Dynamo 44

D E T B L I ’ R T I L N O G E T

44

03

16

DA N M A R K S TE K N I S KE U N I VE RS I TE T

TEMA

Byerne er udfordrede: Trafikken skal glide, bygningerne skal opvarmes, vandet skal renses.

Se eksempler på løsningerne:

SMART CITIES TE K N O LO G IS K G ENNEMB RU D :

Nanoprint M ANDEN BAG VER DENS HØ J E STE TÅ RN:

”Rollefordelingen, hvor arkitekten tegner, hvorefter ingeniøren finder den tekniske løsning, giver ingen mening.

Ingeniøren er nødt til at være med helt fra starten!”

Apparatet, geologerne elsker

Bakterier, der producerer antibiotika NY SPINOUT

RØNTGEN­ MIKROSKOPI

02

LE DE R

Smart City – også på landet Når over halvdelen af verdens befolkning i dag bor i byer, og befolkningstilvæksten i byerne samtidig ser ud til at fortsætte med at stige, står byerne over for kolossale udfordringer: Trafikken skal glide, luften skal kunne indåndes, vandet i hanerne drikkes, boligerne opvarmes eller afkøles, og gaderne belyses – for blot at nævne nogle af udfordringerne.

Byerne har brug for nye og smartere løsninger for at kunne håndtere det stigende pres på ressourcerne, og under overskriften Smart City arbejder flere storbyer i verden allerede med at finde disse løsninger. København er én af dem. Her er DTU bl.a. involveret i Nordhavnsprojektet, hvor vi især har fokus på energieffektivitet, så forbruget af el, varme og vand bliver skruet intelligent sammen. Det kan du læse mere om i dette nummer af Dynamo.

Smart City-udviklingen er ikke kun til glæde for byerne. Det kan nok være, at udviklingen starter i byen, men teknologierne vil også få indflydelse på landområderne. At bruge ressourcerne hensigtsmæssigt er også aktuelt for borgerne uden for byerne. Smart City er med andre ord vejen frem til Smart Society.

I Danmark har vi et fantastisk afsæt til at bidrage til denne bæredygtige udvikling, fordi grøn teknologi er en af vores styrkepositioner.

Samtidig er danske myndigheder, virksomheder og forskere vant til at samarbejde, og det er påkrævet, når vi skal udvikle komplekse løsninger, hvor mange systemer – som energisystemer, transportsystemer og it-systemer – skal integreres.

Danmark har således et forspring, og det kan bringe os i front med de smarteste løsninger, som i øvrigt kan kaste nye eksporteventyr og flere arbejdspladser af sig. Det kræver dog visionære og ambitiøse politikere, for vi skal dedikere ikke kun tid og kræfter, men også penge. Lige nu har vi en enestående chance. Lad os ikke spilde den.

Anders Bjarklev Rektor

IN D H O L D

DYNAMO

04

44

03

16

14 INTE RVI EW

BYERNE KAN BLIVE FOSSILFRI, HVIS DE TÆNKER ’SMART’

N AN O P R INT

Mikroskopiske farveprint kan forhindre bedrageri

DTU-professor Henrik Madsen er optimistisk: Det bæredygtige samfund er inden for rækkevidde.

Nu kan man printe data og billeder i en ekstremt høj opløsning, samtidig med at det printede er usynligt for det blotte øje. Det kan forhindre piratkopiering.

16

08

INTELLIGENT

BY B ELYSNING

LYS OVER FREMTIDENS BY

NYT OM U D DAN N E LS E

LED-teknologien kan gøre gadelamper til aktive medspillere i byens rum.

17

09

DATAOPSA MLING

PÅ VEJ MOD INTELLIGENT TRAFIKSTYRING

LE G AT

Hun jagter bakteriers skjulte potentialer

Professor Lone Gram, som netop har fået Villum Kann Rasmussens årslegat, har sammen med sin forskergruppe opdaget, at mange bakterier kan producere gavnlige stoffer med f.eks. antibiotiske egenskaber.

Data fra trafikanternes smartphones kan bruges til at få trafikken til at glide nemmere.

12 TEMA

S M ART CITIES

DE INTELLIGENTE BYER Danmark er langt fremme, når det gælder smarte løsninger på byernes udfordringer. Vi kigger nærmere på en række projekter, hvor DTU i samarbejde med virksomheder og myndigheder skaber fremtidens kloge by.

03

UDGIVER Danmarks Tekniske Universitet Anker Engelunds Vej 1 2800 Kgs. Lyngby tlf. 45 25 25 25, dtu.dk ANSV. CHEFREDAKTØR Tine Kjær Hassager REDAKTØR Louise Simonsen, tlf. 45 25 78 41, lois@adm.dtu.dk ABONNEMENT dynamo@dtu.dk Magasinet udkommer fire gange om året DESIGN & PRODUKTION Datagraf Communications

20

ISSN 1604-7877 FORSIDEFOTO Mikal Schlosser

28

SMARTE TR AF I KLYS

GRØN BØLGE PÅ SUPERCYKELSTIERNE

36

E NT RE P RE N Ø RS K AB

Lej et æsel med mobilen

21

Ny startup-virksomhed skaber fleksibel cykeludlejning vha. en app og en lås, der kan betjenes med en smartphone.

INTEGREREDE ENERGISYS TEME R

LABORATORIUM FOR SMART ENERGI

LU M IN E S CE N S M ÅL IN G

Sådan tager man temperaturen på undergrunden

I Københavns nye bydel Nordhavn skal smarte energiløsninger prøves af i praksis.

DTU-forskere har udviklet en ny og effektiv metode til at afsløre fortidens klima. Og et apparat, som geologer i hele verden bruger til at datere krystaller.

24 27 I NTE LL I GE NT I NFRA ST RUKT UR

RENT VAND PÅ GRØN STRØM

22 VI DENS BY

Rensningsanlæg kan være med til at balancere energisystemet, hvis de styres smart.

HEL KOMMUNE BLIVER ET 'LIVING LAB'

22 INTELLI GE NT F J ER NVAR M E

SOFTWARE SPARER VARME I BYEN FOR MILLIONER Fjernvarmeværker kan udnytte energien langt mere effektivt med små, smarte justeringer.

44

34

N YT O M FO RSKN I NGS­ BA SE RE T RÅ DGI V NI NG

FO RS KE R­U D DAN N E LS E

ZOOM

Direktør om ph.d.-kandidater:

På bagsiden har vi zoomet ind på ... ja, hvad er det egentlig?

’De hæver vores faglige niveau’

30 E K S T RE M T H Ø JE BYG N IN G E R

Mød manden bag kaliffens tårn

Ingeniør Bill Baker om, hvorfor man skal tænke radikalt anderledes, når man bygger i højden.

41 RØ NTG E NTEKNOLOGI

Røntgen spotter træt metal Spinout-virksomhed har succes med at kigge ind i kompakte materialer uden at beskadige dem.

