Dynamo no. 68

SÅDAN SPARER VI PÅ JORDENS

RESSOURCER

Mød pionererne, der baner vejen for en cirkulær økonomi, hvor vi genbruger mere og smider mindre ud.

AMMONIAK: TO LØSNINGER TIL EN KLIMAVENLIG PRODUKTION

Musik kan opleves trods nedsat hørelse

DYNAMO SPØRGER: Når vi 2030-målet for personbiler?

TÆTTERE PÅ DEN PERFEKTE LASER MED AI

Dynamo spørger:

Hvordan sænker vi CO2-udledningen fra personbiler?

Mindre laserstøj med AI

Forskere har fundet en måde at mindske laserens fasestøj, hvilket kan føre til endnu mere præcise lasere.

UDGIVER

Danmarks Tekniske

Universitet, Anker

Engelunds Vej 101A 2800 Kgs. Lyngby, tlf. 45 25 25 25, dtu.dk

ANSV. CHEFREDAKTØR

Tine Kjær Hassager

REDAKTION

Lotte Krull, lkru@dtu.dk

ABONNEMENT dynamo@dtu.dk

Magasinet udkommer fire gange om året

DESIGN & PRODUKTION

OTW A/S

ISSN 1604-7877

FORSIDEFOTO

Martin Dam Kristensen

økonomi

Hvis vi bliver bedre til at genbruge, kan vi både mindske mængden af affald og udvinde færre af Jordens begrænsede ressourcer.

Digitale og menneskelige forbindelser

To nye veje til mere bæredygtig ammoniakproduktion

Sådan kan vi fremstille ammoniak med mindre klimabelastning.

Taktile stole overfører musik

Døve og folk med nedsat hørelse kan opleve musikken i vibrerende stole.

Når vi nu ikke har tre jordkloder …

I 2050 er vi omtrent 9,7 mia. mennesker på Jorden, lyder forudsigelserne fra World Population Prospects. Hvis vi til den tid stadig holder fast i vores nuværende livsstil, så har vi ifølge FN's Verdensmål brug for tre jordkloder for at have ressourcer nok. Tre!

Danmark er langt fremme på flere fronter. Vi er blandt dem, der integrerer mest vedvarende energi i vores strømproduktion, og vi skabte overskrifter verden over, da politikerne satte det ambitiøse mål om at nedbringe CO2­udledningen med 70 pct. i 2030. Men vi er også blandt de allermest ressourceforbrugende lande. Blandt alle verdens lande, som Global Footprint Network har rangeret efter ressourceforbrug, ligger Danmark oppe på en 8.­plads. Kun syv andre lande i verden forbruger mere af Jordens ressourcer pr. indbygger, end vi gør.

Det er svært at prale af vores optræden i dén topti.

Derfor er det klædeligt, at vi i Danmark også finder nogle af de pionerer, der baner vejen til en cirkulær økonomi. Gennem deres forskning, forsøg eller virksomhedsdrift indsamler de viden om, hvordan vi kan genbruge, genanvende eller nyttiggøre de materialer og produkter, som vi plejer at betragte som affald.

Vi er mange, der skal ændre adfærd, for at vi kan opnå et bæredygtigt forbrug af Jordens ressourcer. Som du kan læse i nærværende magasin, er det – ud over dig og mig som forbrugere – hele værdikæden fra råvareproducenter til komponentleverandører, distributører, forhandlere og firmaer, der håndterer affald, som skal handle. Og politisk kan man også følge op ved at nudge os alle

til en mere bæredygtig fremfærd i denne verden.

For det er jo indlysende, at vi ikke kan fortsætte, som vi plejer. Vi har ikke tre jordkloder lige ved hånden, vel?

Anders Bjarklev Rektor

Hvad er maskinlæring?

Maskinlæring er en gren af kunstig intelligens, hvor computersystemer ved hjælp af avancerede algoritmer kan finde sammenhænge og mønstre og udarbejde forudsigelser baseret på data.

” Vi kan måle meget mere præcist end andre – vores metode har rekordhøj sensitivitet.”

DARKO ZIBAR, PROFESSOR, DTU FOTONIK

Tættere på den perfekte laser

Ultrapræcise lasere kan bruges til optiske atomure, kvantecomputere, overvågning af elkabler og meget mere. Men alle lasere har støj, som forskere fra DTU vil bruge maskinlæring til at minimere.

Henrik Bendix

Joachim Rode

Den perfekte laser findes ikke. Der vil altid være en smule fasestøj, fordi laserlysets frekvens flytter sig lidt frem og tilbage. Fasestøjen forhindrer laseren i at frembringe lysbølger med den fuldkomne taktfasthed, som ellers er laserens kendetegn.

De fleste af de lasere, vi bruger i det daglige, behøver ikke at være voldsomt præcise. Det har f.eks. ingen betydning, om frekvensen af det røde laserlys i supermarkedets stregkodescannere varierer lidt, når stregkoderne skal aflæses. Men til visse anvendelser f.eks. i optiske atomure og optiske måle­

instrumenter er det helt afgørende, at laseren er stabil, så frekvensen på lyset ikke varierer.

En måde at komme tættere på en ultrapræcis laser er, hvis man kan lære fasestøjen at kende. Så kan man måske finde en måde at kompensere for den, så resultatet bliver en renere og mere præcis laserstråle.

Det er netop, hvad professor Darko Zibar fra DTU Fotonik arbejder på. Han leder en forskningsgruppe kaldet Machine Learning in Photonic Systems, hvor målet er at udvikle og benytte maskinlæring til at forbedre optiske systemer. Senest har forskere fra gruppen karakteriseret støjen fra et lasersystem fra det danske firma NKT Photonics med en hidtil uset præcision.

”Spørgsmålet er, hvordan man måler den støj, og her har vi udviklet den mest akkurate metode, der findes. Vi kan måle meget mere præcist end andre – vores metode har rekordhøj sensitivitet,” fortæller Darko Zibar. Han har udviklet en algoritme, der kan analysere og finde mønstre i laserlyset ved hjælp af maskinlæring, hvor en model for støjen hele tiden bliver forbedret. På den baggrund håber forskergruppen at kunne udvikle en form for intelligent filter, som løbende renser laserstrålen for støj.

Kvantemekanik sætter grænsen Det er noget, NKT Photonics kan udnytte i deres optiske måleinstrumenter, siger seniorforsker Poul Varming og kollegaen Jens E. Pedersen, der har arbejdet sammen med DTU­forskerne:

”Vi arbejder med fiberlasere, der udsender konstant lys, og hvor støjniveauet er specielt lavt. Vores vigtigste opgave er at begrænse støjen, og rent måleteknisk havde vi svært ved at måle støj ude i de meget høje frekvenser,” siger Poul Varming og fortsætter:

”Men så kom vi i kontakt med Darko Zibar og hans gruppe, og vi producerede nogle lasere til dem.

Støj kan være mange ting

I daglig tale er støj de lyde, man ikke ønsker at høre, men for en fysiker eller ingeniør er støj alle former for tilfældige fluktuationer, der påvirker modtagelsen af et signal. Det behøver ikke at være et lydsignal (akustisk), men kan lige så godt være et lyssignal (optisk) eller noget helt tredje.

Støjen i lyset fra en laser stammer typisk fra laserens omgivelser, for små rystelser, høje lyde eller variationer i temperatur eller tryk er nok til at påvirke den taktfasthed, som laseren udsender lysbølger med.

Forskerne kunne måle støjen op til meget høje frekvenser, og resultaterne strider faktisk imod den etablerede forståelse af, hvordan støj lægger sig til en laser.”

Med den nye, forbedrede målemetode kunne forskerne altså vise, at det teoretiske grundlag for at beregne støjen ikke var helt på plads. Med det mere detaljerede kendskab til støjen kan ingeniørerne bedre finde frem til de dele af lasersystemet, støjen kommer fra, så de ved, hvor der skal sættes ind med forbedringer. Og håbet er, at maskinlæringssystemet også kan bruges til at dæmpe støjen i realtid.

Helt fri for støj kan man ikke blive, for kvantemekanikkens love sætter en helt fundamental grænse for, hvor god en laser kan være. Kvantestøjen er umulig at blive kvit, men nu kan den i det mindste måles, lyder det fra Darko Zibar:

”Vi kan måle i de frekvenser, hvor kvantestøj er dominerende. På den måde kan vi bestemme den fundamentale støj og finde ud af, hvor meget den bidrager til den totale støj. Når vi kender den fundamentale grænse for, hvor god laseren kan være, kan vi bag­

efter finde ud af, hvordan vi kan undertrykke resten af støjen.”

”Det er vores næste projekt –hvordan vi først identificerer og så undertrykker støjen, så vi får en laser, der kun er begrænset af kvantestøj. Så vil man kunne lave nogle af verdens bedste lasere.”

Optisk kabel føler vibrationer

Når laserstøjen kendes, kan den bekæmpes efter nogenlunde samme princip, som bruges i støjreducerende hovedtelefoner. Her opfanger mikrofoner lyd fra omgivelserne, og så sendes der et signal i modfase til højttalerne, så støjen og det nye signal udslukker hinanden, og resultatet er stilhed.

Hvis teknikken kan bruges til at forbedre lasere ved at fjerne en stor del af støjen, så lyset stort set ikke varierer i frekvens, kan optiske måleinstrumenter få større følsomhed og længere rækkevidde. Hos NKT Photonics kan teknologien i første omgang blive brugt til distribueret akustisk sensing, hvor et lyslederkabel bruges som sensor til måling af ganske små vibrationer.

Distribueret akustisk sensing kan bruges til forskellige former for overvågning. F.eks. kan en optisk fiber lægges langs en olie­ eller gasledning, så eventuelle brud lynhurtigt kan opdages. Eller teknologien kan bruges til at overvåge hegnet om en lufthavn eller ved en landegrænse – hvis der klippes hul i hegnet, eller nogen prøver at klatre over, kan teknologien ikke alene fortælle, hvad der er sket, men også hvor det er sket.

Sådan et optisk overvågningssystem fungerer ved, at en laserstråle sendes ind i den optiske fiber, og undervejs tilbagekastes en smule af lyset af bittesmå urenheder i fiberen. Men hvis fiberen påvirkes undervejs, ændres egenskaberne af det tilbagekastede lys også, og det kan måles. Selv ganske svage vibrationer kan opfanges og lokaliseres med stor nøjagtighed.

Overvågning af kabler til energiøerne

Closeup af et datasignal fra laserforskningen i laboratoriet på DTU.

Hvis den nye teknologi fra DTU giver en mere effektiv dæmpning af støjen i laserlyset, kan distribueret akustisk sensing bruges over noget længere afstande end i dag. Både følsomheden og rækkevidden af distribueret akustisk sensing kan øges med de mere præcise lasere, og det kan der eksempelvis blive brug for, når strøm skal transporteres fra de kommende energiøer i Nordsøen og ind til fastlandet. Her kan strømkablerne overvåges ved hjælp af teknologien, så eventuelle brud hurtigt kan opdages og udbedres. I dag er det en udfordring, at rækkevidden for de nuværende systemer er begrænset til højst 50 km, og der bliver noget længere ud til energiøen.

Poul Varming nævner desuden, at en række kvanteteknologier kræver ekstremt præcise lasere. Med støjdæmpede lasere bliver det lettere at udvikle ultrapræcise optiske atomure og visse former for kvantecomputere, hvor lasere bruges til at nedkøle enkelte atomer til tæt på det absolutte nulpunkt. Så potentialet er stort for den nye generation af lasersystemer, der kan blive resultatet af forskernes og ingeniørernes anstrengelser.

Darko Zibar, professor, DTU Fotonik, dazi@fotonik.dtu.dk

Hornhinden er den gennemsigtige hinde, som sidder ud over regnbuehinden og pupillen.

