Vedvarende energi sat i system og Energi og Miljø
Projekttitel: Pålideligheds-baseret analyse anvendt til reduktion af energi omkostning for offshore vindmøller (2104-08-0014)
Bevillingsmodtager: Professor, ph.d. John Dalsgaard Sørensen, AAU
Bevilget beløb: 10,5 mio. kr.
Samlet budget: 20,2 mio. kr. Uddannelse af mindst 3 ph.d.ere og 2 postdocs indgår i budgettet
Periode: 2009 - 2012
Projektpartnere: Risø-DTU, Vestas Wind Systems A/S, DONG A/S
Resume: Visionen er, at øget forskning og viden om usikkerheder og pålidelighed af vindmøller vil medføre mindre konservative designs og derfor mere kost-effektiv energi.
Følgelig er omhyggelig fastsættelse af usikkerheder for de væsentligste vindmølle komponenter essentiel, og bedre viden om og reduktion af usikkerheder muliggør mindskning af omkostninger og/eller større pålidelighed. Begge effekter er afgørende for, at især havvindmøller kan blive konkurrencedygtige sammenlignet med andre energikilder. I dette projekt er tre områder udvalgt: fundering af vindmøller, vindmøllevinger samt drift og vedligehold. Disse tre områder bidrager signifikant til vindmøllers levetidsomkostninger.
Det specifikke formål med projektet er således at etablere et fælles statistisk grundlag for disse tre områder. Dette indebærer identifikation og udvikling af statistiske modeller for de væsentligste usikkerheder og defekter relateret til styrke og stivhedsparametre (statistiske usikkerheder og fysisk uomgængelige variationer) og for beregningsmodeller (model usikkerheder). Bayesianske statistiske metoder benyttes som fælles grundlag til modellering af den rumlige usikkerhed knyttet til styrkeparametrene og defekter i jord og vindmøllevinger og endelig også til rationel planlægning af drift og vedligehold.
Projekttitel: Nye makromolekylære strukturer og funktionelle grupper for protonledende brændselscellemembraner (2104-08-0016)
Bevillingsmodtager: Professor, ph.d. Søren Hvilsted, DTU
Bevilget beløb: 13,3 mio. kr.
Samlet budget: 18,8 mio. kr. Uddannelse af mindst 3 ph.d.ere indgår i budgettet
Periode: 2009 - 2013
Projektpartnere: IRD Fuel Cells A/S (administrerende enhed), SDU, DTU, Lunds Universitet
Resume: Brændselsceller forventes at få en betydelig rolle til fremstilling af (elektrisk) energi på en hensigtsmæssig og miljøvenlig måde. Gennem udvikling af både hydrogen brændselsceller og direkte methanol brændselsceller har partnerne vist, at brændselsceller har potentialet til i synergi med andre miljøvenlige energifremstillingsmetoder at dække en del af behovet for energi i fremtiden.
Eksisterende membraner til lavtemperaturbrændselsceller (<200°C) har vist sig at have en række begrænsninger, som hindrer kommerciel udbredelse. I Danmark, såvel som andre lande, er der opstillet række krav til membraners karakteristika, som nuværende membraner ikke kan honorere. Dette projekt ønsker at fokusere på at forbedre membranens karakteristika, således at disse mål kan nås. Af væsentlige egenskaber som projektet vil optimere og opnå dybere indsigt i kan nævnes:
- Hvordan inkorporeres nye typer af protonledere.
- Bedre stabilitet for den protonledende del.
- Bedre polymerstabilitet (over for angreb af radikaler, termisk relateret hydrolyse af sulfonsyregruppen, etc.).
- Optimeret polymer morfologi.
- Vandfri protonledning.
- Forståelse af de forhold som dikterer levetiden.
Projektdeltagerne har gennem deres udvikling af polymer/polymerelektrolytter erfaring med både test og analyse af disse. Forskningsgrupperne supplerer hinanden godt, så et stærkt, internationalt miljø omkring udvikling af polymerelektrolytter kan fastholdes og videreudvikles.