40 NYT OM S TART U P S

04

N AN O P R INT

NY O P F I ND E LS E

TEKNOLOGISK GENNEMBRUD:

Mikroskopiske farveprint kan forhindre bedrageri Forskerne bag opfindelsen af en ny laserprinterteknologi er lykkedes med at printe Mona Lisa 10.000 gange mindre end originalen pĂĽ Louvre.

DYNAM O

44

03

1 6

DTU

05

Lotte K ru ll Xiao lo n g Z h u

Eksempler på forskergruppens egne forsøg med at printe mikroskopisk. Hvert af de små billeder th. måler kun 40 x 40 mikrometer.

En forskergruppe på DTU har opfundet en ny laserprinterteknologi, som kan printe data og farvebilleder i hidtil uset høj opløsning i hidtil usete mikroskopiske størrelser.

ÅRET ER 2019.

STEDET ER LOS ANGELES.

M

odvilligt har den forhenværende politibetjent Deckard taget opgaven med at opspore fire undslupne og potentielt farlige robotmennesker – de såkaldte replicants. Filmen Blade Runner fra 1982 præsenterer en vild science fiction-historie, hvor biler kan flyve, mennesket har koloniseret rummet, og samfundet får hjælp af replicants, der ligner mennesker så meget, at kun en avanceret test afslører, at de er robotter. Da Deckard finder et stort, kunstigt slangeskæl i en rømmet lejlighed, hvor de fire replicants har opholdt sig, viser det sig at være et afgørende spor. For en mikroskopi af skællet viser nemlig et serienummer, der afslører, hvem der har produceret slangeskællet – én, der muligvis ved, hvor robotmenneskene med den kunstige slange befinder sig.

ÅRET ER 2015.

STEDET ER KONGENS LYNGBY.

S

ci-fi-teknologien fra Blade Runner med mikroskopiske data gemt i produkter er blevet til virkelighed. Et nanoteknologisk gennembrud fra DTU revolutionerer laserprinterteknologien og gør det muligt at printe data og farvebilleder i hidtil uset høj opløsning i hidtil usete mikroskopiske størrelser. Den revolutionerende laserprinterteknologi er patenteret, og opfindelsen blev publiceret i Nature Nanotechnology i december 2015. ”Vi kan printe data og farvebilleder, som er usynlige for det blotte øje,” siger professor Anders Kristensen fra DTU Nanotech, som sammen med forskerkolleger fra sit eget institut og fra DTU Fotonik står bag den nye teknologi.

Han uddyber: ”Med denne teknologi bliver det muligt at gemme data. Det kan være produkters serienumre eller stregkoder

med informationer om produktet.

Teknologien kan på den måde bruges i kampen mod bedrageri og forfalskninger, da produkter kan få en mærkning, som bliver meget svær at kopiere.

Det bliver lettere at afgøre, om varen er ægte eller en kopi.”

Print med svimlende høj opløsning De mikroskopiske print kan lade sig gøre, fordi den nye laserteknologi kan printe i en opløsning på svimlende 127.000 DPI. Til sammenligning bliver magasiner som Dynamo trykt i en opløsning svarende til 300 DPI. DPI står for dots per inch. Det angiver antallet af prikker, der printes for hver inch (som er 2,54 cm). Jo flere prikker per inch, jo højere DPI, og jo højere opløsning printer man i.

For at kunne printe de mikroskopiske billeder kræver det en overflade

06

med en særlig struktur i nanoskala.

Strukturen består af rækker med små søjler, hver med en diameter på omkring 100 nanometer. En nanometer er en tusindedel af en mikrometer, som er en tusindedel af en millimeter.

Overfladen med nanosøjlerne dækkes herefter af 20 nanometer aluminium.

Når en laserpuls føres fra nanosøjle til nanosøjle, opvarmes nanosøjlen lokalt, så den smelter og deformeres. Temperaturen kan nå op mod 1.500 grader, men kun i ganske få nanosekunder, så den ekstreme varme når ikke at brede sig.

Close-up af nanosøjler. Overfladen er dækket af et lag aluminium med en tykkelse på kun 20 nanometer.

N AN O P R INT

”Det betyder, at vi kan påvirke én søjle ad gangen – dvs. én prik ad gangen. Og vi kan skifte farve fra søjle til søjle, altså fra prik til prik,” forklarer Xiaolong Zhu, forsker ved DTU Nanotech, som har deltaget i forskergruppens udvikling af den nye teknologi.

Laserens intensitet afgør farverne Laserstrålens intensitet kan styres via computerprogrammering og bestemmer, hvilke farver der printes i overfladen, da det er omfanget af

Til højre ses et større udsnit af strukturen med nanosøjlerne.

Til venstre ses forskellige grader af deformation af en enkelt nanosøjle.

Deformationen afgør, hvilken farve søjlen reflekterer.

”Vi kan printe data og farvebilleder, som er usynlige for det blotte øje.”

ANDERS KRISTENSEN, PROFESSOR, DTU NANOTECH

NY O P F I ND E LS E

søjlens deformation, der afgør den farve, den reflekterer. Ved laserpulser af lav intensitet får man kun en mindre deformation af nanosøjlen, hvilket vil reflektere blå og lilla farvetoner. Ved en kraftig laserpuls sker en drastisk deformation, hvilket efterfølgende får nanosøjlen til at reflektere orange og gule farvetoner.

Professor N. Asger Mortensen fra DTU Fotonik har bidraget til opfindelsen, og han forklarer: ”Hver gang man ændrer en smule på søjlens geometri, ændrer man på, hvordan den absorberer lyset. Det lys, der ikke bliver absorberet, er den farve, vores øjne ser. Hvis søjlen f.eks. absorberer alt det blå lys, vil det røde lys være tilbage, og overfladen vil fremstå som rød.”

DY N A M O

44

03

16

DTU

07

”Produkter kan få en mærkning, som bliver meget svær at kopiere.

Det bliver lettere at afgøre, om en vare er ægte eller en kopi.”

ANDERS KRISTENSEN, PROFESSOR, DTU NANOTECH

Det lyder som en langsommelig proces at printe forskellige farver fra nano-prik til nano-prik, men forskergruppen har vist, at de kan printe lige så hurtigt som de almindelige laserprintere, vi har på vores kontorer og i vores hjem.

Kan afsløre kopiprodukter DTU-forskerne forudser adskillige anvendelser af den nye laserprinterteknologi og forudser, at den også kan anvendes til større print. ”Med teknologien kan man personificere produkter som eksempelvis mobiltelefoner med unikke dekorationer, navne og lignende. Det betyder, at forbrugerne kan købe unikaprodukter, som naboen helt sikkert ikke har,” forklarer Anders Kristensen.

