SPOR– hvert skritt teller

SINTEF, TrondheimAdresse: 7465 Trondheim

Besøksadresse: Strindveien 4,Trondheim

Telefon: 73 59 30 00*Telefaks: 73 59 33 50

SINTEF, OsloAdresse: Postboks 124 Blindern,0314 OsloBesøksadresse: Forskningsveien 1, OsloTelefon: 22 06 73 00*Telefaks: 22 06 73 50

WWW.SINTEF.NOISBN: 978-82-14-04272-6

B ÉCONOMIQUEReturadresse:SINTEFno-7465 Trondheim

Teknologi for et bedre samfunn

Omslagsfoto: Jodie Coston / illustrasjon: Raymond Nilsson

3

INNHOLD

Innledning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Klima og energi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Har vi vilje til å handle? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Klodepine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Kraftløftet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Førstehjelperne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Ressurser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Våre ressurser skal gå i arv . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Dyrebare dråper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Matressurser under press . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Det kontroversielle sorte gull . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Mangfoldige materialer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

Det gode samfunn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Veien mot det gode samfunn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Eldre-tsunamien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

Livgivende teknologi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

Det krevende arbeidslivet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

Motivasjon på timeplanen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

Industriutvikling og nyskaping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

Har du googlet i dag? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

Knoppskudd og gamle greiner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

Varer i fri flyt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Penger i en neve jord . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

Vitaminer for småsamfunn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

Fakta om SINTEF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

4

Foto

: Gei

r Mog

en

5

Forskning skal sette spor

Som forskere ønsker vi å sette spor. Bidra til et kulturelt rikere samfunn. Utvide grenser for hva vi kanforstå og få til, og oppdage sammenhenger som kan løse komplekse problemer og gi oss en bedreframtid.Denne boka handler om de store utfordringene; med tema som miljø, energi og ressursforvaltning. Denhandler om fremtidens arbeidsplasser og det gode samfunnet.

Ta klima som eksempel: Utslipp av CO2 og andre klimagasser påvirker klodens klima. Verdens rike land slipper ut omkring 12 kilo CO2 pr. innbygger årlig. For å unngå at jordas gjennomsnittstemperatur øker medmer enn to grader, må utslippene på jorda reduseres til to kilo pr. innbygger. Utvikling av ny teknologi er enforutsetning for å nå våre klimamål. Og vi trenger økt innsikt i og kunnskap om kultur, mennesker og sam-funnssystemer for å ta de riktige beslutningene.

Det er ikke mulig å løse slike oppgaver uten en sterk satsing på forskning, og en tett kobling mellom forsk-ningsbasert og erfaringsbasert kunnskap. Det krever også at vi som forskere samarbeider på tvers av tradisjonelle faggrenser. Løsningene finnes ofte i grenselandet mellom ulike fag; naturvitenskap, teknologi,samfunnsfag og humaniora. Det krever forskere som evner å samarbeide med næringsliv, myndigheter ogoffentlig virksomhet. Forskere som vil og kan bidra til at kunnskap tas i bruk som underlag for politiske ogforretningsmessige beslutninger.

Bred kompetanse og evne til flerfaglig samarbeid er en av styrkene i SINTEF. Vi samarbeider nært med vårekunder og våre partnere i universitets- og forskningsmiljø.

Denne boka presenterer en del historier fra vår forskning og ikke minst om menneskene bak forskningen.Alle ønsker å sette spor ved å løse sin del av samfunnets store utfordringer.

Unni M. Steinsmokonsernsjef

6

� www.sintef.no/miljo

7

Foto

: Arc

tic-Im

ages

8

Vi som tilhører menneskeslekten, står overfor en verdensomspennende krisesituasjon – en trusselmot vår sivilisasjons overlevelse som fortsetter å bygge opp et illevarslende og ødeleggende potensial mens vi er samlet her. Men det finnes jo også fortrøstningsfulle nyheter: Vi har mulighe-ten til å løse denne krisen og unngå de verste – om enn ikke alle – dens følger hvis vi handler med dristig-het, besluttsomt og raskt.

I motsetning til andre former for forurensing er CO2 usynlig, uten smak og lukt, noe som har bidratt til åholde sannheten om hva den gjør med klimaet vårt, ute av syne og ute av sinn. Den globale katastrofensom nå truer oss, er i tillegg noe vi aldri tidligere har sett maken til – og ofte er det jo slik at vi blander sam-men det vi aldri tidligere har sett maken til, med det som er usannsynlig.

Har vi vilje nok til å handle besluttsomt og i tide, eller skal vi fortsatt være fastlåst til en farlig illusjon?

Det finnes et afrikansk ordtak som sier at: «Hvis du vil gå raskt, gå alene. Hvis du vil gå langt, gå sammen.»Vi må gå langt, raskt.

Denne nye bevisstheten forutsetter at vi utvider vårt syn på de mulighetene som ligger hos hele mennes-keheten. De innovatørene som vil komme til å utvikle en ny og rimelig måte å temme solenergien på, ellersom vil komme til å finne opp en motor som er karbon-negativ, kan godt komme fra Lagos eller Mumbai ellerMontevideo. Vi må sørge for at gründere og oppfinnere på hele kloden får en mulighet til å forandre vår verden.

Vi trenger også å innføre en stans i byggingen av alle nye kraftanlegg som brenner kull uten utstyr for sikker fangst og lagring av karbondioksid.

Og framfor alt må det settes en pris på karbon – med en CO2-avgift som deretter gradvis føres tilbake til befolkningen i tråd med den enkelte stats lovgivning, på en slik måte at skattebyrden skyves over fra sys-selsetting til forurensing. Dette er den overlegent enkleste og mest effektive måten å få fart i arbeidet medå finne løsninger på krisen.

Framtiden står og banker på døren vår akkurat nå. Det som er helt sikkert, er at den neste generasjonen vilkomme til å stille oss ett av to spørsmål. De vil enten spørre: «Hva tenkte dere på, hvorfor gjorde dere ikkenoe?»

Eller de vil i stedet spørre: «Hvordan greide dere å mobilisere det moralske motet som skulle til for å løseen krise som så mange sa det var umulig å løse?»

Vi har alt vi trenger for å sette i gang, kanskje med unntak av politisk vilje, men politisk vilje er en fornybarressurs.

Så la oss fornye den og sammen si: «Vi tjener et formål. Vi er mange. For dette formålet skal vi reise oss oghandle.»

Al Gore

Denne teksten er et utdrag av Nobels Fredsprisvinner Al Gores nobelforedrag, Oslo, 10. desember, 2007.Copyright © Nobelstiftelsen, 2007.

Har vi vilje til å handle?

9

Foto

: Sca

npix

10

KLODEPINE

I 1902 klyver Léon Teisserenc de Bort om-bord i en luftballong. På sin halsbrek-kende og frosne ferd oppdager denfranske meteorologen et usynlig tak, kiltmellom det vi i dag kaller troposfæren ogstratosfæren. Franskmannen oppdaget enting til: Temperaturen i stratosfæren stegraskt på grunn av høyt ozoninnhold, somhar en utrolig evne til å absorbere strå-ling.

Uten den beskyttende atmosfæren villejorda vært en susende isklump. Beskyt -telseslaget vårt er 200 kilometer tykt, ogdet kan høres mye ut. Men krympes jordentil en vanlig fotball, vil atmosfæren væredrøyt tre millimeter. Det er en syltynn hinnemel lom oss og tilintet gjørelsen.

Men nå er den beskyttende hinnen i ferdmed å bli vår verste fiende. CO2 har gjortlivet hett for oss.

HodesmeltingSINTEFs Nils A. Røkke vekkes av klokke -radioen hver morgen klokka 06.30. Verdentrenger seg raskt på.

– CO2 har gått fra å være en sær greiesom forskere var interessert i på 90-tallet,trukket fram i diskusjoner som en pussig-het, til at jeg nå våkner og som regel høreret eller annet om klimaet i nyhetssending-ene, sier Røkke. Han er direktør for klima-teknologi i SINTEF og medlem av olje- ogenergiministerens CO2 -forum.

Sett ovenfra ser alle blokkene på Gløs-haugen i Trondheim ut som elektroniskekomponenter i en datamaskin. Her driverRøkke, forskere og fagmiljø tilsynelatendemed sitt, men når hodene stikkes sammen,

vekker forskermiljøet internasjonal opp-merksomhet.

SINTEF har sammen med partner NTNUvalgt å satse tungt på teknologi som kanhåndtere CO2 fra fossilt fyrte kraftverk ogstore industriutslipp. Utlandet har forlengst oppdaget forskerne i Trondheim.Derfor deltar SINTEF og NTNU i en rekkeEU-prosjekter knyttet til CO2 -håndtering.

Flere av prosjektene ledes og koordineresherfra. Rett før jul i 2008 kom det en hygge-lig tillitserklæring fra Kontinentet: De to tvil-linginstitusjonene skal samordne bygging-en av 15 felleseuropeiske laboratorier forCO2-håndtering. Fem av dem skal bygges iTrondheim! Og i februar 2009 ble SINTEF ogNTNU med på seks av åtte nasjonale sen-tre for miljøvennlig energi (FME).

Fortsetter vi å leve som nå, trenger vi flere nye jordkloder for å overleve. CO2-utslippene har satt dagsorden.

TEKST: ØYSTEIN LIE

Mal

i

USA

Saud

i-Ara

bia

Aust

ralia

Cana

daTs

jekk

iaNo

rge

Russ

land

Stor

brita

nnia

Tysk

land

Japa

nSø

r-Afri

kaUk

rain

aM

alay

sia

Fran

krik

eSv

erig

eIr

anM

exic

oAr

gent

ina

Ugan

daEt

iopi

a

Tyrk

iaGa

bon

Kina

Bras

ilIn

done

sia

Indi

aGu

atem

ala

Jem

enNi

geria

0

5

10

15

20

1

2

3

4

6

7

8

9

11

12

13

14

16

17

18

19

mer enn 20 000

10 000–20 000

5 000–10 000

2 000–5 000

mindre enn 2 000

BNP per innbygger, PPP(international $)

Gjennom-snitt for

fattige land

Gjennom-snitt forrike land

Gjennom-snitt for

verden settunder ett

CO2-utslipp i 2002 (tonn per innbygger)Kilde: World Bank, online database, 2004.

FNs mål er at utslipp pr. innbygger må reduseres til ca. to tonn, for å motvirke klimaendringene.

Kild

e: G

loba

liser

inge

ns a

tlas

(Le

mon

de)

11

I tillegg har SINTEF en sentral rolle i det nasjonale prosjektet Big CO2 – som erEuropas største offentlig finansierte pro-sjekt for CO2-hånd tering noensinne. Sam-men med industriselskapet Aker Clean Carbon har SINTEF og NTNU i tillegg inn-gått en avtale om det åtteårige forsknings-og utviklingsprogrammet SOLVit. Ogsådette et av de største prosjektene i sitt slagi verden! Målet er bedre og billigere kje-miske renseprosesser som kan fange CO2fra prosessindustri og fra eksosen til kull-og gasskraftverk.

Fram til begynnelsen på 1990-tallet vardet en liten gruppe på fire-fem personersom forsket på CO2-håndtering i SINTEF. I dag har den vokst til rundt 70 personer,bare i SINTEF. Legg til forskerne på NTNUog StatoilHydro, og antallet som jobber medklimagassen, er tresifret – bare i Trond-heim. Det forskes for fullt for å finne fremti-dens renseteknologier.