ØJEMODEL TIL UDFORSKNING

AF HORNHINDER

En model af øjets forreste kammer er blevet udviklet på DTU. Modellen blev skabt efter en henvendelse fra Rigshospitalet, der bl.a. vil bruge den til at optimere hornhindetransplantationer.

”Den gør det muligt at forske i, hvordan en hornhinde bedst trives efter en transplantation,” siger Javier Cabrerizo, der er overlæge og klinisk lektor på Afdeling for Øjensygdomme på Rigshospitalet.

Det var ikke en simpel opgave, forklarer Nicklas Werge Svendsen, DTU Mekanik, der har stået for udviklingen:

”Først og fremmest skulle modellen efterligne det tryk og den temperatur, der findes i øjets forreste øjenkammer. Derudover skulle flowet af væske til hornhindens bagside sikres, og der skulle udvikles en løsning, som svarede til den tårefilm, der sidder på forsiden af hornhinden. Endelig skulle modellen kunne understøtte fasen efter operationen, hvor patienten først ligger ned og senere sidder og står op.”

Målet var, at øjemodellen ville være i stand til at holde en hornhinde i live i seks døgn.

”Det lykkedes og er tilstrækkelig tid til, at vi kan iagttage, hvordan cellerne på hornhindens bagerste lag reagerer efter en transplantation,” siger Javier Cabrerizo.

Kan stenrev redde ørreder

Hvert år vandrer tusindvis af små havørreder ned gennem danske vandløb og ud i havet. Denne vandring fra ferskvand til saltvand er en del af havørredens naturlige livscyklus. De unge ørreder udgør et perfekt måltid for mange rovdyr, og mange af ørrederne bliver ædt i nær heden af åernes udmunding i havet.

Nu vil Naturpark Lillebælt, DTU og lokale ildsjæle i 2022-23 anlægge et stenrev i Båring Vig på Nordfyn ved udmundingen af Storå for at undersøge, om revet vil skabe gode skjulesteder for de små fisk og derved hjælpe ørrederne til at klare sig bedre.

”Vi er de første i verden, som undersøger, om etablering af et stenrev ved en vandløbsmunding kan give små havørreder de nødvendige skjulesteder, og om det vil forbedre fiskenes trivsel,” siger seniorforsker Jon C. Svendsen, DTU Aqua.

”I samarbejdet med DTU har visionen om den teknologiske revolution på hospi rykket sig i praksis. Nu opstår idéerne på hospitalet, on location.”

LISELOTTE HØJGAARD, PROFESSOR VED KU OG KLINIKCHEF PÅ RIGSHOSPITALET, OM INGENIØRERNES INDTOG I SUNDHEDSVÆSENET, HVOR ANTALLET AF ANSATTE INGENIØRER ER STEGET MED 22 PCT. I PERIODEN 2010-19.

40.000.000 kr.

Beløb, som DTU-spinout BrainCapture modtager af EU’s innovationsfond (EIC). Virksomhedens udstyr skal lette diagnosticering af epilepsi og forventes at være på markedet i 2023.

CIRKULÆR ØKONOMI

10 HVAD STILLER MAN OP MED UDTJENTE VINDMØLLER?

13 PÅ VEJ MOD CIRKULÆRT BYGGERI

18 ”PLASTENS POTENTIALE KAN UDNYTTES BEDRE”

22 MODULÆRT DESIGN FORLÆNGER LEVETID PÅ HØJTTALER

24 MINDRE SPILD, AFFALD OG CO2-AFTRYK

SÅDAN STRÆKKER VI RESSOURCERNE

LÆNGERE

Den 28. marts er datoen for Danmarks ’Earth Overshoot Day’ i 2022. Det er den dag, hvor vi har brugt alle de ressourcer, vi kan tillade os i år, hvis vi ikke skal overskride Jordens biokapacitet. For at være i en bæredygtig balance burde datoen falde på den 31. december – eller senere. Til sammenligning faldt den globale ’Earth Overshoot Day’ i 2021 på datoen den 29. juli.

Datoerne er udregnet af tænketanken Global Footprint Network, der siden 2003 har opgjort det globale samfunds økologiske fodaftryk for at synliggøre omfanget af vores udnyttelse af Jordens ressourcer.

Én måde at nedbringe ressourceforbruget på er at genbruge, genanvende eller nyttiggøre de materialer eller produkter, vi allerede har mellem hænderne. Det kaldes for cirkulær økonomi.

I den cirkulære økonomi udnyttes ressourcerne bedre ved at gentænke alt fra forretning til design, produktion, salg og forbrug, så materialer kan indgå i nye produkter, bruges igen, deles eller sælges som en service. Ambitionen er, at den cirkulære økonomi skal afløse den lineære økonomi, som vi også kender som ’brug og smid væk’-kulturen.

På de følgende sider kan du læse om forskningsprojekter på DTU, der kan fremme en cirkulær økonomi og dermed hjælpe os med at få ressourcerne til at strække lidt længere.

Læs mere.

HVAD STILLER MAN OP MED UDTJENTE VINDMØLLER?

I dag kan ca. 90 pct. af en vindmølle genanvendes. Til de resterende 10 pct. hører vingerne, som består af et kompositmateriale, der ikke så let kan skilles ad. Men forskerne arbejder på sagen.

Marianne Vang Ryde Bax Lindhardt, Claus Lunau

Vindmøller er designet til at holde mindst 20 år.

Men hvis de vedligeholdes ordentligt, kan de i mange tilfælde fungere langt ud over den estimerede levetid. Før eller siden bliver de dog så mærket af vind og vejr, at de må tages ud af brug. Og den tid er nu kommet for den første store generation af energiproducerende vindmøller.

De fleste dele af møllen kan uden problemer genbruges. Det er straks sværere med vingerne, som er fremstillet af kompositmaterialer bestående af glasfibre holdt sammen af en stærk lim som epoxy. Ifølge en opgørelse fra den europæiske vindkraftsammenslutning ETIPWind vil der i 2025 være omkring 66.000 ton udtjente vindmøllevinger i Europa, og i disse år arbejdes der intenst på at finde ud af, hvordan de kan få nyt liv i stedet for bare at blive deponeret. Det er nemlig ikke nogen særlig god idé at brænde dem som almindeligt affald, fordi det efterlader meget aske og mange glasfiberpartikler.

Udviklingsingeniør Justine Beauson er materialeforsker på DTU. Hun har i flere år beskæftiget sig med spørgsmålet om, hvad man stiller op med de

CIRKULÆR ØKONOMI

5,7%

Affaldssektorens andel af Danmarks CO2-udledning i 2030, hvis vi fortsætter som i dag.

Justine Beauson er udviklingsingeniør ved DTU og står her i en af de udtjente vindmøllevinger, som hun sammen med sine kolleger skal finde en genanvendelse for.

CIRKULÆR ØKONOMI 33%

Andel af al dansk affald, der forbrændes.

udtjente vindmøllevinger. Justine kan bl.a. fortælle, hvordan møllevinger –eller forskellige dele af dem – er blevet brugt som spændende indretninger på legepladser og – i knust form – som forstærkning i beton, som fyld i støjdæmpende skærme og lignende.

”Men når det kommer til stykket, vil disse kreative idéer ikke være nok til at løse problemet. Man kan bygge legeredskaber af vingerne i et stykke tid, men på et tidspunkt skal disse også genanvendes. Og der vil stadig være mange vinger, som man skal gøre noget andet med. Vindmøller forbindes jo naturligt med bæredygtighed, og derfor skal man også finde bæredygtige løsninger på affaldsproblemet,” siger hun.

En kompliceret

konstruktion

Justine og hendes kolleger på DTU arbejder med problemet fra flere vinkler; både hvordan materialet skal bearbejdes for at få det mest værdifulde produkt til genbrug, og om man kan ændre i den nuværende opskrift på materialer til møllevinger, så de bliver nemmere at genanvende eller ligefrem kan blive bionedbrydelige.

En vindmøllevinge er en sindrig sammensætning af forskellige materialer, nøje designet efter, hvilken belastning de enkelte dele udsættes for, og hvordan man får vingen til at give størst muligt energiudbytte.

Hele den sammensatte konstruktion, som en vinge udgør, er ikke nem at skille ad, når den er udtjent og helst skulle kunne indgå i et kredsløb frem for at ende på en losseplads. Det kan gøres ved at skære vingerne i mindre dele og udsætte dem for temperaturer på mindst 450 grader, såkaldt pyrolyse, hvor man

brænder epoxyen af. Men i den proces reduceres styrken af glasfibrene.

”I den oprindelige vinge ligger glasfibrene pænt side om side i hele vingens længde, men når man neddeler vingen og bagefter nedbryder den ved hjælp af pyrolyse, bliver fibrene selvfølgelig kortere, og de kommer til at ligge hulter til bulter. Det er en dyr proces, som altså også forringer kvaliteten, så fibrene ikke kan bruges til nye vinger. Til gengæld vil de eventuelt kunne indgå i glasfiberprodukter til f.eks. tog og biler,” fortæller Justine Beauson.

”Med en kemisk proces kan man bevare flere af fibrenes gode egenskaber. Men de kemiske stoffer er svære at genanvende og ikke særlig arbejdsmiljøvenlige. Desuden skal processen foregå i en reaktor med høj temperatur og højt tryk, så processen er alt i alt dyrere og mindre bæredygtig end pyrolyse.”

Lang vej til en bæredygtig løsning

Glasfiberkompositter er altså ikke et særlig genbrugsvenligt materiale. Så måske skulle man gå en anden vej og finde et alternativ. Det arbejder Justine og hendes kolleger også med. Et projekt, Bio4Self, har f.eks. skabt meget opmærksomhed. Her var idéen at komme uden om problemet med at skille bestanddelene ad ved at skabe et kompositmateriale baseret på en enkelt plastpolymer, PLA, som ovenikøbet er udvundet af affald fra landbrugsproduktionen og bionedbrydelig.

Desværre er PLA­materialet for sprødt til vinger, men forskerne har ikke opgivet tanken om at udvikle

CIRKULÆR ØKONOMI

På DTU Risø Campus gemmes rester fra gamle vindmøller, som bl.a. kan bruges til forskningen i genbrug af materialerne.

brugbare biokompositter, måske med bambusfibre.

En mere radikal løsning, som Justine har i tankerne, er, at man kunne bruge enzymer til at ’spise’ plastpolymeren, når vingen er brugt op. Men det vil kræve meget forskning at nå dertil, hvis det overhovedet er muligt.

DTU indgår i flere netværk, både danske og internationale, som fokuserer på recirkulering af møllevinger. I et stort dansk projekt, DecomBlades støttet af Innovationsfonden, er ti partnere på tværs af industri og forskning gået sammen om at skabe bæredygtige og omkostningseffektive løsninger. Her vil man teste og opskalere de tre omtalte metoder: mekanisk knusning, anvendelse af knust vingemateriale til cementproduktion og pyrolyse.

”På nuværende tidspunkt opfylder ingen af løsningerne alle de krav, man med rette kan stille til miljø, sikkerhed og pris. Så jeg tror, vi skal finde en passende blanding af dem alle. Men vi må samtidig fortsat arbejde med hele kæden, fra materialer og fremstillingsprocesser til genbrug og recirkulering.

Affaldssektorens andel af Danmarks CO2-udledning i 2030, hvis vi fortsætter som i dag.