Udenlandske virksomheder, der producerer plastikdele til bilindustrien som f.eks. instrumentpaneler og knapper, udviser allerede stor interesse for DTU’s nye laserprinterteknologi. Den kan f.eks. forenkle produktionen, der i dag kræver produktion af mange forskellige instrumentpaneler, fordi de skal designes forskelligt alt efter bilmærket. Anders Kristensen har gennem flere år samarbejdet med disse virksomheder, og de har modtaget nyheden om den nye teknologi med begejstring, fortæller han: ”De er meget interesserede i at samarbejde med os. Meget.”

Teknologien er patenteret, og forskerne vil nu arbejde med, hvordan den kan udvikles til bl.a. at erstatte de

Laserpulser med svag styrke (8 nanojoules) medfører kun en lille deformation af nanosøjlen, der får den til at reflektere violet.

Laserpulser med høj styrke (535 nanojoules) medfører større deformation og bevirker, at nanosøjlen bagefter reflekterer gule farver.

konventionelle laserprintere, som står på vores kontorer og i vores hjem. ”Det bliver nemmere for forbrugeren at printe med vores teknologi.

Man slipper for at bøvle med farvepatroner, der løber tør og er dyre at anskaffe. Med den nye teknologi skal forbrugeren kun sikre sig én ting, og det er det særligt præparerede papir med aluminium under overfladen. Det er allerede muligt i dag at producere det. Med vores laserprinterteknologi får vi desuden farveprint, som aldrig vil falme. Heller ikke når det bliver udsat for sollys.”

A n d ers K rist e n se n , p rofe sso r, DT U Na n o t ec h , A n d ers . Kr i st e n se n @ n a n ot e c h . d t u . d k .

08

UDDA NN E LSE

NY H EDER

DYNA MO

44

03

16

Blandt de bedste til at uddanne til job En netop offentliggjort rangliste viser, at DTU er blandt de 150 bedste universiteter i verden til at uddanne jobegnede kandidater.

DTU ligger på plads nummer 112 på listen Global Employability University Survey. Ranglisten er baseret på en spørgeskemaun-

Mødested for virksomheder og studerende Virksomheder og organisationer har mange muligheder for at samarbejde med DTU-studerende. F.eks. kan studerende udføre projekter i samarbejde med en virksomhed. Og for diplomingeniørstuderende er en praktikperiode på fem måneder i en virksomhed eller organisation en fast del af uddannelsen. Praktikog Projektbanken er navnet på et nyt website, der vil gøre det nemmere for virksomheder, organisationer og studerende at få kontakt til hinanden. Her kan virksomheder udbyde projekter, så der er et samlet sted, hvor studerende kan se mulighederne for samarbejde og få kontakt til virksomhederne. p ro je ktb an k.d tu.d k

Ny uddannelse med internationalt studiemiljø Danmark mangler allerede i dag ingeniører og naturvidenskabelige kandidater, og alle prognoser peger på, at tendensen fortsætter længe endnu. På den baggrund udbyder DTU nu en ny bachelorretning, General Engineering. Den giver, som navnet antyder, de studerende en bred ingeniørfaglig basisuddannelse med en grundig indføring i de naturvidenskabelige grundfag matematik, fysik og kemi. Samtidig skal de studerende allerede fra første semester bringe deres viden i spil i forhold til konkrete industrirelaterede problemstillinger.

Med en bachelor i General Engineering kan de studerende søge ind på en lang række forskellige kandidatuddannelser, men uddannelsen vil også i sig selv være relevant for et arbejdsmarked, som efterspørger generalistkompetencer parret med forretningsforståelse og evner for kommunikation. Undervisningen foregår på engelsk for at øge rekrutteringsgrundlaget til DTU’s uddannelser. Intentionen er at skabe et internationalt studiemiljø, der kan tiltrække talentfulde studerende fra både Danmark og udlandet. Derfor er målet, at halvdelen af de optagne studerende har en international baggrund. d tu .d k/ G e nE n g

dersøgelse, hvor administrerende direktører fra store internationale virksomheder og rekrutteringsfolk fra 21 større lande har svaret på,

hvilke universiteter, de mener, producerer de mest jobparate kandidater. I undersøgelsen deltog mere end 4.600 respondenter.

”Det handler om at finde innovative og kreative løsninger på de problemer, vi står overfor.

Mange af dem viser sig at være ret simple – det er på sin vis det, der er det innovative.”

David Kovacs, formand for Engineering World Health DTU, om sit seneste ophold i Nepal, hvor han har arbejdet på at få medicinsk udstyr til at fungere under barske betingelser. ewh . d t u . d k

Teknik og sundhedsvidenskab går hånd i hånd DTU Veterinærinstituttet er tovholder på en ny bachelorretning, Kvantitativ Biologi og Sygdomsmodellering, hvor en del af uddannelsen består i at bruge f.eks. grise som modeller til at forstå, hvordan komplekse sygdomme hos mennesker og dyr opstår, udvikler sig og behandles. Uddannelsen er skabt i samarbejde mellem DTU og Københavns Universitet og kombinerer kompetencer fra det tekniske område med det sundhedsvidenskabelige. De færdige kandidater forventes at få job i industri- og forskningsvirksomheder og i offentlige organisationer, der arbejder inden for life science-området. De første studerende optages i sommeren 2016. d t u . d k / K BS

Lo u is e Simo n s en , M a ria n n e Va n g Ryd e

Lo u i se A m a li e J u u l S ø n d e r skov

LE GAT

M I K ROORGAN I S M E R

DTU

09

Professor Lone Grams forskergruppe har opdaget bakteriegener, der tyder på, at mange bakterier kan producere langt flere gavnlige stoffer, f.eks. antibiotika, end vi hidtil har troet.

Men hvordan ’tænder’ vi for produktionen?

Det skal de kommende års forskning finde ud af – godt hjulpet på vej af Villum Kann Rasmussens Årslegat på fem mio. kr.

Hun jagter bakteriers skjulte potentialer Lotte Kru l l Joac him Ro d e,

Jakob Bos eru p

I

fryserne på DTU Systembiologi opbevarer professor Lone Gram en unik samling af bakterier. De ældste stammer fra Victoriasøen i Afrika, hvor hun i 1986 var på feltarbejde i forbindelse med sit ph.d.-projekt. Men de bakterier, Lone Gram sammen med sin forskergruppe ofrer størst opmærksomhed på i dag, er dem, hun indsamlede under det store videnskabelige havtogt Galathea

3 i 2006-07. Over 2.000 forskellige bakteriestammer blev hentet op af havet dengang og gemt med ét formål for øje: at finde de egenskaber, der er gavnlige for mennesker.

Lone Grams forskergruppe har efter togtet vist, at mange af bakterierne har et antibiotisk potentiale eller producerer bioaktive stoffer, der kan påvirke vores immunsystem eller har en anticancer-effekt.