Kuriositet ble klodereddingVeien fram til internasjonal anerkjennelsehar tatt tid. Allerede i 1986 ble CO2 for førstegang forsket på som et mulig miljø problemi SINTEF. Forskerne Erik Linde berg og Tor-leif Holt leverte et prosjektforslag om å for-ske på gasskraftverk med CO2-håndtering.Internasjonalt ble søknaden sett på som ennorsk kuriositet, men dette var starten påideen som Norge nå skal realisere påMongstad.

TidsklemmaRøkke, også kalt SINTEFs CO2-general, hargod grunn til å dra seg opp av dyna. Hvis en

komprimerer jordas 4,5 milliarder år til envanlig jordisk dag, vil menneskene trampeinn ett minutt og sytten sekunder før mid-natt. Selv om vi altså har levd i bare 0,0001prosent av jordas historie, har vi rukket åtråkke i salaten. CO2 må fanges og stuesbort for godt. Samtidig må vi skaffe nokenergi for ikke å gå baklengs inn i fremtiden.

Siden veien fram til en bedre verden medmindre CO2 er en teknologisk kjempeut -fordring, satses det på flere teknologiersamtidig. Men oppgaven er den samme: Ågjøre rent, og sam tidig skaffe ny energi.

– Å evaluere vår egen innsats er van ske-lig. Men vi er den største innen EUs ram-meprogram for CO2-forskning, sier Røkke.

Gigantprosjekt Grethe Tangen ved SINTEF Energiforskningleder sammen med Røkke, prestisjepro-sjektet Big CO2 – finansiert av Forsknings-rådet, Gassnova og europeisk industri.Forskningsprogrammet er unikt fordi heleCO2-kjeden er tema: Fangst, transport, lag-ring og hvordan CO2 kan brukes for å øke oljeutvinningen.

Målet med prosjektet er å halvere kost-nadene ved fangst og lagring av CO2 ogsam tidig rense 90 prosent av klimagas-sene. Fra SINTEF deltar flerfaglig ekspertisefra mange deler av forskningskonsernet.Foruten SINTEF og NTNU deltar en rekkenasjonale og internasjonale tungvektere.Over 200 millioner kroner er lagt på bordet.

– Vi forsøker hele tiden å være fokuserte.Finne ut hva som er de sentrale problemstil-lingene, de reelle utfordringene. Vi prøver åkombinere teoretiske analyser med ekspe-

rimenter. Vi ser også på totalløsnin ger. Hvor-dan implementeres reaktoren eller gasstur-binen i et kraftverk? Det er viktig, sier Tangen.

MonstermodellenI første etasje hos SINTEF Energiforskningiakttar forskerne den to meter høye model-len av en såkalt Chemical Looping Com-bustion-reaktor (CLC). Her forsøker de åfinne ut hvordan partiklene beveg er segved hjelp av målinger og bilder med høyhas-tighetskamera.

Denne modellen er forløperen til entrykksatt 100 kilowatts CLC-reaktor som vilbli tre ganger så stor.

I en CLC-prosess produseres kraft medinnfanging av CO2. I reaktoren bindes oksy-genet i lufta til et metall. Når metalloksidetreagerer med brenselet, dannes CO2 ogvann. Kraften produseres i en gassturbin,gjerne i kombinasjon med en dampturbin.Lykkes SINTEF-fors kerne, vil de starte for-søk i det som skal bli verdens største trykk-satte Chemical Looping Combustion-reak-tor i 2010. Et fullskala anlegg vil bli ti gangerstørre.

– Vil vi ha løst klimaspørsmålet og ener-gi etterspørselen i 2030?

– Nei, men vi vil være på god vei. CO2-hånd tering vil være en viktig del av løs-ningen, sammen med mange andre virke- midler. Ambisjonen om at Norge skal væreCO2-nøytralt i 2030, er fullt mulig hvis vigjør ting riktig, sier Grethe Tangen.

Før eller siden vil CO2-håndtering bli godbutikk, og det begynner å tilspisse seg. Lis-ten over SINTEF og NTNUs samarbeids -partnere utvides stadig, og de største har

Nils A. Røkke, direktør for klimateknologi i SINTEF, tror kvoteprisen for CO2 vil gå opp – mens prisen for rensing vil gå ned om få år.

Foto

: Tho

r Nie

lsen

alt kastet seg på. Forskningsmiljøet jobberi spann med 40 bedrifter og institusjoner,de fleste europeiske.

Billige kvoter – dyr rensingKlimadirektør Røkke sier politikerne nå haråpnet gluggene fordi de innser at markedetalene ikke kan løse problemene. Kvotepri-sene for et tonn CO2-utslipp er langt lavereenn renseutgiftene. Kvotene koster cirka tohundrelapper. Rensejobben rundt sju.

– Folk er klare for å betale litt mer forstrømmen, hvis en unngår store klima -endringer. Jeg er sikker på at kvoteprisenvil gå opp, og kostnadene for CO2-rensingvil gå ned.

– Når vil kvoteprisene bli de samme somrensekostnadene?

– I 2013 blir det trolig auksjonering på kvotene for kraftverk. Jeg tror vi raskt kankomme opp i fire-fem hundre kroner perkvote. EUs visjon innen 2020 er at de skal

ha ti-tolv kraftverk med CO2-håndtering. Dakommer det kanskje et forbud mot å byggekraftverk uten rensing. Allerede i dag vil EUkreve at kraftverkene må lages slik at nyrenseteknologi kan monteres på senere.

– 2020? Da begynner det å brenne underføttene våre?

– Ja, det er sent. Derfor er det viktig at vi kommer i gang i Norge med fullskala ren-sing, slik at vi viser verden veien. Vi måvære blant de første i verden, kanskje førstmed et fullskalaanlegg for rensing av CO2fra kull eller gass, for at nasjonen vår skalutgjøre en forskjell. Kommer vi først i gang,vil det ha en kjempe effekt – også med tankepå omdømmet vårt. Vi trenger mange må-nelandinger, og det er kjempebra at ogsåandre satser, sier Røkke.

Serverer ikke skittent vannMen det er ikke bare tekniske finesser, tan-kesprang og klimaknipa som driver for-

skerne fram i sitt arbeid. Det handler ogsåom moral.

Norge har et klimagassutslipp på rundt50 millioner tonn årlig, men vi eksportererover tolv ganger så mye gjennom salg avolje, gass og kull. Totalt står vi for litt overén promille av verdens klimagassutslipp,men tar vi med eksporten, er vi oppe i halv-annen prosent. Og vi utgjør under en pro-mille av jordas befolkning. Vi forurenseraltså over tjue ganger mer per innbyggerenn verden ellers.

– Vi er blitt rike på en felles fortid som vinå pumper opp. Det lønner seg å satse påforskning, og Norge var tidlig ute. Skal viføre an på CO2 også i framtiden, er det nød-vendig med økt satsing på forskning. Detvirker som om norske politikere har skjøntalvoret, sier Røkke.

Det er et kappløp mot tiden – og heldig-vis – for miljøet. Andelen CO2 i atmosfærenhar økt med cirka en tredel fra begynnelsen

Tre veier til CO2-fangst i kull- og gasskraftverkBruk av oksygen somforbrenningsgass2Fjerning av CO2 i etterkantav kraftproduksjonen1

Brensel

O2Oksygenfabrikk

Eksos = CO2 og vanndamp

Elektriskkraft

Luft

Energi

KraftverkBrensel

Luft

Renseteksos

CO2 tildeponi

Anlegg som fanger CO2 ved hjelp av kjemikalier

Eksos = CO2, vanndamp og nitrogen

Elektriskkraft

Kraftverk

12

av den industrielle revolusjon til i dag. Op-timistiske kalkyler spår temperaturhopp påtre grader. I verste fall minst seks.

– Det er en bisarr sammenligning å snak -ke om utgiftene ved rensing eller ikke rens -ing av CO2 når en vet at det ene alterna -tivet ikke er bærekraftig. La oss si at du haret glass vann som er urenset, og et somikke er det. Er det interessant å vite hvavannet koster uten rensing? Vi kan ikkefortsette å tenke slik. Det vi nå står overfor,er ikke en katastrofe for jorda. Men det kanbli en katastrofe for menneskeheten, sierRøkke. Han tror menneskene kan løse kli-maproblemene, og trekker fram ozonlagetsom eksempel på at handling nytter, selvom CO2 er en større utfordring.

Ifølge CO2-generalen må ingen tro at deførste renseanleggene kommer til å blilønnsomme. Men noen må starte opp slik atkostnadene blir redusert på sikt.

– Vi vil først lykkes når CO2-rensing blir

satt som standard over hele verden. Såmange som 1,6 milliarder mennesker eruten strøm, og hvordan kan vi nekte demdette? sier Røkke.

Leve som i Jemen?Lavutslippsutvalget mener Norge bør gåforan og kutte sine klimagassutslipp medto tredeler innen midten av århundret. Idette utvalget har administrerende direk-tør ved SINTEF Energiforskning, SverreAam, vært sentral.

Uten innovativ forskning og utvikling ervi tvunget til å leve som for mange år siden:Hvis vi skal gjøre jobben alene, det vil si nået bærekraftig nivå ved kun å minske for-bruket, bør alle slippe ut like lite klimagas-ser som innbyggerne i dagens Jemen. Deter tvilsomt om USA og den industrialiserteverden vil gå med på dette, men uten tiltakvil CO2-utslippet dobles innen 2050.

Våren 2009 kom det ut en samlet energi-

og klimaplan for Norge fra Sverre Aam, Jør-gen Randers (BI) og Steinar Bysveen (Ener-gibedriftenes landsforening). Planen be-skriver ni tiltak som vil oppfylle de norskeklimaforpliktelsene.

Miljøverstingen kull finnes nesten overalt, og det er nok kull i minst to hundre år til.I Asia bygges det to nye kullkraftverk i uka,som forurenser dobbelt så mye som etgasskraftverk. Gigantene i øst, Kina ogIndia, står overfor en så å si umulig snu-operasjon: Å ta steget inn i den nye tidenuten at det går ut over kloden.

Fjerning av karbonfra brenselet3

Elektriskkraft

Brensel

Energi

LuftAnlegg som omdanner naturgass eller kull til CO2 og hydrogen.

Vanndamp

CO2 tildeponi

Hydrogen

Kraftverk

VannCO2 tildeponi

Anlegg som skiller CO2 fra vanndamp

CO2 fra strømproduksjon i kull- eller gass-kraftverk kan fanges på tre måter. Klimagas-sen kan «vaskes» ut av eksosen fra kraft-verket med kjemikalier (1). Brukes oksygensom forbrenningsgass i stedet for luft, vil eksosen kun bestå av vanndamp og CO2 (2).En tredje løsning er å omgjøre naturgassentil hydrogen og CO2 i atskilte strømmer førforbrenningen, og så la hydrogen bli kraftver-kets brensel (3).

13

Illus

tras

jon:

SIN

TEF

Med

ia

Pust

Teknologi for et bedre samfunn

Foto

: Gei

r Mog

en /

Hel

met

16

Vi tenker ofte på vinden som flyktig og lett,men en kubikkkilometer luft veier over enmillion tonn. Sett vinden i bevegelse, og dufår mer enn bakoversveis.

Det er i hvert fall ingen knapphet påenergi som suser rundt og over hodenevåre.

Den norske kysten er lang, og der uteblåser det jevnt – nesten det dobbelte av iTyskland og Danmark. Ved å sette vindmøl-ler på under en prosent av havarealetinnenfor norsk økonomisk sone, kan detteoretisk lages 14 000 terrawattimer (TWh)strøm. Det er over fem ganger så mye somdagens olje- og gass eksport, og mer enntre ganger mer enn el forbruket i hele EU.

