stoppet adgangen til vand.
Tørke fører til restriktioner
I dag er vandmangel et stort problem mange steder. Det mærker man bl.a. i Italien, hvor rekordtørke og ekstrem varme truer vandforsyning og fødevareproduktion. Især Norditalien har været ramt af en tørke, som man ikke har set i syv årtier. Konsekvensen er, at man efter alt at dømme vil sætte
begrænsninger på vandforbruget. Det kan bl.a. få konsekvenser for landbrugssektoren, der kan miste sin indkomst på over to mia. euro på grund af en fejlslagen høst, vurderer landbrugsorganisationen Coldiretti ifølge Dagbladet Information.
I Cape Town i Sydafrika har uventede, lange tørkeperioder ført til restriktioner på 50 liter vand eller mindre pr. indbygger om dagen, og i Californien er der adskillige steder, hvor man ligesom i f.eks. Namibia er i gang med projekter, der renser spildevand til drikkevandskvalitet som følge af vandmangel.
Men faktisk kan Danmarks egne drikkevandsforsyninger også blive udfordret. Mange mindre øer som Samsø lider af vandmangel, fordi de kun har en begrænset grundvandsressource. Også områder omkring Hillerød, Kalundborg og Fredericia kan komme i vanskeligheder med begrænsninger af drikkevand på grund af store vandintense virksomheder.
Det fortæller DTU-professor Lisbeth Truelstrup Hansen. Hun er ekspert i fødevarer, mikrobiologi og
fødevaresikkerhed og har deltaget i projektet sammen med DTU-professor Hans-Jørgen Albrechtsen, der er ekspert i vandkvalitet og behandlingsmetoder.
Sammen har de været med til at vurdere, validere og demonstrere, at man kan genanvende genbrugsvand til at rense procesudstyr og emballagematerialer på Carlsberg på en sikker måde. Opgaven er foregået i tæt dialog med Fødevarestyrelsen og Miljøstyrelsen og har bl.a. involveret risikovurderinger, kortlægning af sundhedsrisici, kvalitetsforhold og målinger af vandkvalitet.
Stor udfordring at genbruge vand
”Det er en stor udfordring at genbruge vand i den danske fødevareindustri, fordi man skal dokumentere, at det kan lade sig gøre uden at gå på kompromis med fødevaresikkerhed og -kvalitet. Som udgangspunkt skal fødevarevirksomheder ifølge lovgivningen bruge drikkevand lavet af grundvand, når de fremstiller fødevarer – også til rengøring i forbindelse med produktionen.
Carlsberg anses som en frontløber, der har positioneret sig som verdens mest vandeffektive bryggeri.
Men man kan bruge andre typer vand, hvis det ikke kompromitterer fødevaresikkerheden,” siger Lisbeth Truelstrup Hansen.
I løbet af projektet diskuterede eksperterne bl.a., om drikkevand fra hanen var den eneste og bedste vandkvalitet, hvilken vandkvalitet der egentlig er brug for – og om man kan designe en vandkvalitet, der er egnet til drikkevand og samtidig er acceptabel for forbrugere, myndigheder og producenter, fortæller Hans-Jørgen Albrechtsen:
”Det, der overraskede mig mest, var, at vi rykkede forståelsen for, hvad man normalt gør. Diskussionerne betød, at nogle af virksomhederne fik et andet syn på vand. De fik øjnene op for, at man måske kunne opgradere mere beskidt vand til en anden vandkvalitet og være mere vandeffektiv. Og faktisk nåede vi frem til at få en vandkvalitet, som er mindst lige så god og sikker som normalt vand fra vandhanen.”
Lisbeth Truelstrup Hansen, professor, DTU, litr@food.dtu.dk
Hans-Jørgen Albrechtsen, professor, DTU, hana@dtu.dk
Affaldsplast bliver til tag over hovedet
Bove har sammen etableret virksomheden
WOHN der udnytter affaldsstrømme til byggematerialer.
Den globale urbanisering har sat turbo på efterspørgslen efter boliger til en overkommelig pris. Bæredygtige huse konstrueret af affaldsplast iblandet savsmuld kan blive en del af løsningen på boligmanglen. DTU har hjulpet med at teste det plastbaserede byggemateriale.
Matúš Uríček (tv.) og Morten
Miriam Meister
Bax Lindhardt, WOHN
At bygge huse af plastik er ikke en fremmed idé i Danmark, hvor de fleste har forsøgt sig med at bygge farverige konstruktioner af Lego. De huse af plastik, som efter planen snart ruller ud af en fabriksbygning i Glumsø, vil dog få selv den mest erfarne Legobygger til at spile øjnene op.
Her 3Dprinter en lille startup med store ambitioner bæredygtige, billige og kompakte huse med et kompositmateriale lavet af affaldsplast og afskær fra træindustrien. En idé, som stifter af virksomheden WOHN A/S Morten Bove kalder et superhack:
”Vi tager affaldsstrømme og gør dem til nye byggematerialer, samtidig med at vi giver adgang til ’affordable housing’ og reducerer boligkonstruktionens CO2aftryk med 90 pct.”
Begrebet ’affordable housing’ eller betalbare boliger bruges om boliger, som folk med en indkomst under gennemsnittet har råd til. Det amerikanske Department of Housing and Urban Development definerer en betalbar bolig som en bolig, der ikke koster mere end 30 pct. af en husstandsindkomst.
På næsten symbolsk vis har virksomheden til huse i en bygning, hvor der indtil for få år siden blev produceret betonelementer til byggebranchen.
For WOHN har skubbet stål og beton ud af ligningen i deres huse, som vil blive 3Dprintet i tre dele (et front og bagstykke samt skallen med tag, gulv og vægge), der sættes sammen til boligmoduler på 20 m2. Printtiden for boligmodulerne er mindre end to dage.
Printer kun små huse
Virksomheden blev stiftet i 2018 med stærk inspiration fra tiny housebevægelsen.
”De mest bæredygtige kvadratmeter er dem, du ikke bygger,” forklarer Morten Bove og fortsætter: ”Vi insisterer på, at boligen skal være lille. Hvis nogen spørger ’Kan vi få én på 100 m2?’, så siger vi nej, for det er ikke den vej, vi skal gå.”
3Dprinterens ’blæk’ er lavet af en blanding af affaldsplast og savsmuld. Vægge, loft og gulv bliver isoleret med træuld lavet af affaldstræ. Den opskrift gør det muligt at reducere CO2aftrykket med 90 pct. i forhold til et hus af samme størrelse bygget med konventionelle materialer.
”Hver gang vi sætter en 20 m2 bolig i verden, omdanner vi fire ton plastikaffald og sparer 15 ton CO2 i forhold til traditionelt byggeri,” fortæller Morten Bove.
De første boliger vil efter planen være klar i starten af 2023, og flere kommuner og private udlejere står i kø for at få dem leveret, så de kan tages i brug som studie og ferieboliger.
Hvad: Boliger til en overkommelig pris.
Hvorfor: Migrationen mod byerne sker hurtigere, end det er muligt at øge boligmassen, hvorved priserne stiger.
Følger: Folk kommer til at betale mere for en bolig, end de har råd til, eller stå uden tag over hovedet.
Løsning: Opførelse af nye boligtyper, som er billigere at bygge og dermed også at købe eller leje.
For kommunerne er fleksibiliteten i boligerne ifølge Morten Bove det smarte, da boligerne kan flyttes rundt og placeres efter behov. De kan således bruges i en skovbørnehave i nogle år og derefter til at indkvartere flygtninge et andet sted.