Projekttitel: Strategisk Forskningscenter for CO2 neutralt byggeri (2104-08-0018)
Bevillingsmodtager: Professor, ph.d. Per Heiselberg, AAU
Bevilget beløb: 25,0 mio. kr.
Samlet budget: 52,3 mio. kr. Uddannelse af mindst 12 ph.d.ere og 2 postdocs indgår i budgettet
Periode: 2009 – 2014
Projektpartnere: DTU, Teknologisk Institut, Danfoss A/S, Velux A/S, Saint Gobain Isover A/S, Dansk Byggeri-alufacadesektionen, DONG Energy A/S
Resume: Bygningers energiforbrug udgør 40 % af det samlede energiforbrug i Danmark (og EU), men byggesektoren har samtidig et dokumenteret rentabelt besparelsespotentiale på op mod 80 %, der kan realiseres over de næste 40 år.
Centrets opgave er via udvikling af integrerede, intelligente teknologier til byggeriet, der sikrer betydelige energibesparelser og optimal anvendelse af vedvarende energi, at udvikle CO2 neutrale bygningskoncepter. Centret vil i samarbejde med industrien skabe den nødvendige basis for en langsigtet bæredygtig udvikling i byggesektoren.
Med udgangspunkt i den hurtige udvikling indenfor materiale-, informations- og sensorteknologi vil der i et interdisciplinært miljø blive udviklet nye intelligente byggekomponenter og –systemer.Disse er i stand til at tilpasse deres funktion og karakteristika i forhold til det øjeblikkelige behov, til brugernes adfærd og til den vedvarende energiproduktion, for derigennem både at eliminere behovet for fossile brændstoffer og opfylde brugernes krav til bygningens funktion og indeklima.
I udviklingen af CO2 neutrale bygningskoncepter for nye og eksisterende bygninger lægges der vægt på at finde den optimale balance mellem energibesparelser og vedvarende energiproduktion i bygningen i samspil med energiforsyningssystemet, således at de samlede ressourcer udnyttes bedst muligt.
Centret vil således bidrage betydeligt til regeringens og EU’s energipolitik med hensyn til bæredygtig udvikling, konkurrenceevne og forsyningssikkerhed.
Projekttitel: Vindens profil op til 400 meter – moderne vindmøller (2104-08-0025)
Bevillingsmodtager: Seniorforsker Sven-Erik Gryning, Risø-DTU
Bevilget beløb: 13,5 mio. kr.
Samlet budget: 16,8 mio. kr. Uddannelse af mindst 3 ph.d.ere og 1 postdocs indgår i budgettet
Periode: 2009 - 2014
Projektpartnere: DONG Energy A/S, Vestas Wind Systems A/S, Hamborg Universitet, Forschungcentrum Karlsruhe
Resume: Formålet er at forbedre designgrundlaget for store vindmøller. Når højden bliver over 60-80 meter er den eksisterende viden om vindens variation med højden meget begrænset, hvilket er en alvorlig hindring for pålidelig og optimal design af store vindmøller og en alvorlig barriere pga. usikkerhed i vindresourcebestemmelsen. WAsP og WAsP Engineering er programmer, der er udviklet på Risø, og som anvendes over hele verden som designgrundlag for vindmøller. I dette projekt foreslås eksperimentelt og teoretisk at studere profiler af vind og turbulens og de parametre, der påvirker dem op til 300-400 meter bl.a. med henblik på anvendelse i WAsP og WAsP Engineering.