Klima-etisk forpliktelseI Europa er etterspørselen etter vindkraftstor. EU forventer at vindkraft skal bidramed rundt 500 TWh, som tilsvarer tolv pro-sent av elforbruket i unionen i 2020. Kriti-kere mener det er altfor dyrt å bygge vind-møller, og at skyhøye subsidier ikke kanunngås. Vindmøllene er en torn i øyet fornoen, som mener de er stygge og en trus-sel for fugleliv. Andre mener at selv om deter dyrt å bygge vindmøller i dag, fordi nyteknologi alltid koster mest, så er vi mo-ralsk forpliktet til å komme i gang med vind-alternativet så raskt som mulig.

– Norge har nådd toppen i oljeproduksjo-nen, og alle er enige om at oljen tar slutt engang om mellom femti og hundre år. Da måvi finne på noe annet. Norge sitter på storefornybare ressurser i europeisk sammen-heng, og vi har en klima-etisk forpliktelse tilå gjøre disse ressursene tilgjengelig for

resten av Europa, sier forskningsjef PetterStøa i SINTEF Energiforskning.

I kraftig vekstVindkraft står for produksjon av cirka hun-dre europeiske TWh. For å nå 2020-måletmå vindproduksjonen i Europa femdobles.

Jo lenger til havs vindmøllene plasseres,jo mer vind og energi er det å hente. I tilleggslipper vi å se og høre vindkraftverkene.Offshore kan det derfor bygges svære vind-mølleparker, for eksempel på ti ganger tikilometer, mener vindkraftforsker John OlavTande. Ti slike parker tilsvarer dagens ener-giforbruk på olje- og gassplattformene. I for-hold til det teoretiske potensialet på 14 000TWh er dette beskjedent, men 25 TWh eruansett ambisiøst og krever investeringerpå over hundre milliarder kroner.

Ifølge SINTEF-forskeren kan norsk vind-kraft erstatte energiproduksjon vi i dag fårfra kull og gass, og dermed redusere ut-slipp av klima gasser. Samtidig kan denskape en industri som er en naturlig for-lengelse av vår offshore virksomhet. Mensdet i 2007 ble omsatt vindkraft for 150 mil-liarder kroner, mener ekspertene at marke-det vil bli tre ganger så stort i 2020.

– Timingen for en norsk satsing er nå.Selv det å få tak i bare en liten del av vind-kraft-kaka kan bety mye for industri-Norge,sier Tande.

Realistiske forsøkI SINTEF-selskapet Marintek sitt havlabo-ratorium, verdens største i sitt slag, er detgjort forsøk som har vært avgjørende forsatsingen på flytende vindkraftverk. Til

dette bassenget, som er 80 x 50 meter og timeter dypt med justerbar bunn, kommerforskere fra hele verden for å undersøke ommorgendagens teknologi holder vann. Herhar forskerne i Trondheim funnet ut hvor-dan vindturbinene kan holdes stabile selv ihøye bølger og kraftig vind.

– Vi har gjort forsøk på vingene til mølla.Når de pulserende kreftene fra vinden slårinn mot mølla, påvirkes bevegelsen på helekonstruksjonen – både fra vinden og frabølgene. Dette må balanseres, samtidigsom at mest mulig energi skal skapes.Dette har vi løst ved dynamisk å justerevinkelen på vingene mens de roterer, sierTerje Nedrelid ved Marintek.

En prototyp av det såkalte Hywind-konseptet i regi av StatoilHydro er nå i ferdmed å settes ut i livet. Sommeren 2009 bleførste fullskala havmølle plassert vedKarmøy i Rogaland. Vindturbinen står på enslank flyter med ballast festet til havbun-nen med slakke ankerliner. Dermed kombi-neres ny teknologi med 40 års er faring medå utvikle, drive og vedlikeholde kjempekon-struksjoner til havs. Installa sjonen sees isammenheng med etablering av en offshoreteststasjon.

– Det at vi kan bygge en flytende turbin nå,demonstrerer realisme. Samtidig er det enlang vei å gå i forhold til å utvikle teknologienfor å redusere kostnad og risiko, sier Tande.

Perle blant beitende sauFordelen med flytende vindmøller er at deter mulig å bygge hele vindturbinen i en dyp-vannsdokk, montere den – for så å taue denut på feltet. Med en bunnfast turbin må en

KRAFTLØFTETIkke nok med at Norge er velsignet med oljen, vi har også hav, vind og skog.

Rene energiressurser som verden trenger.

TEKST: ØYSTEIN LIE OG SVEIN TØNSETH

17

først få på plass fundamentet, for så å løfteturbinen oppå etterpå. Det er en tung af-fære. Turbinen må løftes fra en båt. Dettekrever stille vær, noe som sjelden er tilfellettil havs hvor en vil sette ut vindkraftverk.

Utfordringen med en flytende vindmølleer at jo lenger ute til havs en kommer, jovanskelig ere er det å få det til. På en fly-tende vindmølle gjelder det å bygge toppenav mølla så lett som mulig. Med et lett hodekan hele konstruk sjonen forenkles og kost-nadene reduseres.

På en forblåst odde, med beitende sauog idylliske småbruk som nærmeste nabo,jobber forskerne med nettopp dette. PåValsneset utenfor Trondheim har SINTEF,NTNU og IFE en teststasjon for vindkraft-verk. Her testes et nytt system for hydrau-lisk kraftoverføring i en vindturbin. Gear -boks og generator i toppen av mølla, er-stattes med en enkel hydraulisk pumpe.Denne pumpa driver en hydraulisk motorog generator i bunnen av mølla, og strøm videre ut i nettet. Dette gir vesentlig redu-sert toppvekt, noe som kan komme godtmed langt til havs.

Vil samle troppeneÉn ting er å fange vinden, noe annet er å fåstrømmen inn til land og få den koblet til eteksisterende kraftsystem. Et slikt nett harmange utfordringer, blant annet utstrek-ning og struktur.

– Selv når en først har bestemt seg forlokalisering, er det uendelig mange måter åtegne opp nettet på. Vi har utviklet en me-todikk for å analysere og identifisere enbest mulig løsning, forteller Tande.

Initiativ til EU-gigantprojektForsker Lars Sørum i SINTEF Energiforsk-ning holder seg imidlertid på land. Hanmener biomasse og avfall er tidens melodi.Tre firedeler av all massen vi kaster i søpla,stammer fra skog og dyrket mark.

– Bioenergi er CO2-nøytralt og fornybart.En kan til og med redusere innholdet av CO2fra atmosfæren hvis biokraftverket får CO2-renseanlegg. Det er den eneste prosessenhvor det er mulig, sier Sørum.

En rekke forskere på SINTEF og NTNUjakter på morgendagens løsninger innen altfra vedfyring og pelletskaminer via utviklingav småskala forbrenningsanlegg til kraft-og varmeproduksjon i terrawattklassen.

Selv om Norge ligger et stykke bak i pro-duksjon av bioenergi, er Trondheim i teten iforskning på området. Sørum og SINTEF ko-ordinerer EUs største prosjekt innen energifra biomasse og avfall, NextGenBioWaste.

– Sammen med NTNU har vi omfattendekunn skap om forbrenning. Samtidig har vivært veldig aktive mot internasjonale miljø.Vi tok selv et initiativ til EU-prosjektet aller-ede i 2003. Vi så behovene og hvilke utfor-dringer vi sto overfor, sier Sørum.

Kan ta tregangenI dag bruker vi rundt 15 TWh bioenergi iNorge, og potensialet er tre ganger så stort.

Sørum mener Norge har naturgitte res-surser og bør utnytte biomasse til å skapeenergi.

– Vi forsøker å legge vår forskning i kjer-nen av alle områdene, selve konverterings-delen. Vi forsker på essensen, sier Sørum.

Norge er et av de få landene i Europa

med store uutnyttede skogressurser.– Det største potensialet er på skogs-

brensel. Årlig er tilveksten av biomasse iNorge på rundt 420 TWh, og det er ingenproblem å ta ut en tiendedel uten å trueartsmangfoldet. Det er også bærekraftig oggod drift av skogen, sier Sørum.

Den nye biodieselenI tillegg satser forskerne her tungt på an-dregenerasjons biodiesel, som ikke tar are-aler fra matprodusentene.

– Vi driver ikke med førstegenerasjonsbiodrivstoff. Det er et strategisk valg foross, og den har ingen framtid, sier Sørum.

I førstegenerasjons biodrivstoff pressesoljen ut av raps for å lage diesel. Andregene-rasjons drivstoff er produsert av lignocellu-lose, som finnes i trær, eller av karbohydra-ter fra tare. For produksjon av andregenera-sjons biod iesel blir mye av oljerelaterte tek-nikker brukt, og her har Norge en fordel.

– Vårt felt er selve gassifiserings-pro-sessen, der vi jobber mot kjemimiljøet påSINTEF og andre for å omdanne gassen.Produksjonsprosessen er tverrfaglig, ogforskningen fordrer at alle bidrar gjennomhele kjeden – alt fra uttak av biomasse viakonvertering fra biomasse til gass og videretil diesel, sier Sørum.

Brennhet historieAll energi på jorda har opprinnelse fra sola.Den gule kula øser ut 10 000 ganger merenergi enn vi forbruker. Likevel utgjør solkraftunder en promille av verdens energiforbruk.

De fleste eksperter er imidlertid enigeom at strøm fra solceller vil bli en gigant på

Vindkraftforsker John Olav Tande mener norsk vindkraft kan erstatte energiproduksjon vi i dag får fra kull og gass.

Foto

: Tho

r Nie

lsen

18

framtidas energimarked. Norge har medsine metallurgiske tradisjoner og sin riketilgang på materialteknologisk kompe-tanse, bevist at vi kan bli en stormakt påflere av trinnene i solcelleindustriens ver-dikjede. Det norske selskapet REC er i daget av verdens største solenergiselskaper.

Silisium, den viktigste bestanddelen ikvartsstein, er den aktive hoveddelen i sol-celler flest – og i all elektronikk. Norge er enav verdens største silisiumprodusenter.Men silisiummetall inneholder for mye avandre grunnstoffer til at det kan brukes di-rekte i PC-er og solceller slik det kommerfra smelteverket. Det må renses først.

Da Scanwafer, forløperen til REC ble eta-blert i 1994, stilte bransjen sin silisiumsultved å spise kapp og skrap av silisium fraelektronikkindustriens matfat. Elektronikk-silisium må nemlig være 99,999999999 pro-sent reint. Denne rensingen foregår iutlandet og gjøres med en dyr, energikre-vende kjemisk prosess (Siemens-proses-sen). For fire år siden ble det for lite «mat»til den sultne solcellebransjen i «skåla»med rester fra disse renseanleggene.

Men solceller trenger ikke like reine ma-terialer som PC-en, og norske selskaper hargått ulike veier for å skaffe verden silisiumsom er reint nok til å lage strøm fra sola. IUSA har REC utviklet en energibesparendeversjon av Siemens-prosessen. Parallelt,her hjemme, har Elkem og SINTEF utviklethver sine energibesparende renseproses-ser som begge er basert på metallurgiskeprosesser.

Elkem produserer i dag solcellesilisiumutenfor Kristiansand. I Elkems prosess har

blant andre SINTEF vært en bidragsyter. I2004 fikk SINTEF med seg Fesil som part-ner i arbeidet med å industrialisere forsk-ningskonsernets egenutviklede rensepro-sess.

Grønn politikkMed klar adresse til politikerne signalisererSINTEF og NTNU at Norge bør satse på fram- stilling av solcellesilisium i stor stil på norskjord. Ifølge de to institusjonene er dette noeav det mest bærekraftige vi kan bruke vårvannkraft og etter hvert vindkraft på.