SÅDAN ER VINDMØLLEVINGEN OPBYGGET

De steder på vingen, som belastes mest (mørkegrønne områder) er et kompositmateriale lavet af parallelle stærke glasfibre bundet sammen af et plastmateriale, såsom epoxy. De lysegrønne steder består af en kerne af balsatræ eller et skumplastmateriale, omgivet af et tyndt lag af plastkomposit. Disse dele skal være lette og samtidig meget stive, så de kan holde formen, når vinden påvirker dem, for effekten af vindmøllen afhænger i høj grad af den nøje designede aerodynamiske vingeprofil.

PÅ VEJ MOD CIRKULÆRT BYGGERI

Den århusianske

ejendomsudvikler

Olav de Linde

står i sin lagerhal fyldt med byggematerialer, der skal genbruges.

Pilotprojekter og fælles standarder for genbrug af byggematerialer skal sætte gang i den cirkulære omstilling i byggeriet. Målet er at udvinde færre råstoffer i naturen og udlede mindre CO2.

i

Ejendomsudvikler Olav de Linde bygger et 180 m2 stort orangeri af genbrugte byggematerialer oven på dele af den gamle postterminal på Ankersgade i Aarhus. Det gør han for at vise, at det kan lade sig gøre – og for at lære af de udfordringer, det giver, når andelen af genbrug skal være så høj som muligt.

Materialerne er næsten 90 pct. genbrug fra Aarhus. Døre og vinduer stammer f.eks. fra det gamle psykiatriske hospital i Risskov, tømmeret er fra Chokoladefabrikken i Klostergade, gulv og loft fra Aarhus Kommunehospital, og jernbjælkerne kommer fra boligbyggeriet SHIP i byområdet Aarhus Ø. Andre materialer finder Olav de Linde på sit eget lager, der ligger i en gammel skibsbyggerhal på havnen i Aarhus. Her opbevarer han alt fra brugte mursten til træbjælker og gammelt jern, der stammer fra gamle industribygninger, som han har renoveret.

Orangeriet er blot et ud af mange byggerier, som Ejendomsselskabet Olav de Linde opfører med næsten udelukkende genbrugsmaterialer. Gennem tiden har selskabet renoveret og bevaret mere end 300.000 m2 ejendom i Aarhus, Odense og på Sjælland med genbrugsmaterialer.

”Vi bygger med genbrugsmaterialer, fordi vi kan lide det, og fordi vi synes, at det er rigtigt, og folk kan lide at bo i huse med sjæl og charme. Men det kræver kreativitet. Vi vil gerne genbruge så meget som muligt, men lovkrav og certificeringer gør det svært at gå så langt, som vi gerne vil. Det gør det vanskeligt at bygge bæredygtigt,” siger Olav de Linde.

Pilotprojekter viser vej

Ligesom andre bygherrer, arkitekter og ingeniører eksperimenterer Olav de Linde med at genbruge og genanvende byggeaffald og skubbe til rammerne for, hvad der er muligt.

I øjeblikket er det erfaringer og data fra pilotprojekter som orangeriet, der viser vejen til den cirkulære økonomi i byggeriet. Det fremgår af en sektorudviklingsrapport fra DTU, der peger på, at branchen mangler harmoniserede standarder og tekniske løsninger for at genbruge gamle byggematerialer i større skala. En af forfatterne bag sektorudviklingsrapporten er Lisbeth Ottosen. Hun er professor i bæredygtige byggematerialer på DTU og forsker i at genbruge byggematerialer og bruge affald i produktionen af nye byggematerialer.

”Jeg oplever et stort fokus på at genbruge byggematerialer, men det er ikke så ligetil. Når man har brugt materialerne en gang, er de blevet unikke og har været udsat for forskellige forhold. De har måske stået udenfor under forskellige grader af beskyttelse eller har været udsat for forskellige fysiske belastninger. Derfor er vi nødt til at antage, at alle materialer er forskellige. Det gør det svært at genbruge dem. Især når

Det kræver kreativitet at genbruge så meget som muligt, lyder erfaringen fra Olav de Linde.

Forventet stigning af det globale forbrug af materialer som biomasse, fossile brændstoffer, metaller og mineraler i løbet af de næste 40 år.

KILDE: EU-KOMMISSIONENS HANDLINGSPLAN FOR DEN

det handler om at genbruge materialer til bærende konstruktioner. Her kræver det, at man dokumenterer kvaliteten. Det kan vi ikke endnu,” siger Lisbeth Ottosen.

I dag står hun i spidsen for et stort Grand Solutionsforskningsprojekt (se faktaboks), der hedder BusinessReuse, hvor DTU sammen med en række industripartnere udvikler metoder til at teste og dokumentere kvaliteten af genbrugte byggekomponenter som beton, stål og træ. Det sker med såkaldte ikkedestruktive testmetoder, hvor forskere måler konstruktionsmaterialernes egenskaber uden at ændre på dem.

En af metoderne går ud på at sende ultralydspuls gennem materialerne. Her analyserer forskerne signalet fra en ultralydsmåler og vurderer, om materialerne kan genbruges. De ikkedestruktive testmetoder adskiller sig fra traditionelle metoder, hvor man udfører destruktive tests på stikprøver. Det kan f.eks. ske ved at måle, hvor meget materialerne kan tåle at blive presset sammen uden at gå i stykker, eller ved at teste, hvordan de reagerer under en simuleret brand. Efter sådanne tests er det meste af materialet ødelagt.

”Der findes allerede en lang række ikkedestruktive testmetoder på markedet, men det er nyt at anvende dem til at vurdere kvaliteten af genbrugte byggekomponenter. I forskningsprojektet undersøger vi derfor, hvor langt vi kan komme med de metoder, der eksisterer. Vi håber, at projektet kan føre til fælles standarder, som vi kan bruge til at genbruge bærende konstruktioner. Det vil gøre det nemt og sikkert for byggebranchen at vælge genbrugsmaterialer,” fortæller Lisbeth Ottosen.

Fælles europæiske standarder

Testmetoderne, der udvikles i forskningsprojektet, spilles ind som dansk bidrag til at udvikle fælles europæiske standarder i en ny europæisk komité, Comité Européen de Normalisation (CEN). Danmarks standardiseringsorganisation Dansk Standard er udpeget af CEN til at lede, udvikle og drive komitéen.

Som led i arbejdet er der nedsat en europæisk arbejdsgruppe, og Lisbeth Ottosen er udpeget som leder af gruppen. Målet med komitéens arbejde er at fremme omstillingen til cirkulær økonomi i byggeriet gennem fælles fremgangsmåder, sprog og definitioner, fortæller seniorkonsulent i Dansk Standard Charlotte Vartou Forsingdal:

”Når Danmark går i front inden for dette område, betyder det, at vi fra dansk side står i spidsen for at udvikle de fælles europæiske standarder, der kommer til at sætte fremtidens

markedskrav og forme fremtidens grønnere marked. Det kan være med til at styrke byggebranchens udvikling ved at give danske virksomheder et forspring og hjælpe med at skalere gode danske løsninger til resten af Europa.”

Ifølge Charlotte Vartou Forsingdal kan de fælles europæiske standarder også være med til at modvirke materialeknaphed i byggebranchen.

Byggebranchen belaster klimaet

Alene i Danmark står bygge­ og anlægsbranchen for næsten 35 pct. af alt affald i Danmark – det svarer til 4,1 mio. ton affald årligt. Dertil står nybyggeri og renoveringer af boliger for omkring 20 pct. af den samlede CO2­udledning. På globalt plan forventes byggesektoren at skabe 2,2 mia. ton affald frem mod 2025.

Affaldet kommer bl.a. fra produktion af byggematerialer og bygninger, der er revet ned. Ofte bliver byggeaffaldet ikke genbrugt. Til gengæld bliver flere af materialerne genanvendt eller nyttiggjort. Biobaserede materialer bliver omsat til energi ved forbrænding, metal bliver smeltet om og bruges i nye varer, og tunge materialer som beton og tegl bliver knust og brugt som f.eks. bærelag under veje.

Men det er ikke nok bare at nyttiggøre byggematerialer, mener Lisbeth Ottosen. Det handler også om at genbruge materialer, så man rent faktisk bruger et træspær som et træspær i en ny konstruktion.

”Vi er gode til at nyttiggøre, men ikke til at genbruge. Man kan diskutere, om det er bedst at rive en bygning ned eller lade den stå. Nogle gange er man nødt til at rive den ned, hvis den er utidssvarende, eller hvis der skal bygges noget nyt. Men fra et ressourcemæssigt synspunkt er det ofte bedst at lade bygningen stå og renovere den. Det giver et

CIRKULÆR ØKONOMI

70%

Forventet stigning i den årlige globale affaldsproduktion frem mod 2050.

KILDE:

GRAND SOLUTIONS

Innovationsfondens Grand Solutionsprojekter er investeringer i højrisikoprojekter med fokus på ambitiøse resultater med høj værdiskabelse bl.a. i form af ny viden, forbedrede processer, systemer, produkter eller løsninger på politiske prioriterede samfundsudfordringer. I Grand Solutions-forskningsprojektet BusinessReuse, der er forankret på DTU, vil et konsortium udvikle metoder til at teste og dokumentere kvaliteten af genbrugte byggekomponenter. Projektet støttes med 10,6 mio. kr. af Innovationsfonden og Realdania.

mindre træk på vores naturressourcer og reducerer CO2udledningen,” siger Lisbeth Ottosen.

Ejendomsselskabet Olav de Linde har renoveret mere end 300.000

m2 ejendom i Aarhus, Odense og på Sjælland med genbrugsmaterialer.

Hun peger på, at der ikke er tradition for at genbruge affald som ressource. Men hvis vi skal opfylde målet om at reducere vores CO2­udledninger med 70 pct. inden 2030, kan det kun gøres, hvis vi får hele byggeriet med: ”Byggeriet er utrolig lineært. Men det holder ikke. Vi bruger flere ressourcer, end jorden når at genskabe. Og hvis vi regner med, at vi bliver flere mennesker i verden, samtidig med at den globale middelklasse vokser, skal der bygges mere. Allerede nu har vi et kæmpe overforbrug af ressourcer, så jeg tør slet ikke tænke på, hvordan det går, hvis vi fortsætter med at bygge, som vi gør i dag. Efter min mening er det cirkulære byggeri en væsentlig brik i spillet, men vi må gøre endnu mere. Måske bliver vi nødt til at bygge færre huse og bo i mindre hjem.”

Nye metoder til at genanvende

Indtil vi knækker den nød, bliver der arbejdet hårdt på at finde nye løsninger. Selvom vi kun lige er begyndt at genbruge materialer i Danmark, er vi godt i gang med at genanvende materialer (se faktaboks på modsatte side).

På DTU bliver der bl.a. forsket i nye metoder til at genanvende affald i nye byggematerialer. F.eks. undersøger forskere, hvordan man kan rense giftigt restaffald som flyveaske og mineaffald, så det også kan genanvendes i cement og beton. Det kan bidrage til at reducere CO2udledninger. Beton er nemlig den store synder i byggematerialernes klimaregnskab, ikke mindst fordi cement er en vigtig ingrediens som bindemiddel i beton, og produktionen af cement har et stort klimaaftryk. I et andet projekt undersøger forskere, hvordan man kan genanvende gamle fiskenet som armering i nye byggematerialer. Blandt erhvervsforskningsprojekterne arbejder andre

forskningsgrupper på DTU sammen med byggeindustrien om at udvikle et værktøj til at udføre absolutte bæredygtig hedsvurderinger. Her vil man f.eks. kunne udregne, hvad det betyder for det enkelte byggeri at leve op til Parisaftalens mål om at begrænse den globale opvarmning til 1,5 °C. I et andet erhvervsforskningsprojekt bliver der udviklet et værktøj til at vurdere, hvordan cirkulære byggeprojekter understøtter FN’s 17 verdensmål.