Ideen er at designe en instrumentpakke baseret moderne instrumenter til at måle vind og turbulensprofiler i stor højde over fladt terræn. En nyudviklet kommerciel vind-lidar (Wind Cube, Leosphere) er med succes afprøvet ved Høvsøre, hvor den målte vind op til 300 til 400 meters højde. En kommerciel meteorologisk lidar til måling af aerosolprofiler i atmosfæren vil blive anvendt til at bestemme grænselagshøjden – en parameter, der næsten altid negligeres, men er vigtig for, hvordan vindprofilen ser ud. Instrumentpakken vil blive anvendt ved en række længerevarende målekampagner som supplement til de intensive meteorologiske målinger, der allerede foretages fra eksisterende høje meteorologiske master ved Høvsøre (landbrugsområde), Hamburg (byområde) og Horns Rev 2 (site endnu ikke etableret, off-shore, meget lav og skiftende ruhed). Det overordnede formål er at forbedret vindprofilen for brug i WAsP og WAsP Engineering og derved bidrage til at fastholde Danmarks førende stilling indenfor vindenergi.
Projekttitel: Udvikling af lange superledende tråd med teknologirelevante egenskaber, fremstillet via grøn teknologi (2104-08-0032)
Bevillingsmodtager: Seniorforsker, ph.d. Jean-Claude Roger Grivel , Risø-DTU
Bevilget beløb: 13,3 mio. kr.
Samlet budget: 16,9 mio. kr. Uddannelse af mindst 3 ph.d.ere og 1 postdoc indgår i budgettet
Periode: 2009 – 2012
Projektpartnere: Ultera (USA)
Resume: Ifølge Energistyrelsens energistatistik for 2005 kommer 83 % af vores energiforsyning fra fossile brændsler, som udover miljøbelastning også frygtes at skabe forsyningsproblemer inden for den nærmere fremtid. Produktionsprognoserne for Nordsø felterne forudser nemlig, at udbyttet af olien, som dækker 40 % af vores samlede energiforbrug, er og vil være stærkt reduceret fra 2006. Samtidig skaber den forudsete afmatning i verdens olieproduktion en stigende behov for udviklingen af nye effektive energiteknologier, som på længere sigt kan reducere brugen af fossile brændstoffer.
Superledende tråde og kabler kan bidrage væsentligt til denne udvikling, eksempelvis ved at formindske energitab i el-transmissions-linier og til at frembringe de høje magnetfelter, som er nødvendige for at virkeliggøre fusionsenergi-teknologien.
Nærværende projekt er rettet imod udviklingen af billige superledende tråde og kabler med høj effektivitet baseret på den Y123 superleder, som har meget løfterige egenskaber for teknologiske anvendelser og derfor har påkaldt sig stor international interesse. Sædvanligvis lægges Y123 ovenpå den ene side af teksturerede metal substrater. Ved at udvikle en metode, hvor superlederen lægges på substratets begge sider, kan en væsentlig forøgelse af trådens effektivitet opnås. Projektet sigter mod at udvikle denne idé og fremstille lange tråde ved hjælp af et pilotanlæg.
Projekttitel: Forskningscenter for udvikling og anvendelse af bioteknologi til bioenergy (Bio4Bio) (2104-08-0039)
Bevillingsmodtager: Professor, ph.d. agro. Claus Felby, Skov & Landskab, Københavns Universitet
Bevilget beløb: 22,5 mio. kr.
Samlet budget: 36,2 mio. kr. Uddannelse af mindst 3 ph.d.ere og 8 postdocs indgår i budgettet
Periode: 2009 - 2014
Projektpartnere: AU, AAU, CBMI, Inbicon, DLF Trifolium A/S, Novozymes A7S, Terranol A/S
Resume: Biomasse anvendes til en lang række af energiformer og er vores største kilde til vedvarende energi. Anvendelsen af bioenergi finder sted indenfor kraft-, varme- og transportsekttoren. For at kunne udnytte biomassens fulde potentiale er det nødvendigt, at der udvikles reelt bæredygtige teknologier, som samtidig afkobler anvendelsen af biomasse til energi fra anvendelsen af biomasse til fødevarer.
Centret til udvikling og anvendelse af bioteknologi til bioenergi vil bidrage til at løse denne udfordring ved sammenhængende at udvikle og tilpasse både de bioteknologier, som anvendes til at omdanne biomassen til f.eks. 2 generations bioethanol såvel som biomassen selv. Der ligger et meget stort teknologisk og ressourcemæssigt potentiale heri. Den tekniske og økonomiske effektivitet i brugen af biomasse til energi vil blive forbedret, samtidig med at de dele af planterne, som hverken vi eller dyrene spiser, vil kunne udnyttes på en langt mere effektiv måde.