– Solceller kan i løpet av sin levetid pro-dusere 40 ganger mer energi enn det somtrengs for å lage dem, sier førsteamanuen-sis ved NTNU og tidligere SINTEF-forsker Gabriella Tranell.

Nedbetaling på seks månederEksperter mener kostnadene for anskaf-felse, installasjon og drift av solcellepane-ler må halveres for å skape en energi-revolusjon i den tredje verden. Det er eninternasjonal, teknologisk kamp.

Dagens solceller utnytter kun deler avlysspekteret fra solen. Ved SINTEF og NTNUutforskes muligheten for å kombinere flerematerialer slik at effektiviteten økes.

Et av mange spennende prosjekter fortiden er et samarbeid mellom SINTEF,NTNU og IFE, støttet av REC og Elkem Solar.I prosjektet forsøker forskerne i Trondheimå styre det som skjer i solcellesilisiumenved utstøping og størkning – det vil si re-dusere antallet krystallfeil og uskadelig-gjøre forurensninger – slik at en får mereffektive solceller.

– Om Norge satser på solcelleindustrien,kan landet få en grønn næring av dimensjo-ner. En solcelle vil allerede nå i løpet av underto år tilbakebetale den energien det kostet ålage den. Med nye, mer effektive silisium-produksjonsmetoder og celleprosesseringvil energinedbetalingstiden reduseres ytter-ligere, slik at vi i løpet av noen få år vil værenede i mindre enn seks måneder, sier Tranell.

Det kan man kalle en lysende framtid.

Fakta:Som en følge av Klimaforliket fra 2008,opprettet myndighetene en ordningmed forskningssentre for miljøvennligenergi (FME) i 2009.

Sentrene skal drive fokusert, langsiktigforskningsinnsats på høyt internasjo-nalt nivå for å løse utfordringer på ener-giområdet.

NTNU og SINTEF er med på seks av deåtte nasjonale sentrene for miljøvenn-lig energi som ble utvalgt.Disse er:• Research Centre for Offshore Wind

Technology.

• BIGCCS Centre – International CCS Research Centre (CO2-håndtering)

• CEDREN – Centre for EnvironmentalDesign of Renewable Energy

• CenBio – Bioenergy Innovation Centre

• The Norwegian Research Centre forSolar Cell Technology

• ZEB – The Research Centre on Zero Emission Buildings

Det SINTEF-ledede NextGenBioWaste-pro-sjektet har et budsjett på 250 millioner kro-ner. Her er alle som betyr noe innenfornybar energi fra biomasse og avfall, med.Det er en ambisiøs oppgave forskerne hargått løs på. Kraftforsyningen fra biomasseog avfall har i dag lav virkningsgrad – rundt20–30 prosent – mot gasskraftverkets 60.EU-prosjektet skal ende med en mer effek-tiv og miljøvennlig utnyttelse. Og alt skalendevendes: Selve forbrenningsanlegget,brenselet og rensingen. Hele kjeden frabrenselspreparering via konvertering tilhåndtering og bruk av aske skal saumfares.

SINTEF driver forskning i hjertet av pro-blemstillingen: I EU-prosjektet forsker mil-jøet blant annet på nye brenselblandingerog mekanismer som forårsaker korrosjon –og hvorfor det dannes et belegg i kjeler. Be-legget hindrer effektiv energioverføring ogøker vedlikeholdskostnadene.

I utkanten av Nyköping i Sverige ligger et

forbrenningsanlegg for biomasse. Her prø-ver forskerne i Trondheim, sammen medsvenske Vattenfall, ut treavfall fra byg-ninger med lavere kvalitet og pris enn renbiomasse i håp om å øke virkningsgraden.Bakgrunnen er at prisen på biomassen somi dag brukes til brenselet, er høy. Men etbrensel med dårligere kvalitet, inneholdermer svovel og klor, som igjen gir mer korro-sjon. Under forbrenningen må derfor tem-peraturen i dampkjelen senkes, og dermedblir virknings-graden lav. Men lykkes for-skerne, vil anlegget kutte brenselsutgif-tene med åtte millioner kroner årlig.

Hjemme i Norge er SINTEF i ferd med åutvikle en ny type forbrenningsovn på opp-drag for bedriften Norsk Inova, som drivermed avfallshåndtering. Ovnen skal brenneulike typer biomasse, fra treflis til fuktigbioslam, med en teknologi som egner segfor produksjon av varme for nærliggende of-fentlige bygg, boligfelt og industriområder.

En av framtidsvisjonene til trekløveret SIN-TEF, NTNU og IFE (Institutt for energiteknikk)er å lage et gigantisk offshore strømnettutenfor norskekysten. Her skal vindparkenekoble seg til slik at strømmen kommer inn tilland og ut i Europa. Det er også planer omelektrifisering av olje- og gassplattformenesamt avlasting av det eksisterende støm-nettet på land for å bidra til strøm der det erunderskudd – for eksempel i Midt-Norge.

SINTEF, NTNU og IFE er medlem av det eu-ropeiske vindakademiet, et nettverk av sen-trale institutt og universitet i Europa som ermed på å utvikle framtidens teknologi. I EU-vindprosjektet TradeWind er SINTEF-fors -kerne i ferd med å utvikle flytende vindkraft-verk på dypt vann, sammen med kloke hoderfra blant annet StatoilHydro, Statnett og IFEog med finansiering fra blant annet Forsk-ningsrådet. Prosjektet er banebrytende. Deter aldri blitt plassert flytende vindmøller pååpent hav før. Hvis prosjektet lykkes, vilNorge ha teknologi som er enestående.

Flytendekraftverk Mer energi fra avfallet

Den flytende havmølla fra Hywind er testet iMARINTEKs havlaboratorium.

Seniorforsker Lars Sørum leder SINTEFs satsing på bioenergi. Her er han ved fjernvarmeanleg-get på Marienborg i Trondheim, hvor det fyres med flisbriketter.

Foto

: Tho

r Nie

lsen

Foto

: Sta

toilH

ydro

19

Arnstein WatnForskningssjef

SINTEF Byggforsk

Kim Robert LisøForskningssjef

SINTEF Byggforsk

John Olav TandeSeniorforsker

SINTEF Energiforskning as

Gabriella TranellFørsteamanuensis

NTNU

Grethe TangenForsker

SINTEF Energiforskning

Lars SørumSeniorforsker

SINTEF Energiforskning as

Vi presenterer noen av våre mange forskere

Nils Anders RøkkeDirektør, klimateknologi

SINTEF

Ming LuSjefsforsker

SINTEF Byggforsk

Otto LohneProfessor

NTNU

Inger AndresenSeniorforsker

SINTEF Byggforsk

Alv-Arne GrimstadSeniorforsker

SINTEF Petroleumsforskning

Terje NedrelidDivisjonssjef

MARINTEK

som arbeider med klima- og energiteknologi

Foto

: Gei

r Mog

en

22

– Råte, sier forskningssjef Kim Robert Lisøi SINTEF Byggforsk.

– Tre firedeler av byggskadene i dagskyldes fuktpåvirkning. Kampen mot ska-der som skyldes fukt, vil gi den største utfordringen når det gjelder å bygge underet nytt klima regime, konstaterer han.

Vann i alle former er kanskje den meståpenbare effekten av klimaendringene somer på gang. Vann i havet som stiger. Vann iform av slagregn som kommer oftere ogkraftigere. Vann som tidligere dalte ned iform av snø, men som nå sildrer, eller sna-rere bøtter ned, også lenger nord enn vi harvært vant til.

Vannet presser seg fram, gjennomgrunnmurer, yttervegger og tak. Og noenganger tar det med seg broer, veier og løs-masser på veien.

Samtidig er det slik at byggene våre skalstå i minimum 60-100 år. Hvordan kan visikre at det skjer? Det er en problemstillingsom må legge føringer for hvordan og hvordet bygges, mener Lisø.

For den samfunnsøkonomiske gevinstener åpenbar: bygninger og infrastruktur re-presenterer enorme økonomiske verdier.

Vann til verdenForskerne ved SINTEF Byggforsk har gre-pet fatt i utfordringer knyttet til den dystreglobale værmeldinga.

Mens noen deler av verden må lære segå leve med et stadig fuktigere klima, blir situasjonen ironisk nok stikk motsattandre steder. Der vil vannmangel bli en avframtidas utfordrin ger. Da gjelder det åvære i forkant av situasjonen, slik at den

verdifulle ressursen utnyttes på best muligvis.

I USAs hurtigst voksende storby, LasVegas, har myndighetene søkt norsk hjelptil akkurat det: En gang i fremtiden vil spil-lehovedstaden doble antallet innbyggere tiltre millioner, og byen gambler ikke medvannforsyningene. Eksperter ved NTNU og SINTEF ble budsendt for å sikre ørkenbyennok vann.

Det fikk den. Amerikanerne kjøpte et spesialutviklet analyseverktøy utviklet vedSINTEF Byggforsk under et stort EU-pro-sjekt.

Verktøyet, som har fått navnet CARE-W,avslører blant annet hvor ledningsnettethar sitt svakeste ledd, og angir når og hvorulike deler bør skiftes.

I dag bistår SINTEF og NTNU medvidereutvikling og testing, og som underle-verandør på flere store vannledningspro-sjekter rundt om i verden.

Små detaljer – store forskjellerI Norge har værgudene forsynt befolk-ningen med et bredt meteorologisk regis-ter. Det har gitt forskningsmiljøet i byennoen fortrinn:

– Vi er ledende på forskning rundt klima-på kjenninger, og ettertraktet i Europa fordivi i Norge har et klima som er ekstremt variert, og som har gitt oss erfaring i bøtterog spann gjennom årene. Når svenskeneskal ha en ny fasadeløsning, så går de tiloss. Fordi vi har været, og erfaring med det,sier Lisø, som er en av forfatterne bak SINTEF-boka «Klimatilpasning av bygnin -ger».

Boka presenterer hovedresultater frasyv års forskning på klimautfordringer ivårt bygde miljø i programmet «Klima2000».

– Byggskader koster flere milliarder kroner årlig bare i Norge, og tre firedeler av alle skader på bygninger skyldes fukt.Men forskning har vist at små praktiskeinn retninger noen ganger kan være løs-ningen på stort hodebry.

En liten, men interessant, detalj fra bokaomhandler et bygningsbeslag, forsket frami et laboratorium i Trondheim. Beslagetsspesielle utforming beskytter mot fukt ognedbør: Det har en innsnevring av lufte-spalten bak dryppkanten – etterfulgt av etluftkammer. Idet lufta passerer innsnev-ringen, blir hastigheten redusert så mye atluftstrøm men mister evnen til å transpor-tere vanndråper.

Den lille, og for de fleste, usynlige hjel-peren møter de nye klimapåkjenningene, ogmålgruppen er i første rekke blikkensla-gere, arkitekter, byggetekniske rådgivereog entreprenører.

Dårlig forberedtMens enkelte forskere fordyper seg i smådetaljer, er andre opptatt av klimaets på-virk ning på innretninger i en helt annenstørrelses orden: Nemlig infrastrukturenvår.

En forstudie gjort av Avinor, Jernbane-ver ket, Kystverket og Statens vegvesenviser at veier, kaier, skip, flyplasser og jern-bane ikke er bygd for å tåle klimaendring-ene.

– Norge er dårlig forberedt på klima -

FØRSTEHJELPERNEOm vi stanset all verdens CO2-utslipp i morgen, ville vi allikevel få mer regn og sterkere

stormer. Ekstremværet er kommet for å bli. Nå gjelder det å takle det.