Tilbage i Aarhus har Olav de Linde også et ønske om at dele sine erfaringer med byggebranchen. Hvis han skal give et godt råd, lyder det: Planlæg i god tid, og vær kreativ.

”Det kan godt være, at du kan finde to længder tømmer eller stål ved at ringe rundt. Men hvis du skal genbruge i større stil, er det svært at finde store mængder genbrugs materialer. Det handler om at tænke sig grundigt om, købe materialer i god tid og lægge dem på lager, indtil man skal bruge dem. Ellers har man kun nok til at bygge et hønsehus,” siger Olav de Linde.

Lisbeth Ottosen, professor, DTU, lo@byg.dtu.dk

SÅDAN KAN

BYGGEMATERIALER

BRUGES IGEN

Genbrug

Genbrug er, når man har kasseret et produkt eller materiale og benytter det i samme form og til samme formål, som da det blev kasseret.

Genanvendelse

Når man taler om genanvendelse, bliver produktet eller materialet inddraget i produktionen af et nyt produkt. Som eksempel knuser man beton og tegl og bruger materialerne som bærelag under veje.

Anden nyttiggørelse

Der er tale om anden nyttiggørelse af affald, når af faldet erstatter andre materialer, men ikke samtidig forberedes til genbrug eller genanvendes. Det kan f.eks. være, hvis affaldet bruges til opfyldning og erstatter jord, stabilgrus og lign., eller hvis affaldet erstatter andet brændsel.

KILDE: MILJØSTYRELSEN

CIRKULÆR ØKONOMI

Andel af den tabte biodiversitet, der skyldes udvinding og behandling af ressourcer.

FRA SKRALDESPAND TIL NYT PRODUKT

”PLASTENS POTENTIALE KAN UDNYTTES BEDRE”

Chefkonsulent i ARGO, Ejvind Mortensen, og professor Thomas Fruergaard Astrup fra DTU har samarbejdet om plastaffaldet i Roskilde.

Vi kan blive bedre til at genanvende plast, men det kræver en indsats fra såvel forbrugere som kommunale affaldsselskaber og ikke mindst plastproducenterne, der skal designe plasten, så den nemmere kan indgå i et cirkulært kredsløb.

Én bunke med PP­plast. Én med PVC­plast. Én med PET­plast. Og så videre. Så én bunke med legetøj. Én med fødevareemballage. Og én med medicinemballage.

Sådan er forskere fra DTU gået systematisk til værks, når de på genbrugsstationer i Silkeborg, Roskilde og København har sorteret borgernes indsamlede plast.

”Helt konkret har vi læsset containernes indhold ud på jorden, og så er vi startet fra en ende af. Hvis vi ikke laver opdelingen systematisk, flere gange og på flere forskellige genbrugsanlæg, risikerer vi at lave en undersøgelse, der giver et usikkert statistisk grundlag. Vi har brug for et retvisende billede af, hvor meget og hvor godt plasten kan genanvendes,” siger Thomas Fruergaard Astrup, der som professor ved DTU har ledet undersøgelsen.

Undersøgelsen sætter tal på mængderne af de forskellige plasttyper, der bliver smidt ud, og den fastslår, hvor stort potentialet er for genanvendelse. Sammenholdt med DTU’s øvrige forskning på området giver det et billede af, hvad man som kommune kan forvente, der kommer ud af plastgenanvendelsen.

Det har hos det fælleskommunale affaldsselskab ARGO i Roskilde ført til, at de sammen med andre affaldsselskaber kan stille større og mere kvalificerede krav til de sorteringsanlæg, de samarbejder med.

”Vi er gået fra at se os selv som passive indkøbere af affaldsbehandling til at være aktive operatører i en større cirkel. Det at kunne kortlægge og dokumentere plastens potentiale som grundlag for løbende at stille større krav, der kan fremme en udvikling, er blevet en vigtig nøgle for os,” siger Ejvind Mortensen, der er chefkonsulent i ARGO.

Den detaljerede undersøgelse af plastaffaldet satte tal på mængderne af de forskellige typer plast, der smides ud af

CIRKULÆR ØKONOMI

For meget godt plast ender i ’restbunken’

Når et affaldsselskab som ARGO sender borgernes plast til oparbejdning og genanvendelse, er første stop på rejsen et stort sorteringsanlæg i Tyskland. Her bliver plasten lagt på et transportbånd, hvor den skannes og deles op i mindre fraktioner med de mest almindelige plasttyper. Her kan noget af plasten oparbejdes og genanvendes i samme type produkter, som den kommer fra.

Men en stor del af den plast, der kommer ind, har brug for en særlig behandling. Det kan skyldes, at plasten er et blandingsprodukt og derfor skal skilles ad, eller at emballagen er fyldt med sæberester, kødsaft eller lignende. Det kan også skyldes, at selve plasten er forurenet med problematisk kemi. Ofte ender al denne plast i en restbunke af laveste kvalitet, der kaldes for mixed­plast. Og her bliver visionen om et cirkulært kredsløb brudt.

”Noget af den mixede plast bliver til havebænke eller hegnspæle, som ligger lavest i genanvendelsespyramiden for materialer, fordi de ikke kan genanvendes på ny. Noget andet bliver til brændstof, som bliver brugt i cementovne. Og endelig bliver en del sendt til affaldsforbrændingen og udnyttet til energi. Når der ikke sorteres grundigt nok på plasten, bliver bunken af mixed­plast større, og vores resultater viser klart, at en stor del af den plast, der ender der, har

et genanvendelsespotentiale, som ikke bliver udnyttet godt nok,” siger Thomas Fruergaard Astrup.

Han understreger, at teknologien til bedre sortering allerede eksisterer. Man kan have flere maskiner og flere sensorer, og man kan sende plasten gennem finsortering og rensning flere gange. Problemet er, at det kan være en dyr affære.

”Det er en økonomisk omkostning at gøre det, og gevinsten for anlægget skal være, at de kan sælge de rene fraktioner af sorterede plaststykker til genanvendelse. Hvor meget man har lyst til at gøre ved plasten, afhænger derfor ofte af, hvor priserne på markedet ligger,” forklarer han.

Derfor har det ifølge Thomas Fruergaard Astrup været nødvendigt at fremme viljen til bedre genanvendelse ved at stille krav.

Fokus på miljøgevinst frem for mængder Et af de krav ARGO, sammen med Vestforbrændingen og Københavns Kommune, i dag stiller, når de sender deres plast i udbud til sorteringsanlæggene, er, at der højst må frasorteres 25 pct. til affald. Derudover har de et krav om, at højst 45 pct. af den plast, der sorteres ud, må ende i mix­bunken.

”Det er krav, vi kan stille, fordi vi har en grundlæggende viden fra DTU’s undersøgelser. Vi beder også om at få

Andel af de globale drivhusgasemissioner, der skyldes udvinding og behandling af ressourcer.

løbende analyser fra sorteringsanlæggene, der bl.a. viser, hvilken kvalitet plasten i mix­bunken har. Så hvis der ligger noget i mix­bunken, som har et større potentiale, er vi opmærksomme på det og kan stille større krav næste gang,” forklarer Ejvind Mortensen.

I affaldsbranchen er det en udbredt metode at opgøre genanvendelsen på plastområdet ved hjælp af en procentsats. Denne angiver, hvor meget plast der bliver genanvendt, men ikke hvad det bliver genanvendt til. I den forbindelse viser DTU’s forskning, at genanvendelse i procenter intet siger om den reelle miljøgevinst, og for Ejvind Mortensen har det givet en ny forståelse for, hvordan vi bør måle på genanvendelse.

”Hvis du kun måler på ton, kan du lave en tung hegnspæl med masser af lavkvalitetsplast i, der vejer godt. Så har du på papiret genanvendt meget. Men når sodavandsflasken og sæbebeholderen tæller på samme måde, kan det jo bedre svare sig at putte plasten ned i en hegnspæl. Og det giver en ringe miljøgevinst i det samlede regnskab,” forklarer han.

Pilen peger tilbage på producenterne

Selvom bevidstheden om miljø og kvalitet langsomt vinder indpas i affaldssektoren, påpeger Ejvind Mortensen, at ARGO som affaldsselskab kun er et meget lille led i den store cirkel.

Hvis visionerne om en mere cirkulær plastøkonomi skal leves ud, peger han pilen tilbage på de virksomheder, der designer produkterne.

”Vi er med den her viden blevet bedre til at stille krav til plastsorteringen, men vi kan ikke kræve mere af dem end det potentiale, der er i den rodebunke, vi får. Så på den lange bane er det ikke de fælleskommunale affaldsselskaber, der kommer til at gøre en forskel. Der skal stilles større krav tilbage i systemet; til producenterne, der laver produkterne,” siger han.

”Når

der ikke sorteres grundigt nok på plasten, bliver bunken af mixed-plast større, og vores resultater viser klart, at en stor del af den plast, der ender der, har et genanvendelsespotentiale, som ikke bliver udnyttet godt nok.”

PROFESSOR THOMAS FRUERGAARD ASTRUP, DTU MILJØ

CIRKULÆR ØKONOMI

80%

Andel af et produkts miljøpåvirkning, som besluttes allerede i udformningsfasen

KILDE: EU-KOMMISSIONENS

Synspunktet bakkes op af Thomas Fruergaard Astrup, hvis forskning viser, at der er store miljøgevinster at hente, hvis vores produkter designes til effektiv og reel genanvendelse.

”Vi kan ændre på designet af produkterne, så de er lettere at oparbejde, adskille og sortere. Og vi kan sørge for, at plasten ikke indeholder alle mulige kemiske tilsætningsstoffer, som gør det svært at bruge den igen. Men der er sindssygt mange producenter i verden, og materialerne kommer fra alle dele af verden. Så det er svært,” siger han.

Danmark har endnu ikke regler for producentansvarskrav på plastområdet, men et nyt affaldsdirektiv fra EU medfører, at vi inden 2025 skal have det. Det betyder, at en dansk producentansvarsorganisation er på vej, og forventningen er, at den skal udforme krav til producenternes design af produkter. Hos Ejvind Mortensen i ARGO vækker det et håb. ”Jeg håber virkelig, at det sammenhængende blik fra DTU vil indgå i overvejelserne om at stille krav til virksomhederne. Mit helt store ønske er, at den kommende producentansvarsorganisation inviterer Thomas Fruergaard Astrup ind til at tegne det store billede. Det er der behov for, hvis vi skal løfte niveauet inden for det cirkulære plastkredsløb.”

Thomas Fruergaard Astrup, professor, DTU Miljø, thas@env.dtu.dk

MODULÆRT DESIGN FORLÆNGER LEVETID PÅ HØJTTALER

Bang & Olufsen forlænger livet for elektroniske produkter. Dermed går de forrest i branchen inden for forbrugerelektronik.

Med en trådløs wi­fi­højttaler, der er designet efter cirkulære principper, har Bang & Olufsen (B&O) fundet opskriften på et langtidsholdbart produkt. Beosound Level er opbygget af moduler, der gør det muligt selv at udskifte batterier og front med forskellige typer stof og træ. Og så kan den opgraderes, hvis der i fremtiden kommer nye teknologier. Det forlænger levetiden og bidrager

til at reducere elektronisk affald eller såkaldt e­affald, der udgør et globalt miljøproblem.

For B&O begyndte den cirkulære omstilling med projektet MATChE, hvor DTU hjalp virksomheden med at forstå de forretningsmuligheder, der er forbundet med cirkulær økonomi. Efterfølgende udviklede og producerede B&O Beosound Level­højttaleren som deres første produkt med fokus på cirkularitet. I september 2021 blev B&O’s Beosound Level tildelt en ’Cradle to Cradle’certificering på bronzeniveau – som den første højttaler i verden. Det er den mest ambitiøse produktstandard for design og fremstilling af produkter, der bidrager til en cirkulær fremtid.

højttalerne længere end gennemsnittet håber vi på at adressere den følelse på en ny og mere ressourceeffektiv måde. Det kan være med til at ændre forbrugernes adfærd og være et skridt på vejen mod et mere bæredygtigt forbrug,” siger Mads Kogsgaard Hansen, der er Senior Global Product Manager for Product Circularity hos B&O.