”Det kan være et alternativ til de pavilloner, som kommuner lejer i rå mængder i evigheder, og som er afsindigt dyre,” siger Morten Bove.
Globale planer
Der er også interesse fra Storbritannien, hvor det offentlige kæmper med at indfri løfterne om at bygge de mange planlagte billige boliger. WOHN er
også i dialog med myndighederne i Kenya, hvor de muligvis skal levere moduler, som bl.a. kan bruges til skoler og boliger.
Morten Bove ser et stort potentiale i at introducere deres løsning til udviklingslande, hvor problemet med affaldsplast er kæmpestort, og folk bor under kummerlige forhold:
”Tænk, hvis man kunne lave et system, hvor folk kommer med plastaffald, de har samlet op fra gaden, og får et værdibevis på forskellige modtagestationer. Det kan de så bruge til at købe et hus, når de har værdibeviser nok. Så har de selv samlet råvaren og fået et hus i stedet for. Tænk engang!”
Kompositionen af ’blækket’ til printeren vil variere afhængigt af de lokale forhold, for det giver jo ikke mening at fragte dansk affaldsplast og træafskær kloden rundt.
Kenya dyrker f.eks. mange mangoer, og det vil derfor være nærliggende i produktionen af boliger dér at bruge fibre fra de mange ton mangoskind og -sten, som forarbejdning af frugten genererer. I lande som Indien og Filippinerne vil kokosnøddeskaller være oplagte at bruge.
På sigt er det endvidere WOHN’s plan at bygge i højden.
”Vi redder jo ikke verden af at bygge ferieboliger. Det helt store impact kommer, når vi går ud og arbejder i højden ved at stakke boligerne oven på hinanden i to, tre, fire lag. Det kan vi gøre ved at skabe en slags skelet eller ’super structure’, hvor man sætter boligmodulerne ind,” forklarer Morten Bove.
Fordi WOHN har kastet sig ud i at bygge med et utestet materiale i et design, ingen før har benyttet, har planerne ændret sig mange gange undervejs. Faktisk har de indsigter, teamet har gjort sig undervejs, ført til, at de har ændret på stort set alt i forhold til det oprindelige koncept: produktionsdesign, materialekomposition og printdesign.
”Den der irriterende floskel med, at vi skifter dækkene, mens vi kører, det passer sådan set godt på os,” siger Morten Bove.
Styrketest på DTU
På DTU Construct har seniorforsker Yang Zhang været med til at regne på, om boliger lavet af det plastbaserede byggemateriale er tilpas stærke. Hendes
De 3D-printede moduler kan nemt flyttes og kan på den måde opfylde forskellige behov i en kommune som f.eks. til skovbørnehaver eller indkvartering af flygtninge.
forskningsområde er genbrug af plast. En højere grad af genanvendelse vil nemlig have en betydelig positiv indvirkning på miljøet – bl.a. fordi 7 pct. af verdens forbrug af benzin går til fremstilling af plast.
”Det er et trendy emne,” siger hun med et smil, men forklarer samtidig, at plastgenbrug er udfordrende. For plast er opbygget af lange kæder af molekyler, som knækker og bliver kortere, hver gang det bliver varmet op og lavet til noget nyt. Det går ud over materialets styrke og hårdhed.
Ifølge Yang Zhang kan man kompensere for de ændringer ved at tilføje jomfruelige (nye) materialer eller additiver, som WOHN f.eks. gør med træfiber. DTU’s tests af WOHN’s byggematerialer og boligkonstruktion har dokumenteret, at de lever op til de relevante standarder.
”Hvis konceptet bliver eksporteret til et andet land, hvor kompositmaterialet bliver lavet med et andet additiv, skal der laves nye tests,” forklarer Yang Zhang.
Yang Zhang, seniorforsker, DTU, yazh@dtu.dk www.wohnhomes.com
Om boligerne
En 20 m2 bolig indeholder et lille køkken, et lille badeværelse og en hems til at sove på. Op til tre moduler kan sættes sammen til at danne ét hus. Boligerne bliver cirka en tredjedel billigere end tilsvarende konventionelle boliger. De står på et punktfundament og kan derfor let flyttes til en ny lokation.
Markus Babin er ph.d.-studerende på DTU og har udviklet et avanceret målesystem til test af solcellers effektivitet.
Hvad: Grøn energi
Hvorfor:
Med ønsket om at accelerere både den grønne omstilling og uafhængigheden af russisk gas, lagde regeringen i foråret op til en tidobling af solenergien frem til 2030.
Løsning: Flere solceller – både i landskabet og på bygningernes flader.
Solceller behøver ikke at være sorte ...
... og de kan blive en del af fremtidens husfacader
Solcellepaneler med forskellige farver kan integreres i bygningernes facader og blive en æstetisk spændende del af arkitekturen.
DTU samarbejder med facade entreprenøren HSHansen om at dokumentere effekten af forskellige farvede solcelleelementer.
Projektleder Sune Thorsteinsson fra DTU deltager i projektet UnitSun, der skal integrere solceller i facader.
Marianne Vang Ryde
Thomas Steen Sørensen
De fleste kender nok solcellepaneler som skinnende sorte glasplader lagt oven på et tag. Effektivt, men måske ikke den kønneste løsning, når huset skal forsynes med bæredygtig energi. Og det skal det. Siden 2020 er kravet til alle nye byggerier ifølge et EU-direktiv, at de stort set ikke må udlede CO2, og den energi, de forbruger, skal komme fra vedvarende kilder tæt på eller i selve huset.
Her er solceller en oplagt løsning, fordi de giver et højt energiudbytte og
samtidig er kommet ned i et rimeligt prisleje.
Prisen er faldet ca. 90 pct. over de seneste ti år. Derfor begynder det nu at give mening også at arbejde med panelernes udseende og placering. Det kan f.eks. betale sig at give dem forskellige farver, selvom det reducerer effektiviteten i varierende grad, og med hensyn til placeringen gælder det om at udnytte så mange flader som muligt til at producere den efterspurgte grønne energi.
Alt dette er nu ved at blive undersøgt nærmere i projektet UnitSun, hvor forskere fra DTU deltager sammen med rådgivningsfirmaet MG Solar og facadeentreprenøren HSHansen.
Et synligt udtryk for projektet er en lille pavillon, der er dukket op på marken i den nordlige ende af DTU Risø Campus. Husets oprindelige vægge mod syd, øst og vest er fjernet og erstattet af facadeelementer med solcellepaneler i forskellige farver. Og indenfor myldrer det med ledninger og måleudstyr, som i løbet af det næste år skal give et solidt datagrundlag for at vurdere, hvor meget energi man kan få ud af panelerne alt efter farve og placering.
”Hvordan opnår man det bedste kompromis mellem æstetik, effektproduktion og pris? Det er den opgave, vi forsøger at løse for HSHansen,” fortæller projektleder Sune Thorsteinsson, der arbejder på sagen sammen med specialkonsulent Peter Behrensdorff Poulsen og ph.d.-studerende Markus Babin.
”Vi skal give et sikkert estimat for, hvad facadeelementer med solceller vil betyde for husets energi, så det bliver
lige så let at vælge dem som et hvilket som helst andet facademateriale.”