TEKST: ØYSTEIN LIE

23

endrin gene. Det er ingen som koordinererarbeidet med å avdekke konsekvenseneav klimatrusselen. Vi har ikke noen klarekrite rier for hvor vi skal legge inn forsk-ningsinnsatsen, sier en engasjert forsk-ningssjef Arnstein Watn i SINTEF Bygg-forsk.

– Veldig mye av klimaforskningen hand-ler om å samle kreftene. Du må ha et bredtspekter av fagfolk som må jobbe mot det samme målet, og der er vi enestående i SINTEF. Vi tar gjerne et nasjonalt ansvar forå se på effektene av klimaendringene ogløsningene for hele infrastrukturen i Norge,sier Watn.

– Kysten har fått altfor liten oppmerk-somhet. Det er der folk bor, og det er derden reelle trusselen er størst. Vi leggerstor vekt på fjellovergangene og på po-tensielle snøras, som også er fornuftig,men trusselen er langt større langs kys-ten.

Når været nå endrer seg, vil hele infra-strukturen presses.

– Alle konstruksjoner er bygd på de erfa-rin gene vi har. Når en får et annet tempera-tur- og nedbørregime, så betyr det attidligere erfaringer ikke nødvendigvis ergyldige lenger, sier Watn.

Forskerne mener at for få kommunerkart legger sine areal i forhold til hva som erden største klimatrusselen. De mener destore vassdragene får mye oppmerksom-het, og fint er det, men hva med følgen avsmå bekker hvis været slår seg vrangt?

En detalj som feil plassering og dimen-sjonering av avløp under veinettet, kan fåfatale konsekvenser.

– Ja, og hvis middeltemperaturen i Norge stiger med et par grader, så vil vi slite medbakterier i drikkevannet. Vi er ekstremt sårbare, fordi vi har vann på fjellet somkilde, sier Watn.

Fra sløse til spareMan kommer ikke utenom: Vi må takle mer ekstremvær i framtida, og vi må unn gåat det blir enda verre. Bygningene våre må også spare på energien. Det er langt fratilfellet i dag: Drift av bygninger står for hele40 prosent av innenlandsk energibruk. Der-for har forskerne ved SINTEF og NTNUsamlet fem års forskning i boka «Smarteenergieffektive bygninger», fra 2007. Herpresenteres ny kunnskap og konkrete til-tak som kan redusere energibruken i byg-gene våre.

– Reduksjon av energibruk i bygningerer helt avgjørende hvis vi skal bevege ossmot et mer bærekraftig samfunn. I SINTEFjobber vi med både å utvikle og ta i brukløsninger for energi-gjerrige hus, sier se-niorforsker Inger Andresen i SINTEF Bygg-forsk.

Andresen sier at det ikke er dyrt å byggeenergieffektivt. Det aller viktigste er faktiskå bygge husene tett, og det er fullt mulig idag.

Lavenergihus har et energibehov nedmot halvparten av dagens standardhus,mens det vi kaller passivhus, klarer segmed en firedel av energien til et standard-hus. Og det lønner seg: I løpet av ti til fem-ten år vil huseieren ha spart inn sineekstra utgifter gjennom mindre energifor-bruk i et passivhus.

– Husene vil ikke endre utseende pågrunn av klimaendringene, men på grunn avhøyere krav til energieffektivitet. Det vilblant annet føre til mindre vindusareal ogtykkere vegger.

PlussvisjonenFra og med 2009 ble det innført en ny byg-gestandard knyttet til energiforbruk. Ener-giforbruket i nye bygg skal ned 25 pro-sent.

– Det er ikke vanskeligere å holde hu-sene varme nok i Norge i forhold til varmerestrøk. Men foreløpig er kostnadene forhøye til å bygge lønnsomme nullutslipps-hus i Norge fordi teknologien som lager fornybar elektrisitet, er for kostbar, sier Andresen.

Forskerne kommer stadig nærmere null-utslippshuset. Det utvikles superisolerteytterkonstruksjoner med svært høy luft-tetthet, varmeløsninger for lave varme -behov tilknyttet fornybare energikilder,brukervennlige styringssystemer forvarme, ventilasjon, lys og utstyr.

I tillegg deltar SINTEF i byggeprosjekterfor å ta i bruk og etterprøve nye løsninger.

– Det jobbes også med utvikling av løs-ninger for bygningsintegrerte solcelle -systemer, sier Andresen.

En av visjonene er at huset ditt i framtidaogså vil produsere energi, ikke bare for-bruke den.

Byggene våre skal stå i 60–100 år. Kim Robert Lisø jobber med det som må til for å sikre dette i lys av klimaendringene.

Foto

: Tho

r Nie

lsen

24

Å flytte infrastruktur under bakken kan blisentral framtidsteknologi om havet stigerved tett befolkede strøk.

Forskere fra Trondheim bidrar til å ut-forme verdens første systematiske bruk avundergrunnen i stor skala. Stedet er Singa-pore. Den diamantformede øystaten er påstørrelse med den danske øya Bornholm.Når 693 kvadratkilometer skal huse likemye folk som hele Norge gjør, er det forstå-elig at det blir trangt om plassen og at byenhar nådd sine grenser.

Ulike departement har listet opp ti for-slag til hvordan bergrom kan utnyttes. Al-ternativene omhandler flytting under jorda

av alt fra vannbehandlingsanlegg og vann-reservoarer – til flyplasslogistikk og pro-duksjon av utstyr og mikrobrikker til PC-er.Hvert område skal vurderes nøye før dettas en beslutning. Denne oppgaven øns kerregjeringen i Singapore at norske tunnel -eksperter skal gjøre.

Norsk kompetanse på bygging og brukav underjordsanlegg har nemlig en særstil-ling utenlands – ikke minst når det gjelderå utnytte de byggetekniske egenskapenetil bergmassen. I årene etter andre ver-denskrig har det norske tunnelmiljøet skaf-fet seg solid erfaring gjennom bygging avtunneler og bergrom for en rekke formål,

som lagerhaller for olje/gass, vannkraft-prosjekt samt svømme- og idrettsanlegg.

I dag er SINTEF Byggforsk med på å ut-vikle undersjøiske tunnelprosjekter på Is-land, Åland og Færøyene. Forskerne deltarsom rådgivere på bygging av en 25 kilome-ter lang kloakktunnel under Hong Kong, oghar løpende prosjekter i Kina og India. Forsnart fire år siden fikk SINTEF sin førstekontrakt på bergtekniske forundersøkelseri Singapore. Da gjaldt det et gigantiskunderjordisk lager for olje.

Nå har forespørselen kommet om å biståi å utvikle en masterplan for Singapore.

Byen under byen

Tenkt deg en vedovn som utnytter 97 pro-sent av energien i treet, uten å produseresvevestøv. Som er brannsikker og varmerhuset ditt to døgn i strekk, uten påfyll avbrensel.

– Dette er ingen framtidsversjon, det ervirkelighet, sier Kurt Brun, daglig leder i fir-maet ScanBio. Ved foten av Jostedalsbreenhar han utviklet det som kanskje er ver-dens mest avanserte pelletskamin.

Ovnen er i tillegg termostatstyrt, kantennes med telefonen, er brannsikker, ener-gieffektiv og gir deg billigere oppvarmingenn strøm.

– Dessuten regulerer den seg selv i for-hold til trekk. Vår ovn tenker sjøl, sier Brun.

At det ikke bare er skryt, bekreftes av enSINTEF-rapport. I dag er den avanserte pel-letskaminen i salg hos leverandører i helelandet – og har blitt fast inventar som de-monstrasjonsanlegg i forskningsaktørensvarmetekniske laboratorium. Nylig valgteborettslaget Myrvold Hageby like utenforLillestrøm å installere ovnen i 14 av de ny-bygde husene sine. Nesten 300 norske pri-vatpersoner har gjort det samme. Etter-spørselen etter framtidas vedfyring er sti-gende – ikke minst fordi siste generasjonspelletsovner er langt mer effektive enn denforrige og nå kan levere varme til 35 ørekilowattimen.

Forsker Edvard Karlsvik, vedfyringsen-

tusiast og forbrenningsekspert ved SINTEFEnergiforskning har hatt mer enn èn fingermed i utviklingen av ovnen. Han har bidratttil videreutvikling av flere av ovnens ele-menter.

– I dag har vi klart å balansere luftfor-bruket perfekt, slik at temperaturen pårøykgassen er så lav som mulig, med andreord: denne ovnen fyrer ikke for kråka.

Nå håper både oppfinneren og forskerenat ovnen blir godt mottatt i Europa. Her harEU bestemt at 20 prosent av energiforbru-ket skal komme fra fornybar energi innen2020. I dag kommer bare ti prosent av deteuropeiske energiforbruket fra fornybarenergi.

Brennhet nykomling

25

Prognosene viser at dagens forskjeller inedbør, vind og snømengde vil øke betrak-telig i årene som kommer – alt etter belig-genhet i landet. Denne økningen må nød- vendigvis føre til endret byggeskikk. Da-gens dimensjoneringsstandard må forbe-dres, og ferdighus må tilpasses med dobbelvindsperre og spikring av takstein. Plasse-ring av dører og vindu blir viktigere. Detsamme blir hvor boligen legges i terrenget.

To som ligger i forkant av den klimatiske

utviklingen, er Vivian Meløyvær og CecilieFlyen Øyen – fra SINTEF Byggforsk i Oslo.Begge med doktorgrad på sine spesialom-råder. Meløyvær har sett på hvordan norskebygninger dimensjoneres for å tåle påkjen-ninger fra snø og vind. Hun har koblet me-teorologiske data med målt snølast påtaket til 200 landbruksbygg gjennom 20 år,nøye registrert av Universitetet for miljø ogbiovitenskap. Ved å sette sammen måling-ene, og samtidig justere for geometri på ta-

kene, er Meløysund i ferd med å kommefram til en formel som forteller hvor myesnølast et bygg på et bestemt sted får. Der-med kan dagens dimensjoneringsstandar-der forbedres. Cecilie Flyen Øyen har settpå klimatilpasning og fuktsikring i ferdig-hussektoren. Ut fra data fra intervju medHusbanken, seks kommuner og fire type-huscase mener hun både industri og kom-muner må finne løsninger for de forskjelligeklimasonene.

Økt nedbør – større påkjenninger

Potensiell råtefare iNorge basert på normal-

perioden 1961–1990

Potensiell råtefare i Norge med grunnlag i klimascenarioerfor perioden 2021–2050

Klimaindekskart basert på Scheffers formel for vurdering av råtefare i trekonstruksjonerover bakken. Formelen beskriver det relativepotensialet for råte i et gitt klima, basert på temperaturforhold og nedbørsmengder påværstasjonene. Kartene er utarbeidet i sam-arbeid med Meteorologisk institutt.

Liten råtefare (indeks mindre enn 35)

= minst gunstige klimaforhold for råte

Middels råtefare (indeks mellom 35 og 65)

= middels gunstige klimaforhold for råte

Høy råtefare (indeks over 65)

= klimaforhold som bidrar mest til råte

2021–2050

1961–1990

Illus

trta

sjon

: SIN

TEF

Bygg

fors

k

Foto

: Tai

Pow

er S

eeff

28

Ved tusenårsskiftet fastsatte FN åtte tusenårsmål, som verdens land har forpliktet seg til å arbeidefor fram mot 2015. Tusenårsmålene er FNs oppskrift på hvordan vi skal bekjempe fattigdom i ver-den og handler blant annet om bekjempelse av sult, barnedødelighet og dødelige sykdommer, ut-danning for alle, kvinners stilling, miljø og partnerskap for utvikling.