Kernen i centret er en række banebrydende teknikker til at forstå sammenhængen mellem biomassens opbygning og de proteiner og procestrin, der skal til for at omdanne den til primært flydende energibærere. Centret vil på baggrund heraf udvikle nye proteiner, enzymer og biomassetyper til anvendelse i industriel skala. En vigtig dimension i centrets arbejde er gennem et stærkt internationalt netværk at styrke og positionere den danske forskning indenfor bioenergi. Forskningen i centret vil bidrage direkte til teknologiudviklingen hos en række af danske virksomheder indenfor hele kæden af bioenergi, det være sig lige fra udviklingen af nye afgrøder til enzymer og procesteknologi.
Miljøteknologi
Projekttitel: Effektiv elektrokemisk fjernelse af sod, hydrocarboner og NOx fra dieseludstødninger (2104-08-0009)
Bevillingsmodtager: Seniorforsker, ph.d. Kent Kammer Hansen, Risø-DTU
Bevilget beløb: 16,8 mio. kr.
Samlet budget: 24,0 mio. kr. Uddannelse af mindst 5 ph.d.ere og 2 postdocs indgår i budgettet
Periode: 2009 - 2012
Projektpartnere: DTU-MEK, Dinex Emission Technology A/S
Resume: Luftforurening i byerne er et stadigt voksende problem. For at imødegå dette er det nødvendigt med en øget indsats, når det gælder rensning af udstødningsgasser fra køretøjer. Især er der uløste problemer, når det gælder rensning af udstødningsgasser fra dieseldrevne køretøjer, idet fjernelse af sod (partikler) og nitrøse gasser (NOx) er problemfyldt.
Dette projekt omhandler udvikling af en effektiv elektrokemisk metode til fjernelse af sod og NOx fra dieseludstødninger. Der er flere fordele ved denne metode i sammenligning med eksisterende teknologier. Dels kan fjernelsen af sod og nitrøse gasser kombineres i et enkelt filter, hvilket gør det betydelig nemmere at indpasse et sådant filter i det eksisterende udstødningssystem. Dels undgår man løbende at skulle tilsætte et additiv (reduktionsmiddel) som det kendes fra de konventionelle metoder til fjernelse af nitrøse gasser under de oxiderende forhold, som hersker i udstødningen. Dertil kommer, at rensningen af udstødningsgassen vil kunne foregå uafhængig af motordriften. Dette kan resultere i en væsentlig brændstofbesparelse. Endelig vil man potentielt kunne undgå anvendelse af ædelmetaller i filtret, hvilket vil sænke prisen betydeligt. Teknologien vil også kunne finde anvendelse til rensning af røggas fra kraftværker, og evt. skibsindustrien.
Projektet omfatter udvikling af nye og bedre elektrodematerialer, modellering og fremstilling af prototype-filterenheder samt test af filtrene under realistiske betingelser.
Projekttitel: Mikrobiel oprensning af jord- og vandressourcer (MIRESOWA) (2104-08-0012
Bevillingsmodtager: Seniorforsker, ph.d. Jens Aamand , De nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland (GEUS)
Bevilget beløb: 16,9 mio. kr.
Samlet budget: 27,5 mio. kr. Uddannelse af mindst 7 ph.d.ere og 2 postdocs indgår i budgettet
Periode: 2009 - 2013
Projektpartnere: DTU-Miljø, Biologisk Institut,-KU, DMU-AU, Katholieke Universiteit Leuven, Flemish Institute for Technological Research VITO, Københavns Energi (KE), Hvidovre Vandforsyning, Svendborg Vand A/S, Odense Vandselskab A/S, Region Syddanmark, Miljøcenter Nykøbing F., Miljøstyrelsen, Danisco SEED, Krüger
Resume: Mere end 99 % af det danske drikkevand kommer fra grundvand, og det er vand, der almindeligvis har en meget høj kvalitet. Inden for de senere år er der imidlertid i stigende omfang fundet rester af pesticider i grundvandet, og der er derfor et stort behov for udvikling af nye teknikker til beskyttelse af drikkevandsressourcen.