Varme farver giver mindst energi
Når solceller normalt er sorte, er det, fordi sort absorberer alt lys og dermed giver cellen mest mulig fotonenergi, som kan konverteres til elektricitet. Når solceller farves, kan det gå ud over cellernes effektivitet, og uden detaljerede målinger er tabet i effektivitet svært at forudsige. Der findes forskellige tekniske løsninger til farvning af solceller, nogle mere effektive end andre. Typisk har de mest effektive løsninger en tendens til at changere i farvenuancen, alt efter hvilken vinkel man ser dem fra. På demonstrationshuset er sydsiden dækket af de normale sorte celler. Her eksperimenteres der med afstanden fra solcellerne til isoleringen. Mod vest er der et hvidt solcelleelement, som har vist sig at tabe ca. 50 pct. energi i forhold til det sorte. Der er også forskellige farvede paneler, bl.a. et i teglrød, som kan være påkrævet til byggerier i bestemte områder. De taber 20-30 pct. energi, mens en dybere rød betyder, at cellerne producerer 40 pct. mindre. Men selvom de farvede solcellepaneler altså er mindre effektive, regner man med, at energiproduktionen alligevel vil kunne opveje meromkostningen, især fordi hele facadeelementet erstatter et konventionelt element og tilmed genererer en indtjening.
Solcellepaneler produceret på stedet
På DTU har man i mange år beskæftiget sig med solceller, de seneste år også dem, der efter en metode udviklet af Dansk Solenergi sidder bag en gennemsigtig farvet folie. Og i 2019 blev mulighederne for at udvikle nye solcelleløsninger yderligere styrket med indvielsen af et laboratorium, hvor forskerne selv kan bygge og teste solcellemoduler i alle typer og størrelser.
Testhuset med de mange forskellige solcelleelementer er således hjemmelavet hele vejen igennem. Og de data,
UnitSun
Projektet har et samlet budget på 7 mio. kr. og er et samarbejde mellem MG Solar ApS, HSHansen A/S og DTU. Det løber til midten af 2023.
I projektet arbejder HSHansen på at videreudvikle HansenUnitAl-systemet med et UnitSol-produktprogram, hvor farvede BIPV-moduler (building-integrated photovoltaics) kan integreres i de præfabrikerede moduler.
der genereres i selve huset, suppleres af data fra et avanceret målesystem bygget af ph.d.-studerende Markus Babin. Her kan man ved hjælp af en laserlyskilde teste solcellerne i alle vinkler og både få tal på farvernes betydning for effekten og mængden af genskin, der som bekendt kan være en meget generende sideeffekt ved de traditionelle solcelleløsninger.
Ud over farverne bliver der også eksperimenteret med forskellige teksturer, f.eks. sandblæst glas, og overflader, hvor de sølvfarvede bånd, der leder strømmen væk, er dækket.
Win-win
HSHansen håber inden længe at kunne tilbyde indbyggede solcellemoduler i deres præfabrikerede facadeelementer, så arkitekter og bygherrer på en gang kan få en energigevinst og et nyt æstetisk element at lege med.
”Med DTU’s hjælp regner vi med at få et katalog over mulighederne, deres effekt og deres omkostning. Vores facadeelementer designes i forvejen ofte med flader af ugennemsigtigt glas, som kan skabe særlige visuelle effekter. Og der vil det f.eks. være oplagt i stedet at indsætte en solcellerude, som ovenikøbet kan producere energi,” siger Pernille Brændstrup Kjær, der er afdelingsleder i HSHansen.
”Med UnitSun-projektet satser vi på, at solcellepaneler kan blive et standardsupplement til vores facadeelementer, som arkitekter vil elske.”
Den eksplosive vækst i salget af elbiler er ved at sende os ud i en mangel på batterier. For at vriste os fri af det problem skal vi bl.a. blive bedre til at genanvende batteriernes råstoffer og sætte fart på udviklingen af nye batterityper.
Det synes som en naturlig konsekvens af hans overbevisning, når professor Poul Norby triller sin elbil næsten lydløst ind på parkeringspladsen på DTU Lyngby Campus på vej til sit kontor. Her fokuserer hans forskning
sig på at skabe viden, der kan bane vej for bedre batterier til brug i bl.a. biler.
”For mig at se løser elbilen langt flere problemer, end den skaber,” siger professoren bestemt.
For ganske vist har elbilens grønne status gennem tiden været til debat, især fordi produktionen af elbilbatterier genererer betydeligt mere CO2 end konventionelle bilbatterier, og udvin
dingen af råstoffer til dem kan være behæftet med problemer.
Men livscyklusanalyser af vejen fra samlebånd til skrot viser, at en elbil i Danmark samlet set udleder betydeligt mindre CO2 end én, der kører på benzin eller diesel. Desuden er tiltag sat i værk for at sikre en udvinding, som er mere skånsom for både miljø og minearbejdere.
Poul Norby er da også bare én af den voksende skare, der investerer i en fossilfri fremtid ved at købe en elbil: Ifølge tal fra Det Internationale Energiagentur blev der sidste år på verdensplan solgt 6,6 mio. elbiler. Det er en tredobling i forhold til to år tidligere.
Miriam Meister Shutterstock, Bax Lindhardt
Faktisk blev der på bare én uge i 2021 i gennemsnit solgt lige så mange elbiler, som der blev skrevet slutsedler for i hele 2013.
Den eksplosive vækst i salget gør, at en mangel på batterier truer. Dels fordi det vil knibe med hurtigt nok og på forsvarlig vis at kunne udvinde råstoffer som kobolt, litium, nikkel og grafit, der i dag typisk indgår i batterier. Dels fordi efterspørgslen på batterier med al sandsynlighed i en periode vil overstige produktionskapaciteten.
Pres på råstofferne
Forskere fra KU Leuven i Belgien anslår i et studie fra april i år, at
KNAPHEDEN KORT
Hvad: Batterier
Hvorfor: Primær årsag er den eksplosive vækst i salget af elbiler, som skaber pres på forsyningen af batterier.
Konsekvenser: Længere leveringstid på grund af udfordringer med hurtigt nok dels at udvinde tilstrækkelige mængder råstoffer såsom kobolt, litium, nikkel og grafit, dels at producere batterierne.
Løsning: Udvidelse af batteriproduktionen samt en højere grad af genanvendelse.
Europa for at nå i mål med den vedtagne ambition om at være klimaneutral i 2050 samlet set vil få brug for hele 36 gange så meget litium og mere end fire gange så meget kobolt som i dag. Det vil skabe kamp om ressourcerne.
En måde at afbøde de uundgåelige flaskehalse på er ifølge Poul Norby udvikling af nye og bedre batterityper, som ikke i så stort omfang bruger de grundstoffer, der kan blive størst rift om.
Forsyningsudfordringen vil bl.a. sætte endnu mere fut i arbejdet med at finde alternativer til de litiumionbatterier, som findes i de fleste elbiler i dag, og som – på trods af et stort fokus på at mindske indholdet – stadig består af cirka 10 pct. kobolt.
Der er allerede forsket så meget i alternativer, hvor kobolt skiftes ud med f.eks. jern eller mangan, at professoren vover pelsen: ”Om fem år er der ikke kobolt i vores litiumionbatterier. Det er selv
En eksplosiv efterspørgsel på elbiler skaber en forsyningsudfordring på batterier – og de råstoffer, som indgår i dem.
følgelig en dristig udtalelse, men det er jo den vej, det går, fordi kobolt er problematisk på så mange måder.”