10

Denne forskning får nu et stort skub på vejen, da den 55-årige professor netop har modtaget Villum Kann Rasmussens Årslegat til Teknisk og Naturvidenskabelig Forskning 2016 på fem mio. kr. Legatet skal bl.a. bruges til yderligere forskning i bakterierne fra Galathea 3-togtet.

Gener afslører potentiale Da genomsekventering blev en mulighed, udvalgte Lone Gram og forskergruppen 40 lovende bakterier fra Galathea-ekspeditionen for at se, hvad deres DNA kunne afsløre. Og de blev overrasket: ”Nogle af bakterierne ser ud til at have et kæmpe genetisk potentiale for at producere bioaktive stoffer. Potentialet er op til fire gange så stort som det antal stoffer, vi har fundet i laboratoriet. Vi har med andre ord fundet en samling af gener, som med meget stor sandsynlighed er ansvarlige for spændende stoffer, men som ikke bliver produceret under de forhold, vi hidtil har udsat bakterierne for. Generne bliver ikke udtrykt. I den videnskabelige verden kalder man dem for ’silent gene

clusters’. Spørgsmålene, vi stiller os selv, er nu: Hvad skal der til for at få disse ’silent gene clusters’ til at udtrykkes?”

Nye resultater på vej Lone Grams forskergruppe er allerede langt med at finde svarene, og den næste artikel er klar til publicering til maj, når en af hendes fem ph.d.-studerende afleverer sin afhandling. ”Vi mener, at svaret ligger i at ændre de betingelser, vi dyrker bakterierne på.

De er taget fra naturen, hvor de lever

Lone Gram og hendes forskergruppe lader visse bakterier vokse under helt særlige forhold, der sandsynligvis kan få bakterierne til at producere nye, gavnlige stoffer, som f.eks. har anti­ biotisk effekt.

Gramfarvning Lone Grams oldefar, læge Hans Christian Joachim Gram, opfandt i 1884 den såkaldte gramfarvning, som er en metode til farvning af bakterier. Metoden er siden anvendt verden over i forbindelse med identifikation af bakterier. Gramfarvningen opdeler bakterier i to store grupper: de grampositive (G+) og de gramnegative (G-).

Gramfarvning er nem og hurtig at udføre og anvendes bl.a. ved diagnosticering af bakterieinfektioner.

KILDER: LONE GRAM OG GYLDENDALS DEN STORE DANSKE ENCYKLOPÆDI.

”Nogle bakterier ser ud til at have et kæmpe genetisk potentiale for at producere bioaktive stoffer.”

LONE GRAM, PROFESSOR, DTU

af komplekse kulhydrater og sammen med andre mikroorganismer. I laboratoriet rendyrker vi dem til monokulturer. Vi giver dem aminosyrer og glukose, men alt dette er langt fra deres naturlige betingelser. Er det derfor, disse gener ikke bliver udtrykt?”

Lone Grams ph.d.-studerende har ladet bakterier vokse op på kulhydratforbindelsen kitin, som findes naturligt i havet, bl.a. består skaldyrs skaller af kitin. De gener, der forventes at kode for nye bioaktive stoffer, blev opreguleret ved dyrkning på kitin. Dvs. at der er en god chance for, at generne er blevet udtrykt. Men hvad har de så produceret? ”Vores kolleger er lige nu ved at analysere, om det har ført til, at bakterierne har produceret nye stoffer.”

Det store håb er, at det er nye stoffer, der har en antibiotisk eller anden gavnlig effekt. Når forskergruppen står med nye stoffer, deler de dem med internationale samarbejdspartnere, der undersøger dem for anticancer-effekt og antialzheimer-effekt.

Mikrobiolog i fusionernes æra Den kontante håndsrækning fra Villum Fonden forstår professoren at værdsætte. Siden hun var ph.d.-studerende og dengang stampede hver en 25-øre op til sin forskningstur til Afrika, har hun søgt og søgt om penge til sin forskning.

LEGAT

M IKROORGAN I S M ER

DY N A M O

44

03

16

DTU

11

Blå bog • Lone Gram er født 10. august 1960. Hun bor i Ordrup.

• 2013: Medlem af Det Frie Forskningsråd | Natur og Univers, næstformand i 2014 og formand siden 2015 • 2013: Professor ved DTU Systembiologi • 2010: Professor ved DTU Fødevareinstituttet • 2009: Gæsteforsker ved Harvard Medical School i Boston • 2008: Modtager forskningspris fra Fritz Kaufmanns Mindefond samt Tagea Brandts Rejselegat • 2006-07: Galathea 3-forskningstogt • 2007: Forskningsprofessor ved DTU Aqua og DTU Systembiologi • 2000: Forskningsrådsprofessor ved Danmarks Fiskeriundersøgelser • 1994-99: Tre ophold som gæsteforsker på University of New South Wales, Australien • 1993: Seniorforsker ved Danmarks Fiskeriundersøgelser • 1988: Forsker ved Fiskeriministeriets Forsøgslaboratorium • 1989: Lic.agro. (ph.d.) i mikrobiologi • 1985: Kandidat i levnedsmiddelvidenskab (cand.brom.) fra Den Kongelige Veterinær- og Landbohøjskole.

”Fra dag ét har det været sådan, at ville jeg lave noget som helst, så skulle jeg skaffe pengene selv. Det gælder for de fleste forskere, men kan være barskt,” siger Lone Gram.

Selvom Lone Gram siden 1985 som nyuddannet levnedsmiddelkandidat er cyklet til arbejde på DTU Lyngby Campus, så var DTU i starten slet ikke hendes arbejdsgiver, men derimod Fiskeriministeriets Forsøgslaboratorium, der dengang lå på DTU-matriklen. Efterfølgende har fusioner og omorganiseringer blæst om ørerne på bakterieforskeren, så hun i perioder har kunnet skrive både Danmarks Fiskeriundersøgelser, DTU Aqua og DTU Fødevareinstituttet på visitkortet.

Det ændrede dog ikke på cykelruten til arbejde. Ej heller på hendes forskningsinteresser: bakterier i havet, i dambrug, bakteriers kommunikation, bakteriers interaktion og bakteriers probiotiske egenskaber. Den eneste forandring, hun selv har foranlediget, var overflytningen til DTU Systembiologi, hvor hun tiltrådte som professor i 2013.

Svaret skal findes i havet I perioder har Lyngby-adressen dog været skiftet ud med fjernere destinationer, da hun har været gæsteforsker på Harvard Medical School i Boston, 2009, og University of New South Wales i Sydney, Australien, i både 1995 og 1999, ligesom hun i kølvandet på sin

Bakterier står centralt gennem hele Lone Grams forskning: bakterier i havet, i dambrug, deres kommunikation og interaktion og ikke mindst deres gavnlige egenskaber.

ph.d. i Afrika har taget turen tilbage flere gange for at afholde kurser om fisketeknologi.