Nye rammer for lang levetid I dag er virksomheden blevet skarpere på, hvordan de fremover skal arbejde cirkulært, og hvordan de får cirkulariteten indlejret i deres virksomhedsstrategi. Det har resulteret i en cirkulær forretningsmodel for lang holdbarhed, der nu indgår som en essentiel del af deres produktstrategi.

Beosound Levelhøjttaleren fra B&O er virksomhedens første produkt med fokus på cirkularitet.

”Vi vil gerne være med til at gøre op med, at ’second life’ opfattes som mindre attraktivt end nye produkter. Fra vores brugerundersøgelser ved vi, at følelsen af at blive stimuleret regelmæssigt af noget nyt driver mange nykøb. Ved at gøre det attraktivt og relevant for brugerne at beholde

Det gælder også Beosound Level, hvor ’customization’ giver mulighed for både at skifte udseende og tekniske komponenter som streamingmodul og batterier. Nye features og opdateringer bliver tilbudt gennem trådløse softwareopdateringer. Dermed får man en fornemmelse af, at produktet udvikler sig. Og selv når højttaleren ikke længere kan repareres eller opdateres, kan delene mere effektivt skilles ad, sorteres og genanvendes. Den cirkulære tankegang har inspireret B&O til at give nyt liv til en gammel

”Vi vil gerne være med til at gøre op med, at ’second life’ opfattes som mindre attraktivt end nye produkter.”

SENIOR GLOBAL PRODUCT MANAGER

MADS KOGSGAARD HANSEN, B&O

CIRKULÆR ØKONOMI 2%

Den årlige vækstrate af elektronisk affald, hvilket gør den til en af de hurtigst voksende affaldsstrømme i EU.

EU-KOMMISSIONENS HANDLINGSPLAN FOR DEN CIRKULÆRE ØKONOMI

klassiker. Parallelt med udviklingen af højttaleren gik B&O i gang med pilotprojektet Recreated Classics, hvor de gennem onlineaktioner og globale forhandlere opkøbte 95 eksemplarer af den 40 år gamle ikoniske pladespiller fra Beogram 4000­serien. Herefter blev pladespilleren skilt ad, renoveret, genfremstillet med originale materialer og solgt igen – med det samme genkendelige look. Kollektionen blev revet væk til trods for en pris på 75.000 kr.

”Jeg ser en bevægelse, der ændrer sig hos forbrugerne. Kunderne køber færre ting. Til gengæld stiller de flere krav til det, de investerer i. De forventer, at produkterne holder længere eller kan repareres. Den del af vores målgruppe er voksende, og pandemien har ikke gjort det mindre udtalt. Nu reflekterer folk mere over, hvad de omgiver sig med, og hvad de bruger deres penge på,” siger Mads Kogsgaard Hansen. Hvis han skal pege på noget, der har overrasket ham i omstillingen til cirkulær økonomi, er det, at B&O har kunnet udvikle en højttaler uden at gå på kompromis med kvaliteten – også selvom den er designet til fremtiden.

”Vi har ramt noget hos forbrugerne. Og så har det cirkulære arbejde også betydet noget for vores selvforståelse. Det føles, som om vi er kommet tilbage til vores rødder med en ambition om at skabe langtidsholdbare produkter og tidløst design. Samtidig har den progressive stil sat os tilbage på landkortet, ved at vi er de første i verden, der er blevet ’Cradle to Cradle’­certificeret med et forbrugerelektronikprodukt,” siger Mads Kogsgaard Hansen.

MINDRE SPILD, AFFALD OG CO2-AFTRYK

DTU hjælper virksomheder med at omstille deres produktion til cirkulær økonomi. Det kan halvere deres CO2-udledning og minimere forbrugernes affald.

Vi skal gøre op med smid væk­kulturen og tænke i cirkulær økonomi. Det mener professor på DTU, Tim McAloone, der arbejder med bæredygtighed.

I sin 28 år lange karriere har han aldrig haft så travlt som nu. Han får ofte henvendelser fra virksomheder, studerende, interessegrupper, konsulenter – og forskere fra hele verden. Fælles for dem er, at de gerne vil vide, hvordan de kan gøre noget for klimaet. Tim McAloone hjælper mange af dem med at tænke cirkulært gennem store nordiske projekter, hvor værktøjer og strategier sætter dem i gang med at ændre forretningsmodeller og undgå spild af ressourcer. Senest har DTU fået en bevilling på ni mio. kr. fra Industriens Fond. Her hjælper DTU virksomheder med at blive bedre til at udvikle forretningen sammen med udvalgte samarbejdspartnere. Projektet hedder ready2LOOP og bygger videre på projektet Making the Transition to Circular Economy (MATChE), hvor DTU har haft fat i ca. 400 fremstillingsvirksomheder i Danmark for at måle, hvor parate de er til at arbejde cirkulært.

En af dem er Bang & Olufsen, der har udviklet og designet en trådløs wi­fi­højttaler ud fra modulære principper. Her er det muligt at adskille produktet og genbruge komponenterne.

Dermed er de en af de få i branchen inden for forbrugerelektronik, der har fundet en løsning til at genbruge elektroniske produkter. I dag er elektronisk affald eller såkaldt e­affald nemlig den hurtigst voksende affaldsstrøm i EU, og mindre end 40 pct. bliver genanvendt.

”I takt med at vores forventninger til elektronik vokser, bortskaffer vi vores produkter. Ofte ender elektronik som computere, printere og mobiltelefoner som affald, fordi køberne ikke længere kan eller vil bruge dem. I dag udgør e­affald den hurtigst voksende affaldstype og udgør dermed et globalt miljøproblem. Derfor skal vi i gang med at gentænke den måde, vi skaber, leverer og forbruger varer,” siger Tim McAloone.

Luk den cirkulære sløjfe

I dag har mange danske virksomheder forstået at tænke cirkulært – udviklet nye innovative produkter og set, at der er et potentiale. Dermed kan de ikke alene forlænge levetiden på deres produkter. De kan også halvere deres CO2­udledning.

Ifølge organisationen Ellen MacArthur Foundation er det kun 55 pct. af den CO2­reduktion, som Danmark skal realisere, der kan ske igennem vedvarende energi, nye teknologier og CO2fangst. De resterende 45 pct. stammer fra materialer, som virksomhederne kan reducere ved at indgå strategiske samarbejder med deres partnere og omstille deres produktion og forbrug.

”Hvis virksomhederne virkelig skal opnå en cirkulær økonomi, skal de ikke kun udvikle produkter, der kan genbruges. De skal kigge på hele

værdikæden fra råvareproducenter til komponentleverandører, producenter, distributører, forhandlere, forbrugere og firmaer, der håndterer affald. Kun på den måde kan vi lukke hele den cirkulære sløjfe,” siger Tim McAloone.

Undgå spild og affald

Andel af europæiske forbrugere, der gerne vil bruge deres digitale udstyr i længere tid, hvis udstyrets ydeevne ikke blev påvirket i nævneværdig grad.

KILDE: EU-KOMMISSIONENS HANDLINGSPLAN FOR DEN CIRKULÆRE ØKONOMI

Han peger på, at der er flere måder at arbejde cirkulært på. Nogle virksomheder udvikler forretningsmodeller til at genanvende materialer eller returnere produkter til reparation eller opgradering. Andre virksomheder leaser produkter i stedet for at sælge. Det kan ske gennem servicetilbud eller take­back­ordninger, hvor man indsamler og genanvender produkter. En af de mest benyttede måder er at forlænge produkternes – eller komponenternes – levetid og spare ressourcer, når man producerer nye varer. Det ser man både hos den amerikanske printervirksomhed Xerox og den britiske producent af flymotorer Rolls­Royce, der tager ansvar for deres produkt i hele dets livscyklus og derved opnår længere produktlevetid.

Xerox installerer således kopimaskiner hos kunderne, som kun betaler pr. kopi i stedet for at betale for hele kopimaskinen. Xerox vedligeholder og reparerer kopimaskinen, og når kunden vil ud af aftalen, tager Xerox maskinen tilbage og genanvender den i andre produkter. Rolls­Royce sælger ’Power­by­the­Hour’, hvor kunden f.eks. betaler for hver flyvetime eller hver måned frem for at betale for selve

”I dag udgør e-affald den hurtigst voksende affaldstype og udgør dermed et globalt miljøproblem. Derfor skal vi i gang med at gentænke den måde, vi skaber, leverer og forbruger varer.”

PROFESSOR TIM MCALOONE, DTU

flymotoren Princippet er her, at RollsRoyce tager ansvar for hele produktets levetid, som f.eks. vedligehold, opgradering og levering af reservedele.

En anden forretningsmodel ser man hos den amerikanske techvirksomhed Apple, der forsøger sig med en takeback­ordning, hvor kunderne får et tilgodebevis for deres gamle iPhone eller computer, hvis den ikke virker. Herefter sørger Apple for at genanvende materialerne gennem deres recycling robot Daisy, som sørger for en automatiseret og skalerbar genbrugsproces.

Mange projekter handler om at undgå at skabe affald og spild. Et eksempel er Jespers Torvekøkken, hvor man konstant arbejder på at reducere madspild. Her udvikler man også en cirkulær emballage til fødevarer. Samme trend ser man hos Carlsberg, der i mange år har arbejdet med cirkulær økonomi. Det har bl.a. resulteret i nye typer emballage som deres bio­nedbrydelige Green Fibre Bottle, som DTU har været med til at udvikle sammen med startup­virksomheden Paboco.

Designet til lossepladsen

CIRKULÆR ØKONOMI

173kg

Årlig mængde af emballageaffald per indbygger i EU i 2017, hvilket var det højeste niveau nogensinde.

KILDE: EU-KOMMISSIONENS

cirkulære tankegang, så skal nøjsomheden skiftes ud med ’convenience’ og ’what’s in it for me’, mener Tim McAloone:

”Tidligere genbrugte man materialer af personlig og økonomisk nød. I dag er vi i den modsatte situation. Vi har stort økonomisk råderum – vores velstand og velfærd er løftet betydeligt, og det er nemt at bruge og smide væk. Jeg tror ikke, at vi kan gå tilbage til nøjsomhedstankegangen, uden at vi bliver tvunget af personlig nød. Derfor må alle i samfundet tage et ansvar. Det gælder både personer og virksomheder.”

Han ser tegn på, at vi er på vej væk fra en periode, man kalder ’design for the dump’, hvor mange elektroniske produkter er designet direkte til lossepladsen. Det vil sige, at produkter som fladskærme bliver designet til at have en kort levetid og være dyre at reparere. Det giver forbrugerne anledning til at købe en ny fladskærm i stedet for at reparere den gamle.

OM CIRKULÆR ØKONOMI

Tankegangen bag cirkulær økonomi blev for alvor udbredt omkring 2010 gennem organisationen Ellen MacArthur Foundation, der udvikler guidelines for, hvordan man genbruger og genanvender produkter i cirkulære kredsløb. I dag danner organisationens guidelines, samt en bølge af forsknings- og udviklingsprojekter i Europa, grundlag for en bæredygtig udvikling i EU. Det sker gennem den såkaldte Circular Economy Action Plan.