Hurtigere udviklingsproces
Batteriets vægt, ydeevne og pris har stor indflydelse på, om et alternativ kan blive rigtig interessant som afløser for det populære litiumionbatteri. De første to parametre er nemlig med til at sikre, at elbiler kan køre længst muligt pr. opladning.
Poul Norby indgår sammen med en række kolleger på DTU i EU’s hidtil dyreste og største projekt inden for batteriforskning kaldet BIGMAP.
Deres opgave er at udvikle en effektiv proces til at vurdere, hvilke materialer man kan dømme inde eller ude i udviklingen af nye og effektive batterier – ikke bare til brug i biler, men i hele den grønne omstilling.
”Ved at lave en effektiv proces til at udvikle, teste og evaluere nye materialer kan man speede materiale
udviklingsprocessen meget op. Så vi forsøger at kombinere teoretisk modellering med eksperimentelt arbejde og laver en autonom machine learningdrevet proces, så man løbende kan evaluere og beslutte, hvilken vej man nu skal gå,” forklarer han.
Arbejdet bidrager med fundamental viden om materialer, der har en reel eller potentiel anvendelse som nye eller eksisterende materialer. Det er således på mange måder skridtet før udvikling af nye batterier, men er grundlæggende for, at man ikke går galt i byen og satser på idéer, som alligevel ikke viser sig brugbare.
Næste evolutionstrin
Næste naturlige trin i udviklingen af nye batterier vil ifølge Poul Norby være faststofbatterier. I modsætning til de nuværende litiumionbatterier er elektrolytten (altså forbindelsen mellem batteriets positive og negative pol) ikke flydende, men er lavet af f.eks. glas, mineraler eller polymerer.
Adskillige af de store bilfabrikanter har satset stort på at udvikle faststofbatterier, som forventes at blive mere brandsikre og kan oplades markant
DTU-professor Poul
Norbys forskning fokuserer på at skabe viden, der kan bane vejen til bedre batterier.
hurtigere og indeholde dobbelt så meget energi som de litiumionbatterier, vi har til rådighed i dag. Flere bilmærker har meldt ud, at de regner med at have udviklet et brugbart faststofbatteri i 2025.
Poul Norby fortæller, at den ultimative drøm er et litiumluftbatteri, som har en energitæthed, der er tæt på den, man kender fra fossile brændstoffer –og så kræver det ikke kobolt:
”Det har altid været sådan et område, hvor belønningen ved at udvikle et litiumluftbatteri var gigantisk, hvis man kunne gøre det, men vejen derhen er utrolig vanskelig. Hvis det ikke var, fordi der var en meget stor belønning i horisonten, så ville man aldrig nogensinde have arbejdet med det.”
Ved at kombinere beregninger med eksperimentelt arbejde har DTUforskere vist, at det teoretisk set kan
lade sig gøre at lave et litiumluftbatteri. Men i praksis har det vist sig vanskeligt at få en tilstrækkelig energieffektivitet, ladehastighed og holdbarhed.
”Det er afgjort noget, som kan revolutionere batteriteknologien, men det ligger meget langt ude i fremtiden, hvis det overhovedet kan lade sig gøre at føre ud i livet,” understreger han.
Nyt liv til gamle batterier
Recirkulation kommer også til at spille en vigtig rolle i at forebygge en råstofmangel på den lange bane. KU Leuvens føromtalte studie anslår, at hvis Europa gennemfører massive investeringer her og nu, vil kontinentet i 2050 alene ved genanvendelse kunne dække 4075 pct. af det behov for råstoffer, som omstillingen til grøn energi vil kræve.
”Den offentlige debat efterlader det indtryk, at recirkulation starter her og nu, men det passer jo ikke. Man har genbrugt batterimaterialer i meget lang tid. Det har bare hidtil været vanskeligt og dyrt, men der er en rivende udvikling mod billigere og mere effektive metoder til genindvinding,” forklarer Poul Norby.
Tal fra EuropaParlamentet viser, at i 2019 blev 51 pct. af bærbare batterier solgt i EU indsamlet til genanvendelse, men EUpolitikerne arbejder på at stramme reglerne for at sikre en højere grad af genanvendelse – også af batterier fra f.eks. lagring og elbiler.
”Stort set alle materialer i batterier skal i fremtiden genbruges – også selvom man ikke kan tjene penge på det,” forudser professoren.
Tesla og Volkswagen melder, at de allerede nu er i stand til at genbruge mere end 90 pct. af materialerne i egne batterier. Genanvendelsesprocessen bliver også unægteligt nemmere, når man skal skille 500 kg tunge batterier ad og sortere dem i brugbare bunker af råstoffer, end når man skal håndtere en blanding af mindre batterier fra eksempelvis mobiltelefoner og laptops, som alle indeholder forskellige typer metaller i varierende mængder.
”Nu får man de her store batterier, hvor man ved, præcis hvad de indeholder, hvordan de har været behandlet, og hvad de er lavet af. Så kan man også nemmere skille dem ad,” forklarer Poul Norby.
Der er også andre måder at tænke recirkulation af elbilbatterier på: Når ladekapaciteten bliver for ringe til, at batterier kan bruges i en bil, kan de f.eks. bruges til stationær lagring af strøm i små, lokale solcelleanlæg. Her vil man kunne samle en stak brugte batterier, som kan udgøre et lokalt lager i 10-15 år, før det bliver nødvendigt at pille batterierne fra hinanden og bruge råstofferne igen.
Ved på den måde at forlænge batteriernes levetid køber man sig også tid til at udvikle billigere og bedre måder at genanvende råstofferne på.
”Om fem år er der ikke kobolt i vores litium-ion-batterier. Det er selvfølgelig en dristig udtalelse, men det er jo den vej, det går, fordi kobolt er problematisk på så mange måder.”
Om batterier Frem til 2030 ventes den globale efterspørgsel på batterier at blive 14-doblet. EU vil formentlig stå for næsten en femtedel af efterspørgslen. I 2030 ventes der at køre mindst 30 mio. elektriske nulemissionskøretøjer på vejene i EU.
PROFESSOR POUL NORBY, DTU
Poul Norby, professor, DTU, pnor@dtu.dk
Det kræver omtanke at håndtere litium, da det reagerer med luftens ilt, vand og CO 2 , og der kan dannes litiumhydroxid, som er en stærk base.
Hvad: Mangel på plads på vejene i større byer.
Hvorfor: Flere biler, som vi kører mere i.
Konsekvenser: Længere rejsetid, samfundsøkonomiske tab.
Nyt udviklingsforsøg skal indsamle erfaringer om, hvorvidt vejafgifter kan nedbringe trængsel.
Vi spilder mere og mere tid ved at sidde i lange bilkøer – og dermed spilder vi også flere penge. Ifølge DI’s beregninger fra 2019 beløber de samlede trængselsomkostninger sig til mellem 29,5 og 31,5 mia. kr. om året. Til sammenligning blev de samfundsøkonomiske omkostninger opgjort til 24 mia. kr. i 2016. I et nyt udviklingsforsøg skal DTU nu blive klogere på, hvilken effekt det
har på trængslen at indføre vejafgifter for personbiler – også kaldet roadpricing. Målet er at indsamle erfaringer, der kan bruges til at afhjælpe trængslen på vejene i de større danske byer. Forsøget involverer omkring 2.000 personer, der skal teste forskellige typer afgifter og kontrolsystemer.