I den kommende tid er Lone dog at finde i Lyngby, hvor hun kan sætte fart på sin forskning takket være årslegatet. Nu skal bakteriernes genetiske potentialer udfoldes. ”Vi må tænke på det økosystem, bakterierne kommer fra. Vi må forstå det og efterligne det, hvis vi skal få glæde af bakteriernes egen-

skaber. Mange anskuer gener som noget, man kan klippe og klistre i, og at vi bare kan overføre generne til en cellekultur, der så som cellefabrik fremstiller de ønskede stoffer. Jeg tænker, at vi mister nogle væsentlige muligheder, hvis vi overser den natur, de kommer fra.”

Svaret skal findes i havet. Her finder vi også Lone. Året rundt. Enten som forsker – eller som både sommer- og vinterbader ved Bellevue Strand. Undtagen – understreger professoren – når det blæser mere end 10 m/sek. med frost og kulde fra øst. Og måske er det en kende spekulativt, men når man har mødt professor Lone Gram, så får man den tanke, at hun måske minder lidt om de mikroorganismer, hun har brugt hele sin karriere på at udforske og undervise i: lille, sej og med kæmpe potentiale.

12

TE MA

S M A RT C I T I E S

14 B yer n e ka n bl i ve fossilf ri, hvis de tæ nker ’smart’ 16 Lys over fremti den s by 17 På vej m od i ntel l i gent traf ikstyring 20 Grøn bøl ge på su perc y kelstierne 21 La borator i u m for sm a rt energi 22 Hel kom m u n e bl i ver et ' living lab'.

22 S oftwa re spa rer va r m e i byen fo r millio ner 24 Rent va n d på grøn strøm

DY N A MO

44

03

16

M IKAL SCHLO SSER

DTU

13 Verdens befolkning strømmer til byerne, og tendensen ser kun ud til at fortsætte.

Den hastigt stigende befolkningstæthed sætter byerne under voldsomt pres verden over. Derfor er begrebet ’smart cities’ hot i øjeblikket.

For en løsning på byernes udfordringer er netop, at de bliver ’intelligente’ – dvs. at de udnytter de muligheder, den digitale tidsalder tilbyder i form af dataopsamling fra bl.a. sensorer og mobiltelefoner til at udvikle intelligente – og grønne – løsninger på en række af storbyens udfordringer. I mange danske byer er man langt fremme med ’smarte’ løsninger, som kan være med til at forme fremtidens by: intelligente og fleksible energisystemer, hvor borgerne og deres boliger er aktive medspillere; ’smart’ gadebelysning, der kan meget mere end blot at lyse byen op; samt intelligent trafikregulering, som kan afhjælpe trængsel og trafikpropper. Læs med på de følgende sider, hvor vi ser nærmere på en række eksempler på, hvordan DTU arbejder på, at fremtidens by bliver ’intelligent’.

DE INTELLIGENTE BYER

14

SM A RT C I T I E S

I NTEG R ER EDE EN ERG I SYS TEM ER

I NTERV I EW

H EN R I K M A DS EN ER PRO F E S S O R PÅ DT U CO M P UTE. H A N S TÅ R I S P I DS EN FO R FO R S K N I NG S P RO J EKTET C I T I ES , DER ER LE D E ND E I N DEN FO R S M A RT C I TI E S -O MRÅ DET. H EN R I K M A DS EN A RBE JD E R DES UDEN M ED DATA BAS E RE T FO R EC AS T I N G A F F.EKS . P RO D U KT I O N A F S O L- O G V I N DE NE RG I .

BYERNE KAN BLIVE FOSSILFRI, HVIS DE TÆNKER ’SMART’

D

anmark skal være uafhængigt af fossile brændsler i 2050. Sådan lyder regeringens langsigtede klimapolitiske mål. Men flere danske byer og kommuner overgår i øjeblikket hinanden i at sætte nye og mere ambitiøse grønne mål. Således har Sønderborg erklæret, at den vil køre udelukkende vedvarende energi i 2029, og København har sat trumf på og sagt, at hovedstaden er fossilfri allerede i 2025.

Men kan det lade sig gøre? ”Det er – teknisk set – faktisk ikke så svært, som man måske skulle tro,” lyder det fra en optimistisk DTU-forsker, professor Henrik Madsen. Det kræver dog, at man tænker ud af boksen og

I b en Julie S chm id t

Byerne er de helt store energislugere og dermed også CO2-udledere. Men netop byernes mange forskellige infrastrukturer og energienheder kan være nøglen til at udvikle det fossilfrie samfund, mener DTU-professor.

udvikler og anvender nye intelligente teknologier til sammenkoblinger i energisektoren. Og det er netop formålet med et stort forskningsprojekt kaldet CITIES, som Henrik Madsen fra DTU Compute er leder af.

CITIES er en forkortelse for ’Center for IT-Intelligent Energy Systems in Cities’. Projektet, der blev påbegyndt i begyndelsen af 2014, viser, at Henrik Madsen faktisk har noget at have sin optimisme i. ”I januar 2014 blev det påvist, at hele elforbruget i flere dage kunne dækkes udelukkende af vedvarende energi. Her dækkede vindenergien op til 120 pct. af Danmarks elforbrug. Der er selvfølgelig stadig et stykke vej, før vi kan sikre vedvarende energi hele året rundt, men det er bestemt muligt,” forklarer Henrik Madsen.

Energisystemerne forbindes Pointen er, at alle energisystemerne skal kobles sammen via intelligente it-løsninger. Så kan man nemlig veksle mellem de forskellige energikilder, alt efter hvad der er tilgængeligt og mest hensigtsmæssigt på ethvert givent tidspunkt. Når det f.eks. blæser kraftigt, kan overproduktionen af el bruges til at opvarme vand i fjernvarmesystemet.

Dermed bliver det muligt at lagre energien i op til flere dage, hvorimod el skal

DYN AMO

44

03

16

vil kendetegne fremtidens sammenhængende energiløsninger. Men de systemer og matematiske modeller, vi bygger, skal i princippet kunne favne og integrere informationer på alle niveauer, lige fra vaskemaskinen ude hos forbrugeren til national eller kontinental energiplanlægning, optimering og styring,” forklarer Henrik Madsen.

bruges med det samme. Og det er ikke kun elnettet og fjernvarmesystemet, der skal kobles sammen. Når man også integrerer naturgas, biobrændselsanlæg og andre infrastrukturer, som f.eks. rensningsanlæg, samt ikke mindst de enkelte husstande, der f.eks. kan lagre energi i murværket, får man et fleksibelt energisystem, hvor energi kan lagres i timer, dage eller måneder, og herved kan man sikre en stabil energiforsyning og en optimal udnyttelse af den vedvarende energi.