Formålet med dette projekt er at udvikle helt nye mikrobiologiske teknikker til oprensning af pesticidforurenet jord og drikkevand. Pesticidnedbrydende mikroorganismer vil blive tilført jorden, således at udvaskningen af stofferne reduceres betydeligt eller helt ophører. Mikroorganismerne vil også blive tilført zoner omkring drikkevandsboringer og sandfiltre på vandværker for på denne måde at rense vandet. En sådan teknologi vil gøre det muligt at udnytte forurenede vandressourcer og dermed bevares andre naturlige ressourcer.
Både mikrosvampe og bakterier kan nedbryde pesticider, men nedbrydningsvejene er forskellige. Forskningen vil fokusere på etablering af mikrobielle konsortier bestående af både bakterier og svampe med det formål at opnå en effektiv og fuldstændig nedbrydning. Der vil blive udviklet nye metoder til isolering af nedbrydersvampe og -bakterier, der er særligt modstandsdygtige efter udsætning i miljøet. Desuden vil det blive undersøgt, om mikroorganismernes levedygtighed kan øges ved at binde dem til særlige bærestoffer, såkaldte ”carriers”. De udviklede teknologier vil blive afprøvet i felten til oprensning af forurenet jord og drikkevand.
Projekttitel: Omkostningseffektive biofiltre til reduktion af lugtgener fra svineproduktion (2104-08-0017)
Bevillingsmodtager: Institutleder, ph.d. Morten Dam Rasmussen, DJF-AU-Foulum
Bevilget beløb: 11,5 mio. kr.
Samlet budget: 18,1 mio. kr. Uddannelse af mindst 3 ph.d.ere og 2 postdocs indgår i budgettet
Periode: 2009 - 2012
Projektpartnere: AAU, Skov A/S, Danish Pig Production, Maxit A/S
Resume: Emission af lugtstoffer fra husdyrbrug er til gene for naboer og miljø. I Danmark er der allerede nu mange tilfælde, hvor svineproducenter pga. lugtgener er blevet nægtet miljøgodkendelse til nystart eller udvidelse af produktionen. Biologisk luftrensning har vist sig at være en af de eneste lugtreducerende teknologier, der er egnede til svineproduktion. Teknologien er kendt fra industrien som et effektivt middel til reduktion af lugt. Ved husdyrproduktion kræves imidlertid behandling af meget store luftmængder med lave forureningskoncentrationer samtidig med, at især svovlholdige lugtstoffer er svært opløselige i vand og dermed vanskelige at fjerne. Der findes på nuværende tidspunkt kun meget begrænset viden om netop de processer, der kontrollerer fjernelsen af specielt lavt opløselige lugtstoffer i biofiltre.
I CEBONA-projektet vil der blive udført detaljerede undersøgelser af hvordan gængse filtermaterialers fysiske og kemiske karakteristika påvirker de processer og mekanismer, der er afgørende for fjernelsen af svært opløselige lugtstoffer. Målet er et bedre videnskabeligt grundlag for at skabe et optimalt design af biofiltre til fjernelse af lugt fra husdyrproduktion med fokus på maksimering af forureningsfjernelse og minimering af energiforbrug ved drift. Resultaterne af CEBONA-projektet vil være af stor interesse for landbrugssektoren og andre industrier med lugtproblemer, men vil også være yderst relevante i forhold til f.eks. oprensning af forurenet jord.
Projekttitel: CO2 fjernelse ved hjælp af ioniske væsker (2104-08-0027)
Bevillingsmodtager: Professor, ph.d. Erling Stenby, DTU
Bevilget beløb: 3,2 mio. kr.