”Trængsel er det samme som tidsspild. Derfor undersøger vi nu, hvorvidt vi kan få bilisterne til at ændre adfærd ved at anvende afgifter på personbiler. Det kan på sigt fremme fremkommeligheden og være en gevinst for samfundet,” siger professor Jeppe Rich, der er trafikforsker på DTU.
Sparer en halv time
Sammenhængen mellem aktiviteten i samfundet og trafikudviklingen blev tydelig, da Danmark lukkede ned i foråret 2020. I april var trafikken godt 25 pct. lavere end på samme tidspunkt året før. Trafikken og trængslen kom dog tilbage i forbindelse med den gradvise genåbning – både efter sommeren 2020 og igen i foråret 2021.
Det kunne Jeppe Rich godt mærke. Selv har han nu lagt sine transportvaner om – ligesom sin kone. I dag sparer han en halv time ved at køre senere på arbejde og komme senere hjem. Hans kone kører derimod tid-
ligt på arbejde og kommer hjem igen ved frokosttid. De sidste timer arbejder hun hjemme.
”Det har nogle konsekvenser at sidde i bilkø. For nogle betyder det, at de kan arbejde mindre. Det er et tab for samfundet og den enkelte bilist, fordi bilkøen repræsenterer en tid, der ikke er produktiv. Ved at arbejde hjemme kan man reducere den tid, man bruger på transport. Det skal så opvejes med at være sammen med sine kolleger. Men på et tidspunkt bliver den værdi overskygget af den omkostning, det er at køre på arbejde. Derfor vil vi se flere, der arbejder hjemmefra, i takt med at trængslen stiger,” siger Jeppe Rich.
Jeppe Rich, professor, DTU, rich@dtu.dk
Christina Tækker Shutterstock
måder at håndtere restbiomasse på.
Én er forfærdelig. To er interessante.
Fire måder at behandle restbiomasse på er blevet analyseret. Da forskeren ikke nøjedes med at tage højde for klima, men også inkluderede omkostningerne ved miljøeffekterne, fik hun sig en overraskelse.
"
Det værste, vi kan gøre, er ingenting.”
Sådan lyder den helt korte version af resultatet af Sara Shapiro-Bengtsens ph.d.-forskning.
Hun har analyseret fire scenarier for håndtering af restbiomasse, hvor det ene scenarie er at gøre ingenting ved resterne.
Det scenarie tjener som referencescenarie i forskningen og er stillet op
med den ekstreme forudsætning, at al restbiomasse – gylle, halm, rester fra skovbrug, madaffald og kloakslam – blot bliver efterladt, afbrændt eller deponeret i naturen. Den bliver altså ikke udnyttet til noget som helst. Den håndtering viser sig at være den mest skadelige for såvel klima som nærmiljø – i form af udledning af næringsstoffer til vandmiljø og partikelforurening.
De øvrige tre scenarier, som Sara Shapiro-Bengtsen har analyseret, er brug af restbiomasse til at fremstille enten materialer eller grønne brændstoffer eller til forbrænding – evt. efter konvertering til biogas – for at producere varme og el.
”Alle scenarierne er ekstreme på den måde, at jeg regner på, hvad der sker, hvis man forestiller sig, at al restbiomasse kun gik til én af de fire håndteringer. Virkeligheden er jo mere nuan-
Lotte Krull
Claus Lunau
ceret, hvor vi gør lidt af det hele. Men på den måde kan jeg tydeligst vise, hvilke konsekvenser de fire løsninger har,” siger Sara Shapiro-Bengtsen.
Forskningen bidrager til det dansk-kinesiske energisamarbejde om grøn omstilling. Det er forankret i Energistyrelsen i tæt samarbejde med Udenrigsministeriet, den danske ambassade i Beijing og de kinesiske myndigheder. Projektet tager derfor udgangspunkt i Kina som case, og analyserne er således baseret på kinesiske data. Alligevel har resultaterne relevans for øvrige lande, pointerer Sara ShapiroBengtsen sammen med sin vejleder, professor Marie Münster fra DTU.
De to bedste løsninger
Analyserne viser, at de mindst klimaog miljøskadende måder at udnytte
Om analysen
Sara Shapiro-Bengtsen har i sit ph.d.-projekt kombineret energisystemanalyse med livscyklusvurderinger og ressourcevurderinger.
Energisystemanalyse anvendes i projektet til at identificere det miks af energikilder, der fortrænges ved produktion eller forbrug af el og varme i de forskellige scenarier.
Analysen viser, at de systemmæssige konsekvenser ved energiproduktion og -forbrug er afgørende for resultaterne. Dvs. at analysen tager højde for, hvilket miks af energikilder der bruges til at drive produktion af grønne brændstoffer, og hvad der fortrænges, dvs. hvilke ressourcer der undgås, ved brug af overskudsvarme fra disse processer.
billigste løsning,” siger Sara Shapiro-Bengtsen.
Hun understreger dog, at der skal tages forbehold for, at materialescenariet er behæftet med en vis usikkerhed, da det er funderet på færre cases end de andre scenarier, da materialeudnyttelse af restbiomasse endnu ikke er en særlig udbredt løsning.
restbiomasse på er enten at bruge den til produktion af grønne brændstoffer eller til materialer som gødning eller foder eller byggematerialer som isolering.
”Det ser virkelig lovende ud at udnytte restbiomasse til materialer og grønne brændstoffer. Materialeudnyttelsen tyder på også at være den
”I energibranchen antager vi ofte, at restbiomasse vil kunne udnyttes til energiformål, men materialescenariet er så interessant et scenarie, at vi på baggrund af denne forskning anbefaler, at der bliver kigget på nye former for udnyttelse af restbiomasse,” supplerer Marie Münster.
Derimod viser det sig, at den mest traditionelle måde at håndtere restbiomasse på i dag, nemlig at afbrænde det – enten direkte eller efter en omform-
Hvad skal vi gøre med overskydende biomasse?
1. Ingen udnyttelse
I dette scenarie bliver restbiomassen slet ikke udnyttet til noget som helst, men bliver efterladt, afbrændt eller deponeret i naturen. Den håndtering viser sig at være den mest skadelige for såvel klima som nærmiljø – i form af udledning af bl.a. næringsstoffer til vandmiljø og partikelforurening.
2. Produktion af varme og el
Restbiomassen kan udnyttes til produktion af varme og el enten ved direkte afbrænding, eller efter at man har konverteret biomassen til gas. Dette er den mest gængse måde at udnytte restbiomasse på i dag, men forskningsprojektet viser, at det er bedre for miljø og klima at udnytte biomassen på andre måder, før man bruger den som brændsel.
ning til biogas – for at producere varme og el er en mindre god løsning for såvel klima som miljø.
Professor Marie Münster uddyber resultaterne:
”Projektet giver os en pejling på, at det er bedre, hvis vi først prøver at udnytte restbiomasse til materialer og grønne brændstoffer, før vi udnytter det til energiproduktion som el og varme. Det bekræfter os i, at der også er et affaldshierarki inden for biomasse, hvor det gælder om at udnytte resterne igen og igen, indtil vi står tilbage med en sidste rest, som kun kan bruges til enten energiproduktion eller deponi.”
Livscyklusanalyse overraskede I studiet har Sara Shapiro-Bengtsen kombineret energisystemanalyse med livscyklusvurderinger og ressource-
vurderinger (læs mere i faktaboks).