Mere intelligent styring Udfordringen bliver at få forbundet alle de små decentrale enheder, der kommer til at udgøre fremtidens energiforsyning, frem for de få store centraliserede udbydere, som kendetegner sektoren i dag. En stor del af løsningen ligger i en it-baseret ’smart’ anvendelse af den voksende mængde data, som er til rådighed takket være nye teknologier, i en ny og intelligent form for planlægning og styring. ”I CITIES fokuserer vi på byerne, fordi byerne allerede har meget af den infrastruktur og kompleksitet, som

Nye teknologier udvikles Og her begynder matematikken for alvor at blive kompleks. Men avancerede algoritmer og matematiske modeller med mange typer data er netop det, som man er eksperter i på DTU Compute. Og med i forskningsprojektet CITIES er også en lang række virksomheder, som skal være med til at udvikle nye teknologier, som f.eks. smart meters, der via hyppige målinger i boligen giver vigtige data om energiforbrug og behov, eller nye apps til smartphonen, som kan guide forbrugerne til at spare penge på energi. ”CITIES vil ikke blot føre os tættere på en fossilfri fremtid, det vil også betyde udviklingen af en masse ny teknologi og intelligente løsninger, som kan blive vigtige eksportartikler for Danmark,” fortæller Henrik Madsen.

Afgiftssystemet arbejder imod Der er dog også en række udfordringer, som skal løses, hvis visionerne skal realiseres, og de er ikke kun af forskningsmæssig karakter. F.eks. understøtter Danmarks nuværende tarif- og afgiftssystemer i energisektoren ikke idéerne bag de nye dynamiske og fleksible energisystemer på optimal vis. Et eksempel er, at halm, flis og biomasse er afgiftsfritaget, hvorimod el stadig er belagt med afgifter, som stammer fra dengang, man lavede el af kul, og hvor el derfor ikke var bæredygtig.

DTU

15

CITIES CITIES står for ’Center for IT-Intelligent Energy Systems in Cities’. Projektet udvikler metoder og it-løsninger til analyse, drift, planlægning og udvikling af fuldt integrerede energisystemer i byområder.

Målet er at skabe et samfund, som er helt uafhængigt af fossile brændsler.

Projektet er finansieret af Innovationsfonden og løber fra 2014 til og med 2019.

Projektet er et samarbejde mellem en lang række nationale og internationale partnere fra universitetsverdenen, industrien og offentlige såvel som private dele af energisektoren. Fra DTU deltager DTU Compute, DTU Byg, DTU Management Engineering, DTU Elektro og DTU Energi. æ s mere p å L s ma rt - c it ies c ent re. o rg .

”Derfor har nogle kraftværker brugt mange penge på at omstille fra gas til biomasse. Og de skal nu bruge tonsvis af biomasse, for at værkerne kan køre.

Men egentlig burde biomasse blot udfylde rollen som brændstof, når det ikke blæser, og der ikke produceres vindmøllestrøm. For biomasse er jo i sig selv en slags lagret energi. Jeg havde sidste år et møde med den irske energiminister. Han synes, det er genialt, det, vi gør i Danmark, med at koble energisystemerne sammen, og han vil gerne have, at Irland går i samme retning.

Så der er virkelig ved at være fokus på disse løsninger – også politisk – og jeg tror på, at det nok skal lykkes,” siger Henrik Madsen.

Læs også artiklen side 24 om, hvordan et forskningssamarbejde mellem Krüger og DTU Compute får Kolding Centralrenseanlæg til at fungere som energilager.

H en rik M a d s e n , p rofe sso r, DT U Co m p u t e , h ma d @ d t u . d k .

16

SM A RT C I T I E S

I NTEL L I G ENT BY B ELYS N I N G

LYS OVER FREMTIDENS BY Midt i december blev afslutningen af FN’s internationale lysår 2015 markeret med en konference i Den Sorte Diamant. Her blev det slået fast, at lysets betydning rækker langt ud over lysets år. Vi står foran en veritabel revolution, som vil ændre fundamentalt på, hvordan vi bruger det elektriske lys. Et eksempel på, hvordan de mange nye muligheder skal udforskes og demonstreres, er projektet Lighting Metropolis.

Ma riann e Vang Ry d e

M

ed LED-teknologien har begrebet lys fået helt nyt indhold. LED-lys er langt mere energieffektivt end glødepærer og kan modsat lysstofrør og sparepærer give præcis den farve, man ønsker. Samtidig er levetiden mange gange længere, og LED-lyset kan styres intelligent, så man både sparer energi og sørger for, at lyset er optimalt i forhold til situationen.

Lyset kan også bruges til at skabe stemning og vække følelser, ja, det kan ligefrem helbrede og i øvrigt forbedre livskvaliteten på mange forskellige måder. Projektet Lighting Metropolis vil vise alle disse muligheder i praksis og omdanne Øresundsregionen til et af verdens førende levende laboratorier for smart lys.

Rigtigt lys til rigtig tid Mange kommuner er i disse år i gang med at skifte de gamle gadelamper ud med LED-lamper, og det vil i sig selv betyde gevaldige besparelser på energibudgettet. Men hvilken type LED skal man vælge, og hvordan skal den placeres for at få lys nok? Det bliver en del af DTU’s bidrag til Lighting Metropolis at rådgive Øresundsregionens kommuner om disse spørgsmål.

På DTU Fotonik har man igennem mange år opbygget en solid viden om LED-lys. I DOLL Quality Lab på DTU

Risø Campus måles lamperne igennem på alle tænkelige parametre; lysfordeling, effekt, farvespredning, styrke og indvirkning på det menneskelige øje. Alle målinger kan overføres til en computermodel, og dermed får man så at sige skabt en virtuel prototype af lyskilden.

Med 3D-briller på kan man så gå sig en tur under gadelampernes skær og ’med egne øjne’ opleve, om lyset blænder, om det har en behagelig farve osv.

Man skal ikke kun vælge det rigtige lys, men også overveje, hvordan man bruger lyset. På veje, der ikke er så tæt befærdede i de mørke timer, kan der spares meget energi, hvis lyset er skruet ned til f.eks. 30 pct., når der ikke er trafik. Lygtepæle udstyret med sensorer registrerer, når en trafikant nærmer sig, hvorefter lyset automatisk skrues op til fuld styrke. Det giver et bedre lys for den enkelte trafikant, end hvis man for at spare energi f.eks. havde lyset på halv styrke hele tiden.

Intelligente lygtepæle Lygtepæle med indbyggede computere kan også bruges til at samle information om, hvor mange trafikanter der passerer, og på hvilke tidspunkter. De kan registrere, om den parkeringsplads, de lyser på, er ledig, hvordan luftforureningen er omkring dem osv. Og når de kobles op på internettet, kan al den information gives videre til trafikan-

terne ved hjælp af apps. Bilisterne kan på den måde undgå at bruge brændstof på at cirkle rundt efter en p-plads, og gående og cyklister kan få forslag til den mindst trafikerede og dermed mindst forurenede rute til deres bestemmelsessted osv.