Samlet budget: 5,9 mio. kr. Uddannelse af mindst 2 postdocs indgår i budgettet
Periode: 2009 - 2011
Projektpartnere: DTU Kemi, medfinansiering fra DONG Energy Generation A/S og Vattenfall A/S
Resume: I dette projekt undersøges muligheden for at fjerne en del af den menneskeskabte emission af kuldioksid ved hjælp af en ny type opløsningsmidler, ioniske væsker.
Røggassen fra kulkraftværker indeholder circa 10 % kuldioksid (CO2). For at undgå at oplagre hele røggassen separeres kuldioksiden fra den resterende røggas ved absorption i et passende opløsningsmiddel. Efter absorption frigøres kuldioksiden fra opløsningsmidlet og lagres.
Nuværende teknologier for absorption af kuldioksid anvender opløsningsmidler, som reagerer kemisk med kuldioksid. Den kemiske reaktion er forbundet med stor varmeudvikling, og processen er derfor meget energikrævende.
En helt ny type opløsningsmidler undersøges i dette projekt. Disse betegnes af mange forskere som grønne opløsningsmidler. De kaldes ioniske væsker og består ligesom salte af ioner. Til forskel fra salte er mange ioniske væsker flydende ved stuetemperatur.
Ioniske væsker kan designes til at have bestemte egenskaber. Ioniske væsker, der er specielt egnede til absorption af svovldioksid, er allerede blevet udviklet på DTU Kemi. Det forventes, at ioniske væsker, der er specielt egnede til absorption af kuldioksid, også kan udvikles. Ioniske væsker kan designes, så de ikke reagerer kemisk med kuldioksid, men alligevel er gode opløsningsmidler for kuldioksid. Derfor er energiforbruget ved absorption/desorption af kuldioksid i ioniske væsker minimalt i forhold til den energi, der kræves ved processer baseret på konventionelle opløsningsmidler.
Projekttitel: Udvikling og test af nye omkostningseffektive overvågningsteknologier og design for planlægning af restaurering af vådområder - MONITECH (2104-08-0050)
Bevillingsmodtager: Professor, ph.d. Brian Kronvang, DMU
Bevilget beløb: 12,6 mio. kr.
Samlet budget: 19,1 mio. kr. Uddannelse af mindst 3 ph.d.ere og 1 postdocs indgår i budgettet
Periode: 2009 - 2012
Projektpartnere: AU, Sorbisense A/S og COWI A/S
Resume: Implementering af Vandramme-direktivet og Habitat-direktivet kræver en differentieret og målrettet indsats, der vil betyde inddragelse af virkemidler som restaurering af vådområder. Projektering og overvågning af nye vådområder kræver en holistisk tilgang, som balancerer behovet for at reducere næringsstofbelastningen af vandmiljøet med kravene til en større biodiversitet. I forhold til Kyoto- protokollen er det vigtigt at kunne forudsige, hvor stor drivhusgasudledningen er fra restaurerede vådområder. I alle tre tilfælde mangler der omkostningseffektive teknologier til at gennemføre en overvågning, samt modeller til at forudsige hvor og hvordan man bedst restaurerer vådområder. MONITECH vil ud fra en tværfaglig angrebsvinkel udvikle og validere målrettede og omkostningseffektive overvågningsteknologier, modeller og beslutningsstøtte systemer der for vådområder kan: 1) udnytte sensorer til at overvåge kulstof, kvælstof og fosfor fluxe; 2) modellere hydrologien; 3) kvantificere kapaciteten for kvælstoffjernelse; 4) forudsige vådområdets udledning af drivhusgasser; 5) kvantificere vådområdets evne til fosfortilbageholdelse og risikoen for fosforfrigivelse fra tidligere landbrugsjorder; 6) forudsige vådområdets biodiversitet. MONITECH vil som slutprodukt udvikle en vådområdemodel og et beslutningsstøttesystem til holistisk planlægning og design af vådområder. Projektet samarbejder med tre stærke internationale forskningsgrupper og vil løse en påtrængende problemstilling for miljø- og naturplanlæggere.