Det betyder, at studiet adskiller sig fra gængse studier af energisystemer ved ikke kun at undersøge klimaskadelige effekter som følge af fossile CO2 -udslip, men ved også at inkludere effekterne af metan- og lattergasudslip. Derudover inddrager hun også andre skadelige effekter som følge af udslip af mikropartikler og udvaskning af næringsstofferne fosfor og nitrogen. Mikropartikler kan medføre helbredsproblemer, mens udvaskning af næringsstoffer kan medvirke til miljøog biodiversitetsproblemer som følge af iltsvind i søer og havområder.
Netop ved at inkludere andre skadelige effekter og sammenligne de samfundsøkonomiske omkostninger, som de medfører, med omkostningerne, som de klimaskadelige effekter med-
fører, fik forskeren og hendes kolleger sig en overraskelse:
”Vi kan se, at den måde, vi håndterer restbiomasse på, kan have en større negativ konsekvens for miljøet end for klimaet, når vi gør skaderne op i kroner og ører. Vi havde nok troet, at de klimaskadelige effekter ville fylde mere. Det fortæller os, at det er særdeles vigtigt, når der skal laves analyser, at forskningen ikke så ensidigt fokuserer på klimaskadelige effekter som CO2udslip, men at vi også får set på andre mulige problematiske effekter. Det er nødvendigt for at kunne træffe de rigtige valg med hensyn til håndtering af restbiomasse. Ellers risikerer vi at vælge en klimavenlig håndtering, som faktisk giver os dyrere problemer – bare et andet sted,” siger Marie Münster.
Marie Münster, professor, DTU, maem@dtu.dk
3. Fremstilling af grønne brændstoffer
Ved hjælp af forgasning eller pyrolyse (kraftig opvarmning under iltfattige forhold) kan man omdanne restbiomasse til de første byggesten i produktionen af flydende brændstoffer som bl.a. jetfuel. Forskningsprojektet viser, at dette scenarie er en af de mindst klima- og miljøbelastende måder at håndtere restbiomasse på.
4. Materialefremstilling
Restbiomasse fra land- og skovbrug kan udnyttes til materialer som isolering baseret på plantefibre eller gulvbelægning (trærester). Scenariet favner også udnyttelse af kloakslam og gylle som gødning, samt udnyttelse af madaffald til foder. Forskningsprojektet viser, at dette scenarie også er en af de mindst klima- og miljøbelastende måder at håndtere restbiomasse på.
Lektor Alireza Dolatshahi-Pirouz har medvirket til at udvikle materialet, som indgår i den trykfølsomme sensor. Materialet er baseret på naturlige silkeproteiner og er tilsat nanoler, som er ganske små lerplader, der øger silkematerialets elektriske ledningsevne.
Sål med silkesensorer sikrer optimal cykeltræning
En helt ny form for wattmåler udviklet af forskere fra DTU gør det nemt for motionscyklister at følge med i, hvordan formen udvikler sig. En sål med tryksensorer baseret på silke røber nemlig den effekt, de træder i pedalerne med.
Cykling er en god måde at holde sig i form på. Man kommer ud i naturen og får masser af frisk luft, og man kan forbedre sit kondital og styrke hjertet, kredsløbet og musklerne på en nem og skånsom måde.
Har man først valgt at investere i en ny cykel med tilhørende hjelm og lycratøj, er næste skridt at finde ud af, hvordan træningen skal foregå. Her kan det være nyttigt at vide, hvor hårdt man egentlig træder i pedalerne, og om det går fremad med formen. Her er en wattmåler et suverænt træningsværktøj og en oplagt gadget til cykelentusiastens samling. Til forskel fra en pulsmåler fortæller en wattmåler helt præcist, hvor meget energi man lægger i pedalerne pr. sekund. Så bliver det nemt at optimere træningen og holde øje med, hvordan formen udvikler sig fra uge til uge.
Nu har forskere fra DTU’s Institut for Sundhedsteknologi udviklet en simpel tryksensor, som kan bruges i en wattmåler, der er meget billigere end dem, der allerede eksisterer på markedet. Wattmåleren, som også kaldes et powermeter, er integreret i en sål, som cyklisten blot lægger ned i sin cykelsko.
Henrik Bendix
Jesper Scheel
Prototypen af sålen har tre indbyggede sensorer monteret ved forfoden, hvor cyklister lægger trykket. Sensorerne er forbundet med elektronik, der også integreres i sålen, og som via Bluetooth sørger for at sende data om trykket op til en cykelcomputer eller en smartphone monteret på cykelstyret. Ud fra trykket kan effekten, der måles i watt, nemt beregnes, så cyklisten løbende kan se, hvor mange watt der ryger fra benene ned i pedalerne.
Sensoren er fremstillet af silke ”Vi har opfundet en trykmåler, der kan bøjes og strækkes. Den er lavet af silke, som ud over at være grønt og bæredygtigt er et meget stærkt og fleksibelt materiale,” fortæller lektor Alireza Dolatshahi-Pirouz fra DTU.
”Silkens ledningsevne afhænger af, hvor meget den strækkes eller trykkes sammen. Derfor kan silkesensoren bruges til at måle tryk, og så kan man også finde ud af, hvor mange watt en cykelrytter træder med.”
Sensoren er baseret på en film af silkeproteiner, der er udvundet fra silkekokoner spundet af silkeorme. Naturmaterialet silke består af to forskellige proteiner, nemlig sericin og fibroin, og DTU-forskerne adskiller de to proteiner og bruger fibroinen til at fremstille sensorerne.
Når silkefilmen trykkes sammen, kommer elektroder på hver sin side af den en smule tættere på hinanden, og så mindskes den elektriske modstand, så en svag elektrisk strøm får lidt lettere ved at løbe igennem silken. Det er ret ligetil at måle silkefilmens modstand, og den røber trykket, så effekten kan udregnes.
Silke er dog en ret dårlig elektrisk leder, så forskerne har forbedret materialet, bl.a. ved at tilsætte såkaldt nanoler – ganske små lerplader, der kun måler en milliontedel millimeter i tykkelse. Nanoleret giver silkefilmen en bedre ledningsevne, samtidig med at den bliver endnu stærkere og mere fleksibel.
Cykelentusiast blev direktør Idéen til at bruge den patenterede silkesensor som trykmåler i en sål til
”Vi har allerede prøvet at trykke sensoren sammen 10.000 gange, og den virker stadig uden problemer.”
LEKTOR ALIREZA DOLATSHAHI-PIROUZ, DTU
cykelsko kom fra Peter Ottesen, der ud over at være innovationspartner tilknyttet DTU’s innovationshub DTU Skylab nu også er direktør for spinoutvirksomheden e-Sole, som skal kommercialisere wattmåler-sålen.
”Jeg hørte om tryksensoren fra DTU, og så tænkte jeg, at den måtte kunne bruges til at måle effekten, når man cykler. Jeg er selv meget aktiv cyklist, og jeg ved, at en wattmåler til en cykel koster fra 2.500 kr. til op over 10.000 kr.,” fortæller Peter Ottesen og fortsætter:
”Selv har jeg brugt 5.000 kr. på en wattmåler, men det er i overkanten for mange. Vores målgruppe er motionscyklister, der gerne vil følge formen og
Sådan virker eSole
Hvor eksisterende wattmålere sidder i pedalerne, pedalarmen eller kranksættet til en cykel, kan den nye wattmåler fra e-Sole bruges uden at skille cyklen ad. Sålen følger cyklisten i stedet for cyklen.
1. En sål med indbyggede silkebaserede tryksensorer, en smule elektronik og et lille batteri lægges ned i cykelskoen.
2. Mange gange i sekundet registrerer sensorerne trykket fra foden, og via Bluetooth sendes data løbende til en cykelcomputer monteret på styret.