DTU afprøver alle disse muligheder i virkeligheden i samarbejde med de deltagende kommuner og på DTU Smart Avenue i Lyngby, hvor forskere og studerende kan udvikle og teste nye idéer til, hvordan lys og intelligente lygtepæle kan gøre byen smart. (Læs mere om DTU Smart Avenue på side 20.)

Lighting Metropolis er stadig i den indledende fase. Et seminar i slutningen af november 2015 markerede starten, og her blev en række demonstrationsprojekter præsenteret. Kataloget spænder fra de nævnte aktiviteter på DTU og i DOLL-laboratorierne, som driver udviklingen af morgendagens LED-belysning, til forskellige eksperimenter på begge sider af Øresund med lysets betydning for borgerne i gaderummet. I Lunds Kommune eksperimenteres der desuden med biologisk lys, f.eks. hvordan lyset i et klasselokale kan understøtte indlæringen hos elever med særlige behov.

Se, h vo rd a n g a d ela m p e r o p sa m le r t raf ikd at a i a rt ik l e n p å n æst e si d e .

Se f il m o m D OL L- pro j e k t et h e r : ko rt l in k . d k / k b rw Pa u l M ic h a el Pet e r se n , p rofe sso r, DTU Foto n ik , p a p e @ foto n i k . d t u . d k .

D o rt h e Skovg a a rd L u n d , p ro j e k t le d e r, DT U , dslu@dtu.dk.

Lighting Metropolis • Lighting Metropolis er et samarbejde mellem Region Skåne, Region Hovedstaden, Region Sjælland, Lunds Universitet, DTU, Malmö Stad, Kalundborg Kommune, Roskilde Kommune, Albertslund Kommune, Københavns Kommune, Frederikssund Kommune og Greater Copenhagen & Skåne Comittee (tidl. Öresundskomiteen) samt mere end 20 danske, svenske og internationale virksomheder.

• Projektet ledes af det offentligt-private partnerskab Gate 21 og Albertslund Kommune.

• Projektperioden er 2015-2018.

• Projektet har et samlet budget på 54 mio. kr. Halvdelen kommer fra Den Europæiske Fond for Regionaludvikling i Øresund-KattegatSkagerrak-regionen, resten fra Region Skåne og Region Hoved­ staden plus de samarbejdende virksomheder og institutioner. g at e2 1 . d k / P ro jek t er/ L ig ht in g - M et ro p o l is /

DATAOPSAMLI NG

DY N A M O

44

03

1 6

DTU

17

Et vigtigt skridt mod en mere effektiv afvikling af byens trafik er, at man ved, hvor mange cyklister, fodgængere og bilister der er på hvilke steder, hvornår de er der, og hvor hurtigt de bevæger sig. Nu har forskere undersøgt, om man via trafikanternes smartphones kan tælle og identificere dem.

To re Vind Je n sen Mikal S chlo sse r, Jacob Senstius

PÅ VEJ MOD INTELLIGENT TRAFIKSTYRING

Fredag den 18. december 2015: i krydset, hvor H.C. Andersens Boulevard møder Tietgensgade; tæt ved Tivoli og Glyptoteket. Klokken er 07.16. Trafikken flyder. Lyset skifter i 50-sekunders intervaller. Ved grønt lys kører omkring 50 biler over krydset i retning mod Amager.

12 cyklister skal samme vej. Vejbanen er tømt for biler, og cykelstien for cykler, da lyset skifter tilbage til rødt.

V

i er i det indre København. H.C. Andersens Boulevard er en af de mest trafikerede veje i den indre by. Den passerer Rådhuspladsen og er hovedfærdselsåren til og fra Amager. Den bliver brugt af biler, busser, lastbiler, cykler og fodgængere. Tietgensgade, som krydser

boulevarden, er også en travl gade, der fører trafikanterne mellem Indre By og Hovedbanegården og Kalve­bod Brygge. Så det er et område, som Københavns Kommune gerne vil analysere nærmere. For letter man trafikken her, vil man opnå en række fordele. Både økonomiske og miljømæssige.

18

SM A RT C I T I E S

Det er baggrunden for, at Dynamos udsendte står her en tidlig hverdagsmorgen og tæller biler og cykler. For at iagttage den udvikling i myldretidstrafikken mellem klokken ca. syv og ni om morgenen, som et nu afsluttet projekt har påvist. Projektet CITS (Copenhagen Intelligent Transport Systems) skal skabe grundlag for, at man kan træffe de rigtige politiske beslutninger, når det kommer til en bedre afvikling af trafikken i København. Projektet blev gennemført på en 130 meter lang strækning af H.C. Andersens Boulevard, hvor seks lygtepæle – tre på hver side af vejen – til lejligheden blev forsynet med wi-fi. ”Hvis man vil teste trafikløsninger, er H. C. Andersens Boulevard et godt sted. For teknologien vil blive prøvet til det yderste,” siger Søren Kvist, der er chefkonsulent hos Copenhagen Solutions Lab – Københavns Kommunes inkubator for smart city-løsninger.

Han fortæller, at området samtidig er et af dem, hvor der er allermest cykeltrafik. Og det bliver til en hel del i en by, hvor op mod 45 pct. af alle ture til og fra arbejde og uddannelsessted foregår på cykel. Mange tusind cykler og biler passerer hver dag det lille stykke af H.C. Andersens Boulevard, som blev laboratorium for forskere og virksomheder, der skulle afprøve, om man ved hjælp af registrering af wi-fidata fra mobiltelefoner kunne skabe et klart billede af trafiksituationen i området.

DATAO P SA M L I N G

Myldretiden udfordrer ”København har store udfordringer med myldretidstrafikken – bl.a. med trafikpropper. Dem kan man selvfølgelig løse ved at gøre vejene bredere, men det er ikke nødvendigvis den smarteste måde at løse problemet på. Noget af det, der kendetegner situationen i dag, er, at trafiklysene skifter med et fast interval, og at man ikke har særlig gode data om de forskellige trafikformer,” siger Søren Kvist og fortsætter: ”Ved hjælp af data kan vi blive meget bedre til at styre trafikken. Hvis vi kan afvikle trafikken mere flydende, kan vi spare tid, fordi folk ikke skal sidde i trafikpropper eller lede længe efter parkeringspladser. Vi kan samtidig få mindre forurening, færre ulykker, og vi kan bruge vores ressourcer på andre ting end at grave nye veje ned,” siger han.

DYNA MO

44

03

16

07.39: rødt lys. 23 biler holder stille i ca.

50 sekunder, indtil der bliver grønt igen. 19 cyklister holder klar. Grønt lys. I løbet af de næste 50 sekunder når 38 cyklister og 62 bilister over krydset. Bilerne kører langsommere frem mod krydset end før, og vejbanen er ikke længere tømt, når lyset skifter.