I dag ser Tim McAloone flere globale bevægelser, der går i en anden retning og viser, at borgere ønsker at genbruge og investere i bæredygtige løsninger. En af dem er lobbyforeningen ’Right to Repair’, der har samlet over 40 organisationer fra 16 EU­lande. De arbejder for, at man som forbruger bør have lov til og mulighed for at reparere de produkter, man har købt og betalt for. Særligt når

det gælder forbrugerelektronik. Det åbner op for en kæmpe mulighed for at opgradere og vedligeholde elektroniske produkter.

Et andet slags initiativ ser man i Sverige, hvor der fra statens side er indført lavere moms og skattefradrag på reparationer, når hårde hvidevarer bliver repareret i hjemmet. Initiativerne kan få flere virksomheder til at arbejde cirkulært, håber Tim McAloone:

”Tendensen siger mig, at mange virksomheder er vågnet op til realiteterne og nødvendigheden af at tage ansvar for deres produkter. Formentlig også efter et pres fra deres kunder, som har en bæredygtig samvittighed. Dermed kan vi forhåbentlig medvirke til, at vi sammen når de CO2­mål, som verden har sat sig med FN’s klimakonference COP26 og Paris­aftalen.”

Tim McAloone, professor, DTU Mekanik, tmca@dtu.dk

Med udflytning af ingeniøruddannelser vil flere opleve studiestart rundt omkring i landet som de studerende gjorde det på DTU i august 2021.

DTU I HELE DANMARK

DTU vil udflytte 299 studiepladser og oprette 300 nye uddannelsespladser i regioner uden for de store byer. Sådan lyder en del af den plan, som er forelagt Uddannelses- og Forskningsministeriet som et svar på den politiske aftale "Flere og bedre uddannelsesmuligheder i Danmark", der er vedtaget af regeringen og et bredt politisk flertal. Planen indeholder desuden et andet stort

initiativ, nemlig oprettelsen af Digital Twin University, hvor universitetet forventer at bidrage med yderligere 250 nye bachelorstuderende fordelt over hele landet.

42%

Andel af kandidatstuderende på DTU, der skriver deres kandidatspeciale i samarbejde med en virksomhed, og dermed afprøver lært teori på konkrete problemstillinger.

Det er ambitionen, at DTU så hurtigt som muligt, og gerne allerede som en pilot i 2022-23, etablerer et tilbud om at gennemføre en eller flere af DTU's professions bacheloruddannelser i en digital version.

”DTU´s udgangspunkt for udflytning af uddannelser er, at der er behov for alle de ingeniører, som DTU og andre videregående uddannelsesinstitutioner kan uddanne. Det er derfor afgørende, at de initiativer, der iværksættes, øger interessen for ingeniørfaget og styrker søgningen til ingeniøruddannelserne, som særligt uden for Storkøbenhavn har mange ledige pladser,” siger rektor på DTU Anders Bjarklev.

Siden 2001 har DTU-studerende været rejsende i brag og vilde farver, når de har optrådt med DTU Science Show. Årligt leveres omkring 90 shows på biblioteker, skoler, konferencer samt på DTU, hvor primært folkeskole- og gymnasieelever kan opleve videnskabsforsøg og få forklaringer på nogle af de naturvidenskabelige fænomener, der omgiver os.

HVORDAN SÆNKER

VI CO2-UDLEDNINGEN FRA PERSONBILER?

Der kommer stadig flere personbiler på vejene, og vi kører flere og flere kilometer i dem. Det harmonerer dårligt med målet om at reducere CO2-udledningen med 70 pct. senest i 2030. Hvordan når vi i mål? Det svarer professor Jeppe Rich fra DTU Management på.

q: Hvordan når vi 2030målet med 70 pct. CO-reduktion for personbiler?

a: Det gør vi ikke. Trods stadig mere energieffektive biler og stadig flere elbiler på vejene, så udleder privatbilismen omtrent lige så meget CO2 i dag som i 1990, fordi antallet af biler er steget hvert år lige siden. Målet om at reducere CO2­udslippet med 70 pct. for personbiler allerede i 2030 virker derfor urealistisk, uanset hvilke instrumenter vi indfører for at dæmpe udledningen.

q: Hvilket instrument er det mest effektive?

a: Det er afgifter på benzin og diesel; det er der ret bred

enighed om blandt økonomer, da det er en direkte afgift på CO2­udledningen. For jo mere benzin og diesel du bruger, jo mere CO2 udleder du. Med højere afgifter vil man kunne dæmpe forbruget af de fossile brændsler og dermed CO2­udledningen. Desuden kan højere afgifter på benzin og diesel måske motivere flere til at gå over til elbiler i stedet.

Ulempen er, at benzin og diesel allerede er belagt med høje afgifter, og der kan nok ikke skrues særligt meget op, før vi løber ind i en grænseproblematik, hvor flere begynder at tanke op uden for Danmark.

Højere benzin­ og dieselpriser vil desuden gå hårdere ud over husstande med lav indkomst, for de skal bruge en forholdsmæssig større del af deres rådighedsbeløb på at tanke end mere velhavende borgere.

q: Kan vejafgifter være en løsning?

a: Delvist. Fordelen ved vejafgifter er, at der ikke opstår den grænseproblematik som med afgifterne på benzin og diesel. Vejafgifter har også den fordel, at de kan dæmpe trængslen, for bilisterne skal betale for den strækning, de kører, og det vil givetvis få nogle til at begrænse sig eller til at vælge en anden måde

Lotte Krull Mikal Schlosser

at komme frem på. Men ligesom alle andre afgifter vil vejafgiften også gå hårdest ud over lavindkomsthusstandene.

For at dæmpe CO2udledningen fra personbiler er den ideelle løsning nok en kombination af afgifter på veje og brændstoffer.

q: Kan man få flere til at vælge cyklen eller den kollektive trafik?

a: Desværre viser erfaringen os, at det er meget svært at flytte bilisterne over på cykler eller til den kollektive trafik. Vi har set, at ved større investeringer i såvel cykelinfrastruktur som den kollektive trafik, så er det mest de to trafikanttyper, vi flytter på. Dvs. at cyklister vælger den kollektive trafik, når der sker forbedringer her, og passagererne i den kollektive trafik sætter sig på cyklen, når der sker forbedringer for cyklisterne. Bilisterne er mindre tilbøjelige til at slippe rattet og vælge cyklen eller den kollektive trafik.

Alligevel kan forbedringer på både cykelinfrastruktur og den kollektive trafik godt gøre en forskel. Men politikerne skal turde lave en klar prioritering af investeringerne, så de bliver lagt

Om forskningen

• Professor Jeppe Rich er leder af sektionen Transport Demand Modelling i Division for Transport ved DTU Management.

• Sektionen modellerer fremtidens transportbehov og vurderer effekter af transportpolitik og investeringer i infrastruktur, samt rådgiver myndigheder, trafikplanlæggere m.fl.

• Et særligt fokusområde i sektionen er samspillet mellem forskellige transportformer som cykling, kollektiv transport og privatbilisme og nyere transportformer som delebiler og selvkørende biler.

www.transport.man.dtu.dk

dér, hvor vi får mest ud af pengene. Og det er i de større byer, dér hvor kollektiv trafik og cykelinfrastruktur skal flytte flest mennesker. For kollektiv trafiks vedkommende er det desværre en type infrastrukturprojekter, som ikke kan nå at komme på plads inden 2030, hvis der er tale om meget store ændringer. Det medvirker til, at målet om en 70 pct. CO2­reduktion fra personbilerne virker urealistisk.

q: Hvad er et realistisk mål?

a: Når jeg tager mine allermest optimistiske briller på, og

forudsat at politikerne med omhu udnytter de rette instrumenter, så kan vi måske nå op på en reduktion på 20 pct. af CO2­udledningen fra personbiler i 2030.

q: Når vi aldrig målet?

a: Jo, men tidshorisonten er for kort. Det betyder ikke, at vi skal lade stå til. Det er faren ved 2030­målet lige nu, for det fremstår afkoblet fra virkeligheden, og så ender borgerne bare med at ryste på hovedet i stedet for at ændre på noget. 2030 er jo strengt taget bare et årstal, nogen har udpeget –måske

mere eller mindre tilfældigt. I andre lande har man andre tidshorisonter.

q: Hvad er en realistisk tidshorisont for Danmark?

a: Hvis man i stedet sagde f.eks. 2036, så ville mulighederne for at nå målet med 70 pct. reduktion for personbiler være mere realistisk. Udfordringen med transportsektoren er, at den er lang tid om at omstille sig. F.eks. er den gennemsnitlige levetid for en benzin­ eller dieselbil 15 år. Så i 2036 vil de benzin­ og dieselbiler, som bliver solgt i dag, være klar

til skrotning. Man kan sige, at vi ikke har matematikken så meget imod os, hvis vi flytter målet med seks år. Omvendt er det jo også således, at klimaforandringer behøver en hurtig indsats. Derfor er der behov for at opveje denne effekt med mindre reduktioner i 2030, f.eks. ved at finde reduktionerne i andre sektorer. Det har længe været påpeget, bl.a. af Det Økonomiske Råd, at dette er en mere effektiv måde at nå 2030­målet på.

Jeppe Rich, professor, DTU Management, rich@dtu.dk

RUMFORSKNING – 1,5 MIO. KM FRA JORDEN

Efter en måneds rejse nåede James Webb-teleskopet i slutningen af januar sin fremtidige position langt ude på den anden side af Månen. Her skal teleskopet opsamle infrarød stråling, som kan give ny viden om både det tidlige og det nuværende univers. DTU’s forskere har bidraget til realiseringen af teleskopet og er også blandt dem, der skal udforske de indsamlede data.

James Webb-teleskopet er det største teleskop, menneskene nogensinde har placeret ude i rummet. Med en afstand på 1,5 mio. km fra Jorden vil teleskopet følge vores planets bane rundt om Solen, mens det opsamler infrarød stråling fra universet. Det infrarøde lys er signaturer efter hændelser i universet og kan give os viden om bl.a. universets første galakser, stjerner og planeter samt exoplaneter uden for vores solsystem, som kan have potentiale for liv.

Teleskopets rumrejse på 30 dage

VIDENSKABELIGE INSTRUMENTER

PRIMÆRT SPEJL

SEKUNDÆRT SPEJL

FEM LAG

SOLAFSKÆRMNING

SOLPANELER

ANTENNE STARTRACKERS

6. 13 dage efter opsendelsen begyndte udfoldning af det primære spejl.

7. En måned efter opsendelsen var teleskopet fuldt udfoldet og havde nået sin destination, som er det såkaldte Lagrange-punkt 2 (L2) ca. 1,5 mio. km fra Jorden, hvor teleskopet går i kredsløb og herfra vil følge med Jorden rundt om Solen.

4. Efter ti dages rejse gennem rummet var i alt fem lag solafskærmning udfoldet.

5. På den 11. dag begyndte udfoldning af det sekundære spejl. Spejlet skal reflektere stråling fra det primære spejl til instrumenterne, som er placeret bag det primære spejl.

3. På tredjedagen begyndte solafskærmningen, der skal beskytte instrumenterne, at folde sig ud.

2. Kun en halv time efter opsendelsen var teleskopet frigjort fra raketten, og som det første foldede solpanelerne sig ud.

1. James Webb-teleskopet var sammenfoldet og placeret øverst i en Ariane 5-raket ved opsendelsen den 25. december 2021.

James Webb-missionen er et af de største videnskabelige projekter i det 21. århundrede, og forskere fra over 40 lande har samarbejdet om projektet, som ledes af Den Europæiske Rumorganisation, ESA, amerikanske NASA og Canadas nationale rumfartsagentur.