Tusenårsmålene er viktige, og det haster:

I dag er vi tre ganger så mange mennesker på kloden som i 1950. Innen midten av dette århundret vil vivære omkring 9 milliarder mennesker på jorden, som alle skal ha mat, vann, energi, utdanning, helsetje-nester og omsorg. En formidabel utfordring for oss alle.

En av de viktigste forutsetningene for å nå tusenårsmålene er å gi verden nok rent vann.

I dag er tilgangen på rent vann svært ujevnt fordelt. Rundt 1,1 milliarder mennesker mangler rent vann, ogmer enn 10 millioner mennesker dør hvert år fordi vannet er dårlig. Halvparten av disse er barn. Afrikanskekvinner og unge jenter går i gjennomsnitt seks kilometer hver dag for å hente vann. Vi kan tenke oss hvadet ville bety om de i stedet kunne bruke denne tiden på skolen eller i arbeid som gir inntekt til familien oglokalsamfunnet.

På noen områder vet vi hva vi må gjøre. I mange fattige land kan forholdene knyttet til rent vann og sani-tærsystemer forbedres vesentlig med relativt enkle midler.

Innen andre områder kjenner vi ikke svarene. Forskning er derfor avgjørende for å finne og utvikle morgen-dagens løsninger. Vi trenger nye teknologiske gjennombrudd blant annet for å produsere energi på effek-tive måter som ikke skader klimaet og verdens miljø.

God ressursforvaltning handler om både økonomi, miljø og sosial utvikling.

Økonomisk framgang uten sosial utvikling er ikke bærekraftig, og sosial utvikling uten økonomisk fram-gang er ikke mulig. Fremtidens løsninger krever derfor godt samarbeid mellom myndigheter, næringsliv,forskning, utdanning og frivillige organisasjoner.

Børge Brende

Børge Brende overtok som generalsekretær i Røde Kors sommeren 2009. Han kommer fra direktørstilling i World Economic Forum, en uavhengig stiftelse med base i Sveits, som fremmer samarbeid mellom verdens ledere innen næringsliv, myndigheter og frivillige organisasjoner. Han har tidligerevært stortingsrepresentant, miljøvernminister og næringsminister i Norge og var i 2003-2004 leder for FNs kommisjon for bærekraftig utvikling.

Våre ressurser skal gå i arv

Foto

: Håk

on M

osvo

ld L

arse

n/Sc

anpi

x

30

DYREBARE DRÅPER

Et blikk inn i framtida: Den afrikanske kvin -nen står i solsteiken ved en vannpost iGhana. Hendene er formet som en skålunder kranen. Hun kjenner den kalde vann-strålen mot huden. Lar vannet renne til detfyller hendene hennes helt. Så bøyer hunseg ned og drikker de blanke dråpene hunhar samlet. Dråpene som har vært saltvann,men som nå er blitt avsaltet til godt drikke-vann.

Tilbake i nåtiden: På den andre siden avjord kloden jobber forskere ved SINTEFsfaggruppe for vann og miljø med teknologisom skal gjøre drikkevannsproduksjon sik-rere, enklere og bedre.

Tidløs tørstMens vi i Norge får stadig mer ferskvannetter hvert som nedbørsmengden øker, ersituasjonen den stikk motsatte i andredeler av verden. Og verre skal det bli.

I dag lever 1,1 milliarder menneskerrundt om i verden uten ren og sikker vann-forsyning. Daglig dør 10 000 av vannrela-terte sykdommer, de fleste av disse i defattigste utviklingslandene. Ekspertenemener så mange som to milliarder men-nesker vil mangle rent vann i 2050. Å kunnelage drikkevann av saltvann kan derfor blisentralt.

Teknologien bak avsaltingen baserer segpå omvendt osmose, en filtreringsteknikkhvor man setter trykk på væsken og pres-ser den gjennom en meget fin membran slikat både salt og urenheter filtreres bort.Mens mye av energien i de tidlige anleggenegikk tapt, gjenvinner en med ny teknologi såmye som 60 prosent av energien. Denne

energigjenvinningen gjør effektiviteten i an-legget høy og reduserer kostnadene.

Selv om produksjon av drikkevann fun-gerer godt i avsaltingsanlegg bl.a. i Taiwan,på Kanariøyene og i Egypt, jobbes det medenda bedre filt rering. Helt siden 70-tallethar SINTEF jobbet med membranforskningog filtrering. Konsernet har samlet myekunnskap om feltet. I dag er forskerne in-volvert i prosjekter for avsalting av sjøvannbl.a. med vurdering av råvannskvalitet ognødvendig forbehandling.

Avsalting ikke nokPå SINTEFs vann-laboratorium står inge-niør Gøril Thorvaldsen bøyd over fire små

beholdere med sjøvann. De er fløyet hit heltfra Ghana på Afrikas vestkyst. Her planleg-ges et avsaltingsanlegg for å bøte på man -gelen på drikkevann.

Men før de blå dråpene kan avsaltes, måvannet analyseres for uønskede partikler,som sandkorn eller alger. Derfor er vannetnå på tur inn i en stor sort boks: den inne-holder avansert optikk og en laser. Målet erå avdekke meng den og størrelsen på parti-klene som finnes i sjøvannet.

Dette er et viktig forarbeid. Resultateneforteller forskerne hvilke renseprosesservannet må igjennom før det kan sendes inni avsaltingsanlegget.

– Du kan godt sammenlike det vi gjør

Rent vann er en forutsetning for alt liv. Men det er en sårbar kilde. Vannressursene krymper mens befolkningsveksten øker.

TEKST: UNNI SKOGLUND

Mens vi i Norge får stadig mer ferskvann med økte nedbørsmengder, er situasjonen stikk mot-satt i andre deler av verden.

Foto

: Mor

guef

ile

med når vi går til legen for å få en sjekk, ut-dyper Thorvaldsen. Vi undersøker, analy-serer og tester vannet på ulike måter, og tilslutt får vannet en diagnose. Den blir ut-gangspunktet for hvilke prosesser som måtil – i tillegg til avsaltingen. I dag har vi kom-met så langt at det ikke er noe problem ålage drikkevann av absolutt alt vann. Detkommer bare an på pris, sier ingeniøren.

Etter filtrering og omvendt osmose ersaltet og eventuell forurensing borte, menvannet mangler de naturlige mineralene.Når disse er tilsatt, er vannet sunt og godtdrikkevann.

Etter hvert som prisen på vannrense -anlegget går ned, kan det ha en sentral rollei å skaffe rent drikkevann til mange som idag ikke har tilgang på denne livgivende kil-den.

Søker sikkerhetFerskvann er ingen mangelvare i de fleste europeiske land. Men drikkevannkvalitet erlikevel et viktig tema, også i Norge. I 2004gikk alarmen i Bergen. Da ble 1 500 men-nesker syke av parasitten Giardia lamblia.Flere sliter fremdeles med helseproblemeretter epidemien. I Oslo ble det høsten 2007sendt ut kokevarsel som et føre-var-tiltak.Parasitter var oppdaget i ledningsnettet.Heldigvis ble ingen rapportert syke.

Sjefsforsker i SINTEF, Bjørnar Eikebrokk,ledet en ekstern granskning etter Giardia-epidemien i Bergen. I SINTEF jobber hanmed å utvikle vannbehandlingsteknologi ogoptimalisering av driftsrutiner som sikrerkvaliteten på vannet vårt.

Ifølge den norske drikkevannforskriften

skal det være minst to hygieniske barriereri vannforsyningssystemer. Disse skal for-hindre at eventuelle helsefarlige stoffer nårfram til forbrukeren. I Norge har det værtvanlig at store, dype ferskvannskilder harblitt regnet som en barriere i seg selv. Dettefordi ferskvannskilder, på grunn av for-skjeller i temperatur og tetthet, får en lag-deling som gjør at forurensing på over-flaten sjelden trenger ned til ferskvanns -uttaket.

I Jonsvatnet i Trondheim, en av Norgesstørste drikkevanns kilder, hentes vannetpå 50 meters dyp.

Paralyserer parasitteneDet er mye som kan skje på drikkevannetsferd fra nedslagsfelt fram til din og min tap-pekran. En viss endring i vannkvaliteten måen regne med gjennom ledningsnett, bas-senger, pumpestasjoner og diverse arma-tur. Endringene kan skyldes prosesser innei distribusjonssystemet eller at forurens-ning oppstår fordi fremmedvann ellerannen væske utenfor distribusjonssyste-met lekker inn.

Like før år 2000 fant forskere ut at UV-stråler har den effekten at de hindrer for-mering av klor-resistente parasitter somGiardia og Cryptosporidium. De paralysererdem, rett og slett. Likevel er det først desiste årene de store vannverkene har be-gynt å benytte denne teknikken for å sikrevannkvaliteten. Nå har de fleste vannver-kene innført UV-stråling som én av to bar-rierer.

– Vannverkseierne, det vil si kommu-nene, har skjønt at dette er noe de må ta på

alvor. Noen av dem har inngått samarbeidmed SINTEF for å jobbe fram risikoanalyser.Vi ser også på hvordan de kan effektivisereog optimalisere driften samtidig som sik-kerheten økes, sier Eikebrokk.

Trygg forsyningMetoder basert på koagulering og filtre-ring, der man tilfører vannet et koagule-ringsmiddel som får forurensningen til åklumpe seg, for så å fange den opp i et fil-ter, har vist seg effektive. De fungerer godtsom én barriere. Metoden kan lett kombi-neres med UV-desinfeksjon som barrierenummer to.

– For å sørge for sikker drikkevannsfor-syning er det viktig å velge riktig teknologi.Vi ser også store forbedringspotensial nårdet gjelder drift av vannbehandlingsanlegg,slår Eikebrokk fast.

Bærekraftig vannforvaltning er nå blitt etvære eller ikke være for alle land. Det gjel-der å sikre at også framtidige generasjonerfår tilgang til vannressursene.

31

Gøril Thorvaldsen arbeider med å gjøre saltvann om til drikkevann. Det vil gi hundretusener av mennesker tilgang på vann.

Fakta:Fersk- og saltvann• Bare 2,5 % av vannet på kloden er

ferskvann.• Av dette ferskvannet er

- 68,9 % is og permanent snølag- 30,8 % grunnvann- 0,3 % elver og vann

Foto

: Tho

r Nie

lsen

32

Spillegale Las Vegas gambler ikke medvann forsyningen. Med norsk hjelp tar denvoksende byen vare på hver dråpe. I ørken-landskapet i Nevada ligger USAs raskestvoksende storby: Las Vegas. I dag har byenet innbyggertall på 1,5 millioner. Prognosenetilsier at tallet vil fordobles i løpet av de nærmeste par tiårene. Da er vannforsy-ningen essensiell.

Da Las Vegas Valley Water District be-stemte seg for å sette ekstra fokus på å forvalte og rehabilitere byens vannled-ningsnett, ble SINTEF kontaktet. Den ame-rikanske kommunale etaten kjøpte etanalyseverktøy som SINTEF Byggforsk harvært med på å utvikle, blant annet gjennomEU-prosjektet CARE-W.

– Vi har laget et verktøy som hjelper vann -verkseiere til å ha kontinuerlig oversikt overhvilke deler av ledningsnettet som har størstvedlikeholdsbehov. Verktøyet gir dem et godt

grunnlag for å ta riktige beslutninger. De kanbruke midlene de har til rådighet, effektivt, ogde kan utføre reparasjoner før ledningenespringer lekk og store vannmengder går tilspille, sier Sveinung Sægrov, NTNU-profes-sor og faglig rådgiver ved SINTEF Byggforsk.