3. Ud fra trykket på sensorerne regner cykelcomputeren effekten ud. Cyklisten kan hele tiden følge med i antallet af watt, der bliver trådt.
vide, hvor tungt de træder i pedalerne, men som ikke vil give mere end 1.000 kr. for en wattmåler.”
Eksisterende wattmålere er baseret på små stræksensorer, der er indbygget i pedalerne, i pedalarmen eller i kranksættet til en cykel. Sensorerne bruges til at måle deformationerne i metallet, så belastningen og dermed antallet af watt, der bliver trådt med, kan udregnes. I sig selv er stræksensorer ikke særlig dyre, men de skal monteres meget præcist, og det bidrager til den høje pris.
10.000 testtryk
I øjeblikket arbejder holdet bag e-Sole på at finde det optimale design af den smarte sål, og de er heller ikke færdige med at teste de silkebaserede tryksensorer. De ved allerede, at sålen er lige så præcis som de wattmålere, der allerede er på markedet, men de vil også sikre sig, at trykmålerne kan holde til flere års brug, fortæller Alireza Dolatshahi-Pirouz:
”Vi har allerede prøvet at trykke sensoren sammen 10.000 gange, og den virker stadig uden problemer. Vi skal op over en million sammenpresninger, før vi sender sålen på markedet.”
Et Tour de France kræver mere end 400.000 tråd i pedalerne, og selvom de færreste motionscyklister kaster sig ud i så krævende strabadser, bliver det alligevel til rigtig mange tråd på et år. Det skal wattmåler-sålen kunne holde til.
Hvis alt går efter planen, bliver den smarte sål lanceret i forbindelse med et crowdfunding-projekt i starten af næste år. På længere sigt kan såler med trykmålere måske også finde anvendelse hos løbere og skiløbere, som også gerne vil følge deres form, eller hos sportsfolk, der skal holde øje med belastningen i forbindelse med genoptræning efter en skade.
Alireza Dolatshahi-Pirouz, lektor, aldo@dtu.dk
Holdet bag e-Sole omfatter også Peter Ottesen, direktør i e-Sole (i midten), ph.d.-studerende Morteza Alehossein (tv.) og forsker Firoz Babu Kadumudi (th.) Sammen har de modtaget en proof of concept-bevilling på 350.000 kr. fra DTU. Pengene bruges til at gøre wattmåler-sålen klar til at komme på markedet.
Lotte Krull Mikal Schlosser
HVORFOR HAR DANSKERNE SVÆRT VED AT SPISE KØDFRIT?
Danskerne er de dårligste i Europa til at mindske kødforbruget. Hvorfor er det så svært, når videnskaben dokumenterer, at det er godt for både sundhed og klima? Læs svarene fra seniorrådgiver Sisse Fagt fra DTU Fødevareinstituttet. Hun har gennem flere år fulgt danskernes kostvaner, ligesom hun har medvirket til at levere det videnskabelige grundlag for de nyeste officielle kostråd, der også tager højde for klimaet.
q: Hvorfor er det så svært for danskerne at spise mindre kød?
a: Generelt er danskerne ret konservative, hvad angår kosten. Når man kigger ud over det ganske land, så står den lidt forenklet sagt på kød, sovs og kartofler. Vores køkken er præget af, at vi er et landbrugsland, hvor kød og mejeriprodukter traditionelt har fyldt meget.
q: Hvem er bedst til at skære ned på kødet?
a: Ligesom alle andre sundhedstrends, så er det de unge, kvinderne og storbyfolk, som er bedst til at ændre adfærd, og det gælder også den kødfrie kost. Mænd
er særligt store kødspisere –de spiser næsten dobbelt så meget kød som kvinderne. Hvis vi kunne få mænd til at spise samme mængder som kvinderne, så ville vi være nået rigtig langt.
q: Så der hviler et særligt ansvar hos mænd?
a: Ja. Men det er stadig mest kvinderne, der beslutter, hvad der skal spises, og som laver maden. Forskning viser, at det er nemmere at introducere planterig kost, hvis man undlader at sige ”Nu skal vi spise vegetarisk”. Man skal bare sætte det på bordet og fortælle, at det er en italiensk gryderet med sommerens friske grøntsager.
q: Ifølge de nye kostråd skal vi erstatte kød med bl.a. bælgfrugter. Hvordan går det?
a: Det er rigtig svært for de fleste. Vi spiser forsvindende lidt af bælgfrugterne. For det første er vi slet ikke trænet i at erstatte kød med noget andet. For det andet er bælgfrugter noget, vi nærmest ikke har brugt i vores traditionelle køkken i nyere tid.
q: Er der andre barrierer?
a: Ja, en undersøgelse har vist, at der er mange, der synes, at bælgfrugter har en kedelig struktur og smag, og et kedeligt udseende. Bælgfrugter kræver, at vi bliver bedre til at bruge en større palet af kryd-
derier for at give dem smag. Danskerne er ikke så fantasifulde, hvad angår krydderier. Det er mest salt og peber og så karry, oregano og timian, når bølgerne går højt. At nogle synes, at udseendet er sløjt, synes jeg, er et dårligt argument, for vores eget køkken er også primært brunt – tænk bare på hakkebøffer med brun sovs og stegte løg.
Desuden er budskabet om at spise mindre kød ret komplekst, for vi skal samtidig sikre os, at kosten stadig indeholder de nødvendige næringsstoffer. Og så bliver det noget med, at man skal spise flere forskellige slags grøntsager og gerne de mørkegrønne grøntsager og de
De officielle kostråd
1. Spis planterigt, varieret og ikke for meget.
2. Spis flere grøntsager og frugter.
3. Spis mindre kød – vælg bælgfrugter og fisk.
4. Spis mad med fuldkorn.
5. Vælg planteolier og magre mejeriprodukter.
6. Spis mindre af det søde, salte og fede.
7. Sluk tørsten i vand.
www.altomkost.dk
førnævnte bælgfrugter. Og af hensyn til klimaet er det heller ikke ligegyldigt, hvilken fisk du vælger. Så det er mange ting, vi skal forholde os til. Generelt går det bedst med kampagnebudskaber, som er enkle.
q: Hvordan får vi så ændret på vores kødforbrug?
a: Klimarådet taler om, at vi skal have normaliseret planterig kost. De har bl.a. anbefalet, at de offentlige køkkener som kantinerne på de offentlige arbejdspladser går forrest ved at servere mere plantebaseret kost. Her kan politikerne bane vejen ved at kræve det. Sådan kan man starte en kulturændring, for det er ikke nok at læse og få gode råd om det – det skal også opleves. Når flere og flere danskere får erfaring med at spise kødfrit og oplever, at det både smager godt og ser godt ud, og at det mætter, så kan det sprede sig videre ud i samfundet.
q: Hvorfor er andre europæere bedre til at mindske kødforbruget?
a: Generelt spiser vi alle for meget kød, men i Frankrig, Spanien og Italien har de en anden tradition for at lave grøntsagsretter. I Sydeuropa og også på Balkan er bælgfrugter desuden en del af deres traditionelle køkken. Så alt i alt har de det lidt nemmere.
q: Hvor længe vil danskerne være om at ændre vaner?
a: Vi vil hele tiden blive bedre, og jeg tror, at der i det næste årti vil ske en væsentlig ændring i retning af mindre kødforbrug, selvom jeg ikke tror, at vi vil være i mål til den tid. Det kræver handling fra mange
Om forskningen
• DTU Fødevareinstituttet har siden 1985 gennemført nationale kostundersøgelser blandt børn og voksne.