Bidrag fra danske forskere Danske forskningsmiljøer er blandt bidragsyderne til realiseringen af teleskopet, heriblandt DTU, hvor forskere har bidraget med udvikling, design, konstruktion og test af et ophæng til det instrument, der kaldes MIRI (Mid-Infrared Instrument). Instrumentet er et ud af fire på teleskopet og omfatter både et kamera og en spektograf, der skal opfange melleminfrarød stråling. Ophænget består af seks rør i kulfiber med guldbelagte metalbeslag i enderne. Det sikrer en stabil konstruktion, der udvider og sammentrækker sig mindst muligt, når den udsættes for henholdsvis varme og kulde i rummet, som veksler mellem +85 °C i solsiden og -233 °C i skyggesiden. DTU har også leveret den beskyttende indpakning, der skal til, for at instrumentet kan fungere under de ekstreme forhold i rummet.

Får adgang til data

Astronomer på grundforskningscentret Cosmic Dawn Center (DAWN), som er et samarbejde mellem DTU Space og Niels Bohr Institutet, leder observationsprogrammer på James Webb-teleskopet. I et program forskes i det tidlige univers og dannelsen af de første galakser.

“Samarbejdet om DAWN-centret betyder, at begge universiteter står meget stærkt i det her projekt. Det er

Det sidste glimt af James Webbteleskopet. Fotoet er taget fra Ariane 5 ­ raketten kort efter, at teleskopet har forladt raketten for at fortsætte rejsen alene til sin destination.

allerede en succes for dansk forskning, at vi har fået mange timers observationstid tidligt i forløbet, hvilket er afgørende for at være med i front med nye banebrydende opdagelser. Med

James Webb-teleskopet får vi mulighed for at identificere og udforske dan nelsen og udviklingen af de allerførste galakser i det tidlige univers,” siger Thomas R. Greve, der er professor på DTU Space og leder DTU’s arbejde på James Webb-projektet.

Exoplanet skal undersøges DTU-forskere har også fået observati onstid til for første gang at observere atmosfæren omkring en jordlignende exoplanet, kaldet Trappist 1 c. Exo planeter er planeter, som kredser om andre stjerner end Solen.

Det arbejde ledes af professor Lars A. Buchhave fra DTU Space, som med spænding ser frem mod de første observationer fra James Webbteleskopet.

”Disse observationer vil signalere begyndelsen på en ny æra inden for karakterisering af jordlignende exo planeter og vil kunne fortælle os om, hvor forskellige miljøer fra jordlig nende planeter uden for vores solsy stem er. Vi vil formentlig kunne udtale os om, hvorvidt de kan være beboelige. På længere sigt kan vejen være banet for opdagelsen af biosignaturer, altså tegn på liv i exoplaneters atmosfærer,” siger Lars A. Buchhave.

Instrumenterne på James Webbteleskopet bliver i dette forår testet, og går alt fortsat efter planen, så vil man til midsommer kunne begynde de første observationer af rummet.

Thomas Greve, professor, DTU Space, tgreve@space.dtu.dk

Lars A. Buchhave, professor, DTU Space, buchhave@space.dtu.dk

James Webb Space Telescope blev sendt ud i rummet 25.

Arbejdet med James Webb Space Telescope blev indledt for Omkostningerne er vurderet til

Teleskopet er navngivet efter tidligere NASA-topchef James E. Webb, som stod i spidsen for rikanske rumagentur fra 1961 til 1968, hvor man arbejdede med Apollomissionerne til

Teleskopets spejl er 6,5 meter i diameter. Det er dermed tre gange større i diameter end spejlet på forgængeren Hubble Space Telescope, som NASA og

Det enorme spejl gør det muligt

samle seks gange mere lys end Hubble-teleskopet og dermed se langt flere detaljer og ’dybere’ ind i universet, end det hidtil har

Hvor Hubble opsamler synligt og ultraviolet lys, observerer James teleskopet det infrarøde bølgelængdeområde, der ikke er synligt for det menneskelige øje.

HUN SKABER FORBINDELSER

– digitalt og menneskeligt

Lektor Sarah Ruepp forsker i kommunikationsteknologi og skaber de pålidelige og effektive digitale forbindelser, som er nødvendige for, at vi kan udnytte Internet of Things. Desuden skaber hun forbindelse mellem sit fag og såvel interesserede borgere som nysgerrige gymnasielever.

Marianne Vang Ryde

Bax Lindhardt

Kan en skosål advare om forkerte løft og dermed hjælpe mennesker til at blive længere på arbejdsmarkedet? Ja, det er i hvert fald målet med et projekt, som en dansk/norsk/rumænsk forskergruppe samarbejder om under et stort europæisk program, Ambient Assisted Living – Ageing Well in the Digital World.

”Vi har lavet såler med sensorer, der kan sende data om trykpåvirkningen videre gennem et IoT­netværk (Internet of Things, red.). Disse sensordata bliver fortolket, i forhold til hvordan brugeren f.eks. løfter en tung ting, og så modtager vedkommende en advarsel via en app, hvis hun er i gang med et løft, der ikke er så godt for kroppen,” fortæller Sarah Ruepp, som er lektor ved DTU Fotonik.

”Det er en dejlig konkret opgave med mange aspekter. Der skal både bruges software, elektronik, databehandling og en eller anden form for kommunikationsteknologi, og det hele skal gå op i en højere enhed, for at det virker. Jeg elsker den tværfaglighed,” siger Sarah Ruepp.

Selv har Sarah mest fokus på kommunikationsteknologien, det vil sige, hvordan data fra sensorerne bliver overført. Det kan foregå over det traditionelle trådløse netværk, eksempelvis wi­fi eller mobilnettet, men oftere bruger man nye forbindelser, som er specielt udviklet til IoT, med navne som LoRaWAN, Sigfox og Narrowband IoT.

Det er ofte en forholdsvis lille mængde data, som skal overføres – i hvert fald i forhold til f.eks. streaming af en film eller et computerspil. Til gengæld er det meget vigtigt, at overførslen er stabil, og at data kan sendes over større geografiske afstande. Desuden skal teknologien bruge så lidt strøm som muligt, så der ikke hele tiden skal skiftes batterier.

”Mit bidrag til sådan en konkret opgave starter med en analyse af, hvordan man kan opnå den bedste forbindelse, nærmest som når man leder efter det bedste sted at sætte sig med sin laptop i forhold til wi­fi­forbindelsen. De forskellige teknologier dækker nemlig forskelligt i Danmark. Samtidig skal man gøre sig klart, hvor meget data man har brug for at sende, og hvor hurtigt det skal gå,” forklarer Sarah.

”En forbindelse skal deles af mange, så man kan ikke altid sende hele tiden.

Hvis det er kritiske data, kan man have brug for at sende på to forskellige teknologier, så man mindsker risikoen for nedbrud. Pålidelighed er et nøgleord, og det er netop et af mine fokusområder.”

Formidling på mange kanaler

Sarah Ruepp fik sin ph.d.­grad i 2008, og siden har der været fuld fart på

hendes forskerkarriere. Hun er en drivende kraft inden for DTU Fotoniks arbejde med storskala­kommunikationsnetværk og har flere gange modtaget priser for det.

Forskningen har også ført til en startup, da hun sammen med en kollega har startet virksomheden LokaTrack ApS. Her udvikler de trackere baseret på IoT­teknologi, som kan

bruges til at spore mennesker, udstyr, pakker, cykler osv. Tracking baseret på IoT­teknologi har den fordel, ud over et mindre strømforbrug, at det også virker inde i bygninger, containere og lign., hvor traditionelle GPS­trackere ofte kommer til kort, fordi GPS­signalet forsvinder indendørs. Sarah elsker vekselvirkningen mellem fordybelsen i forskningens

Sarah Ruepp med en prototype af en cykelhjelm fremstillet af studerende, hvor IoT kan forbedre cyklisters sikkerhed.

detaljer og samspillet med de mennesker, der skal bruge teknologien.

”For mig er nørderi ikke noget negativt. Som forsker nørder man jo hele tiden med noget; man brænder for sit fag og tænker også over det, når man er gået hjem. Kunsten er at kunne formidle det, man går og nørder med, så andre kan se, hvordan de kan få gavn af det,” siger hun.

”Kunsten er at kunne formidle det, man går og nørder med, så andre kan se, hvordan de kan få gavn af det.”

FOTONIK

Sarah Ruepp er 42 år, opvokset i Schweiz, gift og har tre børn. Bor i Solrød

2020: Modtog AEG Elektronfondens Elektronpris

2014: Modtog Jorcks Fonds Forskningspris

2011: Lektor ved DTU Fotonik

2010: Modtog ’For Women in Science Fellowship’

2008: Ansat som postdoc

2008: Ph.d. fra DTU Fotonik

2004: Kandidat i Telekommunikation fra DTU

2002: Diplomingeniør fra Ingeniørhøjskolen i København (IHK)

Netop formidling er en vigtig del af Sarah Ruepps arbejdsliv. Først og fremmest som underviser. På DTU har hun mange forskellige kurser, hvor hun underviser i selve IoT­teknologien, sætter den i et bredere globalt perspektiv og viser, hvordan internettet og kommunikationsinfrastrukturen har udviklet sig og virker på det globale plan.

I forskningen udnyttes

forskellige IoTdevices til bl.a. at kortlægge, hvor målinger af signalstyrke er

Erhvervsfolk kan komme på workshop, hvor de hører mere om mulighederne inden for IoT og bliver klædt på til at tale med dem, der tilbyder sådanne løsninger. Og på Folkeuniversitetet holder hun foredrag for almindelige mennesker, som bare gerne vil vide, hvordan IoT spiller ind i deres hverdag, f.eks. hvordan den intelligente skraldespand fungerer, hvilke teknologier der bruges i smarte hjem og byer, og hvad der sker, når en bil kører ned ad vejen og trådløst aflæser alle elmålere.

En indsats for diversitet

Formidling ser Sarah Ruepp også som en afgørende metode til at rekruttere flere kvinder til det mandsdominerede IoT­område. Det er vigtigt at sikre diversitet, når teknologi skal udvikles, mener hun.

”Jo mere diversitet, jo bedre resultater. Hvis alle er ens, får man færre idéer frem,” siger Sarah Ruepp og fortsætter:

”Det allerbedste instrument til at få flere kvinder ind i faget er så ofte som muligt at fortælle om, hvad man går og laver, og gøre opmærksom på, at det at være ingeniør ikke kun handler om at sidde på et kontor og lave udregninger, men at det også handler nok så meget om at lave løsninger, som mennesker kan bruge. Være konkret på anvendelsen frem for det at regne formler.”

Og den formidling er Sarah Ruepp selv med til at løfte, når hun bl.a. finder tid til at deltage i DTU’s forskellige initiativer, som henvender sig specielt til piger. Dem er der god tilslutning til, og pigerne er typisk meget engagerede og nysgerrige, er hendes erfaring.

Så vidt Sarah kan se, går det også den rigtige vej. År for år kommer der flere kvinder ind i hendes fag; endnu ikke så mange danske, men mere udenlandske fra Sydeuropa og Asien.

”De må på en eller anden måde have knækket koden,” smiler hun.

Sarah Ruepp, lektor, DTU Fotonik, srru@fotonik.dtu.dk

AMMONIAK

– sådan bliver et af verdens vigtigste kemikalier mere bæredygtigt

Det meste af verdens produktion af ammoniak går til fremstilling af kunstgødning. Kemikaliet er dermed centralt for, at vi kan brødføde en globalt voksende befolkning. Produktionen af ammoniak er lidt af en klimasynder, da den udgør ca. 1 pct. af det globale energiforbrug og 1,5 pct. af verdens CO2-udledning. Derfor er der stor interesse i at finde mere bæredygtige måder at fremstille ammoniak på.

Hvad er elektrokatalyse?