EU-prosjektet har gitt navn til selve verk-tøyet CARE-W (Computer Aided REhabilita-tion of Water networks).

– Når vannverkene har samlet inn data omalle feil som har oppstått gjennom fem år, kanvi regne ut hvor på ledningsnettet det ersannsynlig at det oppstår feil framover. Dettekaller vi prognosemodellen. Så vurderer vi levetid på vannrørene. I tillegg har vi det somkalles pålitelighetsmodellen. Her ser vi påhvor mange husholdninger eller bedriftersom blir berørt ved eventuelt brudd ellerannen feil på ledningsnettet i de forskjelligeområdene. Når vi legger disse dataene sammen, får vi et bilde av hva som er mest

prekært å ta tak i, forklarer Sægrov.Det ligger mange års forskning bak ana-

lyse verktøyet CARE-W. Gjennom flere for-skjel lige EU-program har SINTEF-forskernekunnet utveksle ideer og erfaringer medforskerkollegaer både fra Portugal, Spania,Frankrike, England, Tyskland, Slovakia ogUngarn. Nå er altså verktøyet i salg, og SIN-TEF lærer opp lokale vannverksmyndighetertil selv å foreta de nødvendige analysene.

– Selv om verktøyet er i kommersielldrift, jobber vi fortsatt med å videreutvikleog profesjonalisere det ut fra de praktiskeer faringene vi nå gjør, sier Sægrov.

Kun fem prosent av vannet som tas oppfra ferskvannskildene i Las Vegas, går tilspille. Til sammenlikning er 30 prosentsvinn svært vanlig både i Norge og i andreland. SINTEF-verktøyet bidrar til å sikre atden lave svinnprosenten i Las Vegas holderseg stabil.

Vokter vannet i Vegas

Klimaendringer og «nye» mikroorganismergjør at mange vannkilder ikke lenger utgjøren så effektiv barriere som tidligere. Høyeretemperaturer og mer intens nedbør kan på-virke vannkvaliteten negativt. Isleggingenkommer senere, og de ustabile sirkulasjons -periodene blir lengre og mer alvorlige enn førpå grunn av mer intens nedbør og vind. Øktkunnskap om mikroorganismer gir oss nyeutfordringer. Tradisjonelt har klordesinfeksjon

blitt mye brukt som barriere. Men klor dreperikke parasitter som Giardia og Cryptospori-dium, som normalt kan overleve én til tre må-neder i vannkildene og gi kraftig diaré dersomman får i seg et stort nok antall. Dermed harbehovet for nye sikringstiltak økt de senereårene. I dag benyttes der-for UV-stråling iøkende grad som én av to barrierer, samtidigsom man er mer opptatt av sikker og optimaldrift av vannforsyningssystemene.

Klimaendringer truer drikkevann Fakta:

I dag lever 1,1 milliarder menneskerrundt om i verden uten ren og sikkervannforsyning. Daglig dør 10 000 avvannrelaterte sykdommer, de flesteav disse i de fattigste utviklingslan-dene. Ekspertene mener så mangesom to milliarder mennesker vilmangle rent vann i 2050.

33

Tilgang på ferskvann

STILLEHAVET

ATLANTERHAVET

DET INDISKE HAV

STILLEHAVET

Fordeling i kubikkmeter per person ved begynnelsen av det 21. århundre

Utilgjengelig informasjon 0 –1000 (Dårlig vannkvalitet) 1000–1700 (Belastet vann) 1700–2500 (Utsatt/sårbart)

2500–5000 5000–15 000 15 000–50 000 50 000–605 000 Kild

e: G

loba

liser

inge

ns a

tlas

(Le

mon

de)

34

Vi blir flere og flere munner å mette. I framtida må vi utnytte matressursene bedre og samtidig sikre kvaliteten.

TEKST: UNNI SKOGLUND

MATRESSURSERUNDER PRESS

Befolkningsveksten har vært formidabel desiste 60 årene. Vi er tre ganger så mangemennesker på kloden i dag som i 1950. Ogdet stopper ikke her. Hvis prognosene slårtil, vil vi være ni milliarder munner i midtenav århundret. Vi bruker 20 prosent mer res-surser enn naturen kan gi. Det er et regn-skap med knallrøde tall.

En av de mest ettertraktede matressur-s ene er fisk. Men gapet mellom etterspør-selen av fisk og det vi kan høste fra havetsnaturlige bestand, er stor. Allerede i dag erså mye som tre firedeler av verdens fiske -stammer enten maksimalt beskattet, over-beskattet eller i ferd med å bli utryddet.Skal vi skaffe nok mat i årene som kommer,trenger vi mer oppdrettsfisk og nytenkninginnen oppdrettsnæringen.

Forsker på fôrForskningsleder Gunvor Øie ved SINTEF Fiskeri og havbruk har iført seg hvit labfrakkog viser vei på SeaLab på Brattørkaia. Inn-over til rommet der forskernes fisketankerer plassert. – Det er nødvendig at vi utvideroppdrettsnæringen til nye arter, og vi måsørge for at menneskemat ikke brukes somfôr til oppdrettsfisken, sier hun mens vi går.

Ifølge WWF bruker den norske oppdretts -næringen 2,5 kilo villfisk i dag for å pårodu-sere én kilo oppdrettslaks. På den måtenbidrar næringen til overfisket. Så lenge opp-drett av fisk i Norge baserer seg på marineråvarer som fiskemel og fiskeolje, vil over-fisket fortsette, og faren for å utrydde fis-kestammer er stor. Blir fiskearter utryddet,kan det skape ubalanse i hele økosystemeti havet.

En mulig løsning kan være å høste krilleller raudåte (calanus), som det finnesstore meng der av i havet. Eller å produserealternative fôrkilder som alger og små or-ganismer som kalles Thraustochrytrider.Dette er områder det forskes på ved SINTEFFiskeri og havbruk.

TorsketankerTall SINTEF har innhentet, viser at diffe-ransen mellom det vi produserte av fisk i1980 og det vi vil ha behov for i 2030, er påvanvittige hundre millioner tonn. Mensoppdrett av laks er veletablert, er torske-oppdrett fremdeles i startgropa. En av hovedutfordringene er fôr til torsken. I mot- setning til laks er torskeyngel avhengig avlevende føde. Det har ført til et langt forsk-ningsløp.

I dag forsker SINTEF på å mate torske -yng elen med planktonarter som rotatoriaog copepoder. Disse finnes i hopetall og eren nærmest uutnyttet ressurs.

– Rotatoriene er så små at de ikke kansees med det blotte øye. Her utvikler vidyrknings- og overvåkningssystemer sommåler tettheten av planktonet i tanken slikat torskelarvens mattilgang holdes stabil.Det er viktig for å øke kvaliteten på torske -larver som lever opp, sier Gunvor Øie ogviser fram forskningstankene.

Fiskekarene på SeaLab står tett i tett.Hvert av dem rommer 1 800 liter vann ogmange kilo torskeyngel. Inne på et av labo-ratoriene legger vi rotatoriene under lupenog ser nærmere på planktonet som gir mattil torskelarvene. Det er nærmest gjennom-siktig og beveger seg hurtig rundt.

Nye arter– Med riktig fôr vil kvaliteten på torske -yngel øke og produksjonen kunne gjøreslønnsom. I dag koster det mer å produseretorsken enn hva oppdretteren får igjen. Menkvaliteten er god. Oppdrettstorsken harblitt godt mottatt ute i markedet, sier Øie.

Det norske torskeoppdrettet øker fra årtil år. I 2006 utgjorde det 11 087 tonn. I for-hold til torsk fisket av norske fiskere sammeår, utgjør dette ca. fem prosent. I tillegg stårnye marine arter for tur. Kveite, piggvar,hummer, kamskjell og blåskjell er arter somantas å være på vei inn i oppdrettsnæringa,og som kan bli viktige matressurser fram-over.

I tillegg tenker forskerne nytt for å sikreat fôret utnyttes bedre. Laksen utnytterbare 40 prosent av energien i fôret til vekst.Resten skilles ut som næringssalter og for-svinner ut av anlegget. Men dersom mansetter sammen arter som lever på hvert sitttrinn i næringskjeden, kan fôrutnyttelsenbli en helt annen.

– Om vi lykkes med å holde torsk, skjellog tare i samme område, vil fôret utnyttestil fulle. Dette fordi skjell og tare tar opp næ-ring fra det som fisken ikke selv utnytter,sier Gunvor Øie.

RessursutnyttelseI dag er vi lite flink til å utnytte matressur-sene helt ut. Slik som med fisken.

– Det vanlige er å skjære fileter av opp-drettstorsken eller å selge den som hel fisk.Biproduktene blir i liten grad brukt. Men deter mange muligheter med torskens hode,kinn, tunge, lever og rogn. I mange andre

land er de flinkere til å utnytte hele fisken.Den er en viktig ressurs som må ivaretasbedre, mener Gunvor Øie

SINTEF er i gang med å forske på videre-foredling av deler av fisken som i liten gradutnyttes i dag. Noen etasjer over torske-tankene finner vi forskningssjef Marit Aur-sand på avdeling for Foredlingsteknologi.Hennes avdeling jobber mye med det somkalles funksjonell mat. Det dreier seg ommat som i tillegg til å gi oss næring, har hel-sefremmende egenskaper. Kolesterolsen-kende mat finnes allerede i butikkene og eret eksempel på funksjonell mat. Forskerneer sikre på at biprodukter proppfulle avomega-3 vil bli etterspurt i framtiden.

– Disse produktene kan puttes inn iandre matvarer for å gi helsegevinst. Yog -hurt med sunne fiskeoljer er et eksempelpå dette. Fisk er en råvare med stort poten-sial for ett hundre prosent utnyttelse. Omvi klarer å utvikle automatiseringsproses-ser for full utnyttelse, kan dette bli en viktignæring for Norge, sier Marit Aursand.

Sparer maten vårÅ skaffe nok mat til verdens befolkning erikke den eneste utfordringen vi står over-for. Det handler også om at den maten visetter tennene i, ikke skal inneholde miljø-gifter eller bakterier som gjør oss syke. INorge kastes det årlig mellom 500 000 og600 000 tonn mat til en verdi av over 11milliarder kroner. Dette er hovedsakeligsnakk om mat som matvarebransjen kas-ter, som regel på grunn av utgått holdbar-hetsdato.

Kontoret til Jostein Storøy, forsknings-

sjef i SINTEFs avdeling Havbrukstekno-logi, svømmer over av bøker og papirer.Han jobber med å utvikle et system forsporbarhet av mat, og presseklippene harblitt mange.

– Den moderne matproduksjonen harblitt mye mer intensiv enn for bare noentiår siden. Dyr og åker presses til det mak-simale. Det er betenkelig. Matvareskanda-lene de siste årene har vært betydelige,som dioksinsaken i Belgia, kugalskap iStorbritannia og E.coli-saker i Norge. Spo-ring er ingen løsning på dette, men god da-taregistrering og effektive systemer vilgjøre det lett å lokalisere og isolere pro-dukter som er forgiftet eller dårlige påannet vis, sier han.

StandardiseringStorøy deltok i ledelsen i EU-prosjektet«TraceFish» hvor sporing av fisk var en viktigdel av prosjektet. Resultatet ble etableringenav verdens første standard for sporing avoppdretts- og villfisk. Nå er han og SINTEF-kollegene i gang med å videreutvikle «Trace-Fish» til «TraceFood», sammen medFiskeriforskning. Målet er en global standardfor sporing av alle typer mat (tracefood.org).