• Siden 2000 har instituttet også indsamlet detaljerede data om danskernes fysiske aktivitet og vægt.
• Data om i alt 18.000 danske børn og voksne indgår i undersøgelserne, som officielt hedder ’Den nationale undersøgelse af danskernes kost og fysiske aktivitet’.
• DTU Fødevareinstituttet bruger resultaterne både til rådgivning og til forskning inden for ernæringsområdet, eksempelvis om berigelse af fødevarer, beregninger af kostens klimaaftryk samt i relation til kostråd og med henblik på at målrette ernæringsoplysning til befolkningen.
aktører. Der skal bl.a. være politisk vilje til at kræve mere plantebaseret kost i offentlige køkkener, og producenterne skal have lyst til at bruge det kommende klimamærke, som gør det klimavenlige valg let for forbrugerne. Men det første slag, der skal slås, er at få ændret balancen mellem grønt og kød på vores tallerkener. Det er dér, at vi kan skære rigtig meget ned på vores CO2-aftryk i kosten og samtidig få nogle sundhedsgevinster.
Sisse Fagt, seniorrådgiver, DTU Fødevareinstituttet, sisfa@food.dtu.dk
På Roskilde Festival kunne man finde DTU's studerende i TechLab ganske tæt på Orange Scene.
Ingeniørstuderende gør en forskel på Roskilde Festival
For 11. gang indtog DTU-studerende Roskilde Festival med projekter, der var med til at gøre festivalen til en endnu bedre oplevelse for alle.
Efter to års coronapause stod endnu et hold DTUstuderende klar på årets Roskilde Festival. De kom med i alt 15 projekter, som gav dem erfaring med at udtænke og implementere løsninger på konkrete udfordringer, og som samtidig aktivt er med til at skubbe på udviklingen af festivalen.
Gennem mere end ti år har Roskilde Festival og DTU samarbejdet om at
styrke uddannelsen af ingeniørstuderende og skabe løsninger på de mange udfordringer, der opstår i en midlertidig by med omkring 130.000 indbyggere. ”Samarbejdet med DTU er dannet på baggrund af vores fælles værdier: at give unge mennesker en stemme, et rum til at udvikle sig og modet til at engagere sig i verden. Efter i år vil over 900 DTUstuderende have fået en lille del af deres uddannelse gennem vores
samarbejde,” siger vicedirektør og talskvinde for Roskilde Festival Christina Bilde og fortsætter:
”På den måde har vi skabt et meget solidt læringsmiljø, som styrker unge mennesker og deres evne til at tage del i samfundet og skubbe på en nødvendig bæredygtig udvikling.”
Læs om nogle af projekterne på de følgende sider.
Reduktion af strømforbruget i
Food Court
I Food Court stod fem kølecontainere. De kørte som regel for fuld kraft hele festivalen igennem. Det samme gjorde sig gældende for de 95 andre kølecontainere fordelt rundtomkring på festivalen. Det var en stor belastning for elnettet, særligt når der samtidig var gang i komfurer, ovne og scener.
De to DTU-studerende Jens og Mikkel har netop afsluttet deres bachelorprojekt i Bæredygtige Energisystemer, hvor de undersøgte, hvordan kølecontainernes strømforbrug kan mindskes. Det kan det bl.a. ved at køle til ekstra lave temperaturer, når festivalens samlede belastning er lille, så containerne kan slukkes i spidsbelastningsperioden. En anden strategi kan være, at brugen af containerne planlægges bedre, så de ikke åbnes for ofte. På den måde kan der potentielt spares mellem 26 og 41 pct. af strømmen til kølecontainerne.
Pas på solen
Tabt … og fundet igen
200 telefoner, samt smykker, powerbanks og ca. 50 nøglebundter med bilnøgler! Det var, hvad politiet stod tilbage med af indleveret hittegods efter festivalen i 2019.
Miruna, Daniel og ClaudiaRoxana havde udviklet en app, som måske kan gøre det endnu lettere at få fat i sine tabte genstande under de kommende festivaler. De læser alle på kandidatuddannelsen Computer Science.
Appen giver brugerne mulighed for at registrere en fundet genstand sammen med information om dens karakteristika. Gruppen håber, at de kan udvikle appen yderligere i samarbejde med festivalens hittegodskontor.
For at huske festivalgæsterne på at beskytte sig mod solen havde en gruppe på syv studerende fra de to studieretninger Design og Innovation samt Elektroteknologi fremstillet et mekanisk tårn, der registrerede og informerede om det aktuelle uv-indeks.
I toppen sad en række sensorer, som var retningsvendt efter solen. Sensorerne gav besked til en motor, der hævede og sænkede ’solen’ på tårnet.
De studerende havde også udviklet en app, som informerede om uv-indekset og sendte brugerne informationer om, hvornår det var tid til at være ekstra opmærksomme på solen.
Plads til flere spisende gæster
Det kan være svært at få en plads ved bordene i Food Court, når man skal spise. Det havde de fem internationale studerende Peer, Niklas, Jan, Dominic og Isabell sat sig for at ændre. De læser alle på uddannelsesretningen Technology Entrepreneurship på DTU. Her udviklede de borde til stående gæster, som blev afprøvet på festivalen.
Med ultralydssensorer under bordene har de registreret antallet af gæster, og hvor længe de optog pladsen. Det viste sig, at stående gæster optog et bord mellem 7 og 15 minutter, mens de siddende gæster kom op på en halv time.
Erfaringerne bliver givet videre til Roskilde Festival og kan derefter indgå i festivalens overvejelser om, hvordan man reducerer trængslen i Food Court.
Blikfang starter samtalen
Hvordan skaber man opmærksomhed? Med en 3D-printet vagina. Naturligvis. Også selvom man skal tale om, at afspritning stadig er en ting. Laura, Cathrine, Christine, Kristiane, Maiken og Marie, der alle læser på 4. semester på Design og Innovation, havde på kurset ’Design af mekatroniske systemer’ lavet en håndspritdispenser, der vha. Internet of Things-teknologi fortæller personalet, hvornår den skal fyldes op.
”Vi snakkede om, hvordan vi kunne skabe noget blikfang for at få folk til at bruge det her sprit. Og så jokede vi lidt med at lave en kæmpe vagina og var egentlig lidt flove over det. Men så omfavnede vi idéen," forklarer Christine fra gruppen.
FÅ DYNAMO TIL DØREN – HELT GRATIS
Hvis du ikke allerede er abonnent på Dynamo, eller hvis du kender nogen, der kunne tænke sig at få magasinet tilsendt, så husk, at det er ganske gratis.
Send en mail med navn og arbejdseller privatadresse til dynamo@dtu.dk. Så lander magasinet i din postkasse eller på dit skrivebord fire gange om året.
Silkesensor i skosål
Forskere har opfundet en trykmåler, der er lavet af silke, og som kan bøjes og strækkes. Ved at integrere den i skosåler er det muligt at udnytte den som wattmåler, der viser, hvor mange kræfter man lægger i f.eks. pedalerne på sin cykeltur. Den kan også udnyttes til at overvåge genoptræningspatienter. Opfindelsen er patenteret og skal på markedet gennem spinoutvirksomheden e-Soles. Læs mere på side 34.