En elektrokatalysator er en katalysator, der deltager i elektrokemiske reaktioner. Elektrokatalysatorer er en specifik form for katalysatorer, der fungerer ved elektroders overflader eller, mest almindeligt, kan være selve elektrodeoverfladen.

Ammoniak skal fremstilles hos landmanden og

gartneren

Forsker vil udvikle en lille boks, der kan producere ammoniak, hvor det skal anvendes. Forskningen har ført til flere patenter og en pris, og forskeren overvejer at starte en virksomhed.

Isensommeren 2021 blev 29­årige Suzanne Zamany Andersen hædret med H.C. Ørsted Forskertalentprisen for sit arbejde med at udvikle en ny og mere bæredygtig metode til at fremstille ammoniak. Hendes forskning kan derudover gøre det muligt at rykke ammoniakproduktionen væk fra store industrianlæg og ud, hvor det skal anvendes lokalt.

”Vores mål er at producere en lille sort magisk boks, som kan sælges til landmænd og gartnerier over hele verden. Ved hjælp af den elektrokatalytiske proces, der sker i boksen, får de mulighed for på deres egen ejendom at producere bæredygtig ammoniak til gødning. Der er blot brug for elektricitet, f.eks. fra en vindmølle eller solfanger, samt brint fra vand og kvælstof fra luften,” siger

Suzanne Zamany Andersen, der har udført sin forskning i et større sam­

arbejde på DTU Fysik (se mere i faktaboksen til højre).

Fik idé til en cyklisk proces

Undervejs i arbejdet med at producere ammoniak ved hjælp af elektrokatalyse, brint og kvælstof har forskerne opnået en række banebrydende resultater. De har bl.a. udviklet en cyklisk proces, der sikrer en større stabilitet i produktionen.

”Vi tog udgangspunkt i et arbejde fra en japansk forskergruppe, som i 1993 lykkedes med at producere ammoniak ved hjælp af elektrokatalyse. Udfordringen var dog, at både denne og andre metoder hidtil kun har kunnet køre et par timer, hvorefter modstanden bliver for stor til at kunne fortsætte katalysen. Jeg fik derfor idéen til at lave en cyklisk proces i stedet,” siger Suzanne Zamany Andersen.

Den cykliske proces betyder, at katalysen udføres med et højt potentiale i et minut, efterfulgt af et lavere potentiale i et par minutter. Det gentages kontinuerligt, hvilket gør processen mere stabil og med en højere effektivitet end hidtil set.

”Det lykkedes at få den cykliske proces til at køre i laboratoriet fem døgn i træk. Jeg er sikker på, at den sagtens kunne have fortsat længere, men af praktiske årsager var vi nødt til at stoppe forsøget på det tidspunkt,” siger Suzanne Zamany Andersen.

Forskerholdet på DTU Fysik har taget patent på metoden, som de arbejder på at gøre så effektiv som muligt. Det handler bl.a. om at finde det rette tidsmæssige forhold for intervallerne i cyklussen.

Ilttilførsel overraskede

Forskningen har ført til flere overraskelser. Senest fandt Suzanne Zamany Andersen ud af, at tilsætning af blot et par procenter ilt til kvælstoffet øger effektiviteten af processen markant.

”Jeg ville egentlig teste, hvordan effektiviteten blev påvirket, hvis der f.eks. var et lille hul på et rør, så der trængte ilt ind. Forventningen var, at det ville medføre et fald, men meget overraskende viste det sig, at effektiviteten i stedet steg til det dobbelte,” siger Suzanne Zamany Andersen om det uventede resultat, der også blev publiceret i Science.

Forskerholdet arbejder derfor videre med denne blanding, ligesom de har

Om forskningen

• Suzanne Zamany Andersens forskning er udført i et større samarbejde under V-Sustain i sektionerne SurfCat og Cattheory på DTU Fysik.

• SurfCat (Surface Physics and Catalysis) er ledet af professor Ib Chorkendorff, og forskningens fokus er særligt på udvikling af nanopartikler, der kan indgå i katalytiske processer.

• Cattheory (Catalysis Theory Center) er ledet af professor Jens Nørskov, og forskningens fokus er udviklingen af den teoretiske forståelse af de kemiske processer i katalyse.

valgt at optimere processen ved at skabe et lille tryk på 10 bar, der svarer til det, man kan opnå i en cykelpumpe. I øjeblikket koncentrerer forskerne sig om at forfine yderligere og give metoden den sidste opskalering. På nuværende tidspunkt bliver der produceret milligram af ammoniak i laboratoriet. Der skal således udvikles en større celle, der i stedet kan producere gram, så de kommer tættere på det endelige kommercielle mål, der er at kunne producere kilo af ammoniak.

Suzanne Zamany Andersen er dog sikker på, at de er så tæt på målet, at den lille sorte boks allerede om et par år vil være klar til at blive markedsført. Hun tror så meget på idéen, at hun sammen med sin kollega, Mattia Saccoccio, er parat til at stifte en virksomhed, der kan stå for salget af boksene i fremtiden.

Suzanne Zamany Andersen, postdoc, DTU Fysik, suzan@fysik.dtu.dk

Professor Tejs Vegge har stået i spidsen for et internationalt projekt, der kan føre til en ny måde at fremstille ammoniak på.

Hvad er en katalysator?

En katalysator er et stof, der øger en kemisk reaktions hastighed uden selv at forbruges. KILDE:

Ny katalyseproces kan mindske ammoniaks klimaaftryk

Forskere kombinerer den industrielle katalyse med naturens egen proces og præsenterer derved et nyt katalysesystem, der kan bane vejen til en mere klimavenlig ammoniakproduktion.

Tore Vind Jensen Mikal Schlosser

Fremstillingen af ammoniak er den mest drivhusgasintensive produktion af kemikalier i verden, da processen både er energislugende og baseret på fossile ressourcer som naturgas. Globalt fremstilles der årligt 200 megaton ammoniak, hvilket gør det til det næstmest

producerede kemikalie i verden, kun overgået af svovlsyre, og efterspørgslen på ammoniak forventes kun at stige i de kommende år.

”En af de store udfordringer i forhold til klima, energi og fødevarer er produktionen af ammoniak. Naturen er rigtig god til at lave ammoniak i enzymer som f.eks. nitrogenase ved atmosfærisk tryk og temperatur. Processen er dog meget langsom og umulig at skalere til industriel produktion. Den eneste virkelig effektive måde at producere ammoniak på er ved høje temperaturer og under høje tryk, så derfor fremstilles ammoniak i dag på nogle af de største fabrikker i

Fremstilling af ammoniak

Der er flere måder at producere ammoniak på, men

Haber-Bosch-processen er fortsat den mest udbredte og tegner sig for omkring 90 pct. af den samlede produktion.

Haber-Bosch-processen kræver, ligesom de andre processer, der anvendes til produktion i industriel skala, høje temperaturer (mere end 400 °C) og højt tryk (mere end 150 bar).

verden,” siger professor Tejs Vegge fra DTU Energi og VILLUM Center for the Science of Sustainable Fuels and Chemicals.

Mulig gamechanger

Tejs Vegge har stået i spidsen for et internationalt forskningssamarbejde, der introducerer en mulig gamechanger inden for ammoniakkatalyse. Her udnyttes en helt ny klasse af komplekse metalhydridkatalysatorer, der kan syntetisere ammoniak under mildere betingelser end normalt.

Det vil sige, at det kan blive muligt at syntetisere ammoniak ved temperaturer under 300 °C og med et tryk helt nede på 1 bar. Normalt kræver processen temperaturer over 400 °C og et tryk på mere end 150 bar.

Projektet viser lovende resultater i forhold til produktion af ammoniak i mindre skala og baseret på vedvarende energi. Forskerne vurderer, at deres nye metode kan bane vejen for nye og mere bæredygtige metoder til ammoniakproduktion.

”Det kan åbne op for nye muligheder for, at ammoniakproduktionen

”Vi mener, at vores forskning skiller sig ud ved, at denne nye klasse af katalysatorer faktisk ligger et sted mellem de biologiske og de industrielle processer.”

PROFESSOR TEJS VEGGE, DTU ENERGI

kan foregå på en mindre energikrævende måde. De eksisterende store fabrikker er nødvendige for at gøre produktionen mere effektiv og rentabel. Vores katalysatorer kan bane vej for produktion på mindre decentraliserede enheder. Dette vil også reducere transportbehovet, som bidrager væsentligt til ammoniakprisen og CO2­udledningen i dag,” siger Tejs Vegge, der uddyber:

”Vi mener, at vores forskning skiller sig ud ved, at denne nye klasse af katalysatorer faktisk ligger et sted mellem de biologiske og de industrielle processer. Den har noget fra den kunstige proces, og så har den noget, der ligner naturens egne processer. Det er en helt ny måde at fremstille ammoniak på, og vi bruger det bedste fra begge verdener, hvilket giver os mulighed for at sænke temperaturen og trykket markant.”

I årtier har forskere arbejdet hårdt på at finde nye og mere bæredygtige måder at producere ammoniak på, og om forskningsresultaterne siger Tejs Vegge:

"Ammoniakkatalyse er uden tvivl et af de bedst undersøgte katalysatorsystemer i verden. At finde en helt ny mekanisme, der åbner døren til en ny verden, er meget tilfredsstillende som videnskabsmand.”

Tejs Vegge, professor, DTU Energi, teve@dtu.dk

Stolene, der er udviklet på DTU, står i hele 2022 på Musée d’art et d’histoire i Genève, hvor de testes af publikum.

Musikken kan opleves – trods dårlig hørelse

Taktile stole, der kan overføre musikkens vibrationer til mennesker med dårlig hørelse eller døvhed, bliver i 2022 testet på kunstmuseet i Genève.

Hver måned i løbet af 2022 er det muligt at mærke livemusik på Musée d’art et d’histoire i Genève. Hvis man vel at mærke får scoret sig en taktil stol. Stolene kan overføre musikkens vibrationer, og formålet er, at dårligt hørende også skal have glæde af musikoplevelser.

De taktile stole udspringer af et samarbejde mellem Jeremy Marozeau, lektor ved DTU’s høreforskningsmiljø, og to schweiziske kunstnere. I projektet

Augmented Music skabte de i 2020 et vibrerende podie, hvor man kan ligge og mærke musikken.

Præsentationen af podierne i Genève blev en så stor succes, at Jeremy Marozeau gik videre med at udvikle nye løsninger, der kan give døve og mennesker med nedsat hørelse adgang til musikoplevelser. Arbejdet har ført til to prototyper på taktile stole, som han har udviklet sammen med tre kandidatstuderende fra DTU. Den første prototype er designet til at overføre de lave og mellemste frekvenser til forskellige kropsområder.

På den anden prototype er vibrationerne afkoblet fra den struktur, der understøtter kroppen. I stedet overføres de via stænger rundt om den siddende person. Designet er inspireret af en struktur i det indre øre, som hedder basilarmembranen, som spiller en vigtig rolle i overførslen af lydimpulser til nerverne.

Livekoncerterne i Genève vil generere feedback fra brugerne af de taktile stole, og disse input vil blive inddraget i den videre udvikling af tre nye prototyper i løbet af 2022.

Jeremy Marozeau, lektor, DTU Sundhedsteknologi, jemaroz@dtu.dk

I december 2021 blev prototyperne vist frem for publikum i DTU Skylab, hvor alle kunne prøve dem og mærke musikken og vibrationerne, inden stolene blev sendt videre til Genève.

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.

En optisk fiber

Denne lysfiber indeholder metallet erbium, der kan forstærke lyset. Det er nødvendigt for at kunne sende lyssignaler gennem internettet. Fiberen indgår i forskningen på DTU, hvor man bl.a. er lykkedes med at mindske fasestøjen i laserlys.

Læs mere på side 4-6.