Sporbarhet er viktig både fordi lovgiv-ningen krever det, og fordi forbrukerne øn-sker det, sier han og forklarer at sporinghandler om muligheten til å hente fram in-formasjon om et produkt.

Forskerne ser for seg at konsumentenesnart kan få vite om maten er produsert påen bærekraftig måte når de er i butikken oghandler. Å få hentet fram informasjon ombruk av sprøytemidler, medisiner og hvor

langt matvaren er transportert, er aktuelt. – Et slikt framtidsbilde kan medføre at for-

brukernes kjøpsatferd på sikt vil påvirkematproduksjonen i en mer miljøorientertretning. For å kunne gi etterrettelig infor-masjon, er man avhengig av å ha gode spo-ringssystemer, sier forskningssjefen.

Forskningsleder Gunvor Øie med krepsdyret Artemia som er levende fôr til fiskeyngel.

35

Foto

: Tho

r Nie

lsen

Lytt

Teknologi for et bedre samfunn

Foto

: Gei

r Mog

en /

Hel

met

38

May Britt Myhr, administrerende direktør iSINTEF Petroleumsforskning, åpner kontor -vinduet og lufter ut etter forrige møte. Huntygger på spørsmålet. Lar det henge noensekunder før hun setter seg ned og svarer:

– For noen år siden følte jeg til tider para-dokset mellom mitt personlige engasje-ment for miljøet og forskningsjobb foroljebransjen, sier hun ærlig og tilføyer:

– Heldigvis har petroleumsindustrien desenere årene fått mye større fokus på for-svarlig utnytting av olje og gass, og dennorske virksomheten er blant de aller mestmiljøvennlige i verden. Dette gjør at detopp leves både svært interessant og me-ningsfylt for meg å jobbe med bransjen.

Da May Britt Myhr overtok sjefsstolen iSINTEF Petroleumsforskning i 2005, fikkhun ansvar for 100 ansatte og et instituttsom jobber med teknologi for alt fra CO2-lagring under havbunnen til bedre utnyt-telse av olje- og gassressurser i nordom-rådene.

– SINTEF Petroleumsforsknings oppgaveer å hjelpe industrien slik at vi på best muligmåte lokaliserer og utnytter de olje- oggassressursene som finnes. Dette inne-bærer også at vi jobber med å få mest muligut av de eksisterende feltene. Ekstra spen-nende blir arbeidet vårt når vi oppnår to tingpå én gang, som når CO2 pumpes inn i reservoarer for å få disse til å avgi mer olje,samtidig som vi blir kvitt uønsket CO2, sierMyhr.

Direktøren påpeker at SINTEF bidrar medkompetanse og teknologiutvikling både forå dekke et globalt voksende energibehov ogfor å gjøre oljeindustrien mer miljøvennlig.

– Dette er viktige oppgaver, og det vi gjør,er i høyeste grad framtidsrettet. Derfor erforskningen vår etterspurt, sier Myhr.

En annen styrke ved SINTEF som huntrekker fram, er at mange jobber sammenmed å ta tak i utfordringene.

– SINTEF har forskere som blant annetjobber med mer miljøvennlig oljeleting, oljevernberedskap, å redusere kjemikalie -bruken i petroleumsindustrien og IKT- forskere som utvikler sensorteknologi for åovervåke havrommene. Vi utfyller hveran-dre og møter utfordringene sammen.

Skjulte skatterMange nautiske mil unna May Britt Myhr ogSINTEF Petroleumsforskning, skjult underhavbunnen, befinner den ettertraktedeoljen seg. Den som har gjort Norge til et riktland, og som skal gi penger i statskassenen god stund til.

Utfordringene er store med å få ressurs -ene opp til plattform eller inn til landanlegg.Så mye som sju-åtte tusen kilometer medrørledninger snor seg på havbunnen i dag.Disse transportsystemene må holdes iupåklagelig stand slik at oljestrømmen kangå så effektivt som mulig.

Det kreves komplekse og kostbare løsninger når olje og gass skal transporte-res fra havbunnen i samme rør. Men dennefellestransporten (flerfase) gjør det mulig åbygge ut felt som ellers ikke ville vært lønn-somme.

FlerfaseutviklingOljealderen i Norge begynte tidlig på 1970-tallet. Den gangen, og i mange år framover,

måtte det plattformer til på hvert enestefelt i den vær harde Nordsjøen.

Regneverktøyet OLGA, utviklet ved Insti-tutt for energiteknikk på Kjeller, og byggin -gen av et gigantlaboratorium hos SINTEF iTrondheim, er en viktig grunn til at det ikkeer slik lenger. Sammen med oljeindustrienutviklet IFE og SINTEF en ny teknologi. Denhar gjort oljeindustrien i stand til å frakteubehandlet brønnstrøm – olje,gass og vann– i én og samme rørledning over lange dis-tanser på havbunnen. Direkte fra brønnenog over til eksisterende plattformer på nabofelt. Eller helt inn til land!

Høsten 2009 innviet SINTEF tre nye ol-jelaboratorier i Trondheim. Forsøk i de nye laboratoriene vil gi viten blant annet omoppførselen til tungtfytende eller seigeoljer i undersjøiske transportledninger forolje og gass. Denne kunnskapen blir vik-tig i planlegging av rørsystemene somskal bringe olje og gass inn fra havbunn -installasjoner flere hundre kilometer fraland.

GasshydraterMidt på 80-tallet begynte SINTEF å ar-beide med gasshydrater. Hydratene haralltid utgjort et problem for bransjen:Under høyt trykk og lave temperaturer kle-ber vann og gassmolekyler seg sammensom snøballer i oljerørene. Etter hvert kandisse tette rørene slik at produksjonen måstoppe og rørene renses. Gass under trykkutgjør også en eksplosjonsfare. Industrienhar brukt både store mengder energi ogkjemikalier for å forhindre snøballdan-nelsen. SINTEFs svar på problemet er et

DET KONTROVERSIELLESORTE GULL

Vi lever av oljepenger. Samtidig er oljen erklært som en miljøfiende. Hvordan møter bransjen utfordringen?

TEKST: UNNI SKOGLUND

39

miljøvennlig alternativ – ColdFlow-tekno-logi.

Forenklet sagt går ColdFlow ut på åunngå at hydratene kleber seg, men hellerutvikler seg til å bli tørrhydrater. Da oppfø-rer de seg mer som pulver enn som kram-snø og flyter godt i rørene.

– Nå som vi klarer å kontrollere hydrat-dannelsen og skape finkornet pulverkon-sistens, åpner det muligheten for å frakteolje og gass i alminnelige stålrør, uten brukav kjemikalier eller oppvarming, sier SINTEF-forskerne Marita Wolden og AreLund.

Neste steg for ColdFlow er demonstra-sjon av teknologien i industriskala. Spørs-målet er om forsøkene som er gjort i litenskala, gir samme resultat når de oppskale-res til reell størrelse. Flere oljeselskaperhar allerede vist interesse. Derfor arbeiderforskerne ved Flerfaselaboratoriet med åavklare alle tekniske spørsmål, slik at denenergibesparende teknologien kan tas ibruk av industrien.

Krav: null utslippHar en ball først begynt å rulle, så stopperden som regel ikke med et klokt hode. Nyetanker og ideer bygger videre på de fore -gående. Slik var det også med det som har fått navnet Ecowat-teknologien. Den bygger videre på ColdFlow.

Ideen startet med en diskusjon en mor-gen i 2003. Myndighetene hadde vedtattkrav om nullutslipp til havet fra oljeindu -strien. Tore Skjetne, oppfinneren bak Eco-wat-teknologien og gründeren av selska-pet, forteller: Mange lo litt av myndighe-

tenes krav og mente at null utslipp var umu-lig fordi teknologi ikke fantes og olje-produksjonen bare ville gi mer vannpro-duksjon, ikke mindre.

Da var det gründeren tenkte: Men hva omet olje selskap tar kontakt med oss og berom nettopp nullutslipp? Spørsmålet sattefors-kerhjernene i gang. De ville være i for-kant.

– Vi begynte å leke med tanken om hvor-dan vi kunne rense det produserte vannetfra oljeindustrien og gjøre det foruren-singsfritt. Vi så for oss at vannet entenmåtte destilleres eller krystalliseres. Detble fort klart at krystallisering var veien ågå, gitt at det var praktisk mulig.

– Tanken var å lage islignende krystalleri en vannfase med masse urenheter for såå trekke ut krystallene uten å få med uren-hetene. Dette var en betydelig utfordring,sier Skjetne.

Men forskerne bestemte seg for å ta patent og begynte uttestingen. Den tradi-sjonelle måten å rense på er å trekke forurensende komponenter ut av væske-strømmen ved hjelp av alt fra filtrering tildestillasjon. Ecowat-teknologien basererseg på det motsatte: trekke rene vannmo-lekyler ut av forurensede væskestrømmer.

Det ble mange timer i laboratoriet. Tre åretter unnfangelsen av ideen fikk SINTEFforskningsmidler og bygde en laboratorie-modell.

– Det fungerte godt. Neste steg ble åskalere opp modellen og se om det fremde-les fungerte, sier Skjetne.

Året etter ble Ecowat utskilt som et SINTEF-knoppskudd. Forskerne begynte

med tverrfaglig samarbeid: kjemikere, fysi-kere, kybernetikere, designere, vann- og avløpsforskere og materialteknikere.

– Vi bruker hele miljøet på SINTEF ogNTNU og henter også inn relevante krefterutenfra. Industriutvikling er en voldsomprosess, men kjempeartig, sier Skjetne entusiastisk.

I dag ser det lyst ut for Ecowat-teknolo-gien. Forskerne har lyktes i laboratoriet. Forå hente ut det teknisk helt rene vannet ogetterlate avfallsproduktet i konsentrertform, blandes først den forurensede væs-ken, råvannet, med CO2-gass og settesunder riktig trykk og temperatur. Da dannesissørpe – hvor krystallene inneholder detrene vann et og CO2, og ikke noe annet.Krystallene kan så separeres ut og smel-tes slik at ultrarent vann frigjøres og gas-sen resirkuleres for å rense mer vann.

Jobber seg nordoverSkjetne og kollegaene er langt fra deeneste i SINTEF som er opptatt av å fram-skaffe teknologi som møter de enorme utfordringene med forurensning som verden står overfor. Hvis oljen kommer påavveie, kan det få fatale følger for fisk ogsjøfugl. Ikke minst nå som oljebransjen skalinnta nordområdene. Det jobbes iherdig for å møte utfordringene med nødvendigteknologi.

SINTEF Materialer og kjemi jobber tettmot industrien for å utvikle avanserte materialer, produkter, prosesser og verktøy.Tanken er at kvalitet og effektivitet ikke skal gå på bekostning av miljø. I et tverr-faglig prosjekt som involverer mange miljø

Adm. direktør May-Britt Myhr mener den norske oljebransjen er blant de aller mest miljøvennlige i verden. Men helst vil hun gjøre den enda renere.

Foto

: Tho

r Nie

lsen

40

i SINTEF, er forskere nå i ferd med å jobbefram Smartpipe-teknologien.

– Dette handler om å balansere ressurs -ene veldig nøye. Hvis vi både skal hente utfisk og olje fra nordområdene, må dette gjøres med største forsiktighet. Smartpipeer en teknologi som skal gi enda bedreoversikt over teknisk tilstand og gjøre detenklere å foreta risikovurderinger av rørenesom frakter olje og gass. Det gir oss bedrekontroll, sier Ole Øystein Knudsen, forsk-ningsleder ved SINTEF Materialer og kjemi.

VaktbikkjeSmartpipe-teknologien går ut på å bringedata opp fra rørledning