Morgenmyldretids­ trafikken på H.C.Andersens Boulevard blev analyseret ved hjælp af data fra trafikanternes smartphones.

Københavns Kommune er i disse år i gang med at udskifte gadebelysningen til en mere intelligent og miljøvenlig belysning og gør i den sammenhæng plads til, at der f.eks. kan installeres wi-fi i lygtepælene. Det gør det muligt at bruge dem til mange andre formål end belysning – bl.a. indsamling af data, som det er sket i CITS-projektet, fortæller professor Per Høeg fra DTU Space. På DTU Space har man bl.a. ekspertise inden for gps-teknologi og satellitbaseret kommunikation, en viden, der bl.a. bruges til at udvikle andre positioneringsteknologier, f.eks. wi-fi-positionering. ”Vi har testet, om man kan bruge wi-fi-signaler fra trafikanternes smartphones til at identificere deres position og hastighed, og det er lykkedes. Dertil kommer, at det var muligt at identificere tre typer trafikanter – cykler, gående og biler – baseret på, hvor længe deres smartphones opholdt sig i området,” siger Per Høeg. ”Vi fik et rigtig godt indblik i byens puls. Der var f.eks. tydelige ’peaks’ i mængden af trafikanter. I myldretiden registrerede vi en dag op til 5.500 trafikanter i timen, ud af samlet omkring 60.000 i døgnet,” siger han.

Disse tal skal dog tages med nogle forbehold, understreger Per Høeg. Systemet, som blev udviklet til CITS-projektet, registrerede via wi-fi-signaler bevægelserne for trafikanter med smartphones. Strækningen, som blev overvåget, var kun på 130 meter, og da der er stor forskel på, hvor ofte forskellige telefoner kommunikerer med wi-fi access points, er det forventeligt, at mange – især bilister – er smuttet igennem den korte strækning uden at blive registreret. Samtidig er det kun omkring 75 pct. af den danske befolkning, der har en smartphone. De resterende bliver ikke registreret.

DTU

19

H.C. Andersens Boulevard den 2. februar 2015. Tivoli til venstre, Rådhuspladsen og Industriens Hus længere fremme. Blå: Trafikanter i retning væk fra Rådhuspladsen.

Orange: Trafikanter i retning mod Rådhuspladsen. Grøn: Krydsende trafik (typisk fodgængere).

korte tidsintervaller, hvordan trafikken bygger op og bryder sammen,” siger han.

08.44: Myldretiden har fundet sit leje.

Der holder 39 cyklister i kø. Yderligere 17 kommer over, mens lyset er grønt. Og igen kommer ca. 70 biler over for grønt.

Venstresvingende bilister ind mod Indre By holder i kø på op mod 100 meter. De må se lyset skifte fire gange, inden de når over.

Større detaljeringsgrad 08.24: Køen ved rødt lys strækker sig ca.

50 meter langs hegnet ind til Tivoli. 43 cyklister holder i kø. På den modsatte side strækker køen mod København sig et godt stykke op mod Langebro. Omkring 73 biler, alle dem, der holder i køen, når at komme over for grønt i retning mod Amager.

For transportforsker på DTU Thomas Alexander Sick Nielsen var CITS-projektet en kærkommen lejlighed til at få et bedre indblik i nogle af de trafikanttyper, som man ikke har så meget viden om. Biler bliver i dag talt flere steder, hvor der f.eks. er installeret spoler i vejen, som registrerer de passerende biler. Men automatiske tællinger bruges især til biler, mens den bløde trafik sjældnere tælles. Og det giver nogle usikkerheder i det samlede billede af trafikken i København. ”Cykler tæller man manuelt, og det samme gælder de få steder, hvor man tæller fodgængere. Ved at registrere wi-fi-enheder får vi ligestillet cyklister og fodgængere med andre trafikanter,” siger Thomas Alexander Sick Nielsen og fortsætter: ”I dag er det f.eks. et problem, at vi ikke ved, hvor mange fodgængere der er, og om der er steder, folk undgår, fordi det er utrygt. Der kan man bruge detaljeringsgraden og endda opgøre det pr. minut. Samtidig har vi for alle trafikarter meget lidt viden om, hvad der sker om natten. Og man har slet ikke haft ’flydende’ data, der viser på

Sådan gjorde de • Gadebelysningen i København skal udskiftes med et nyt, intelligent system, som omfatter belysning kombineret med radioenheder, som muliggør kontrol af netværket fra et centralt kontrolsystem.

• Seks Cisco wi-fi access points blev tilføjet systemet på H.C. Andersens Boulevard.

• Access points registrerer wi-fi-enheder (typisk smartphones) i området. Via såkaldt triangulering er det muligt at vurdere en enheds placering – og den hastighed, den bevæger sig med.

• Et kamera blev sat op og overvågede trafikken i samme periode.

Optagelserne blev brugt til at sammenligne med wi-fi-data for at se, hvor stor andel af trafikanterne der blev opfanget af systemet.

• Wi-fi-transmissionen af data fra access points til den centrale computer blev krypteret. Derefter blev informationer om wi-fi-enheden anonymiseret. Krypteringsnøglen blev ændret en gang i døgnet for bedre at sikre anonymitet i data. Det er således ikke muligt at identificere informationer om de enkelte smartphones i tid og sted.

• Partnere i CITS: Leapcraft, Citelum, Cisco, Citilog, Silver Spring Networks, Københavns Kommune, DTU. Se video o m C I TS: vimeo . co m/ 1 1 0 8 7 5 7 5 7

Stregerne er genereret af trafikanters smartphones og består af de samme data som i billedet ovenfor, men inden man har sorteret efter retning, hastighed og trafikanttype.

For professor Per Høeg var CITS-projektet et yderst vellykket proof of concept-eksperiment, der gav forskerne flere informationer, end man tidligere har set i lignende systemer. Projektet viste, at wi-fi-data kunne opsamles og bruges til at vise, hvor mange trafikanter der var tale om, og vise deres bevægelsesmønster. ”Vi har da også oplevet stor interesse fra flere byer i Europa og USA. Og selvfølgelig også fra Københavns Kommune, som bruger CITS som baggrundsmateriale i de andre projekter, som kommunen arbejder med,” siger Per Høeg.

Det bekræfter Søren Kvist fra Copenhagen Solutions Lab. Et udbud, der skal afprøve forskellige teknologier til at skabe et intelligent transportsystem, er nu sat i værk, fortæller han: ”Vi er ved at lave et mere permanent testområde både på H.C. Andersens Boulevard og ved Vester Voldgade, hvor vi tester andre sensortyper, parkeringssensorer, forureningssensorer

20

SM A RT C I T I E S

og wi-fi til turister – baseret på smart city-konceptet Copenhagen Connec­ ting, som fik prisen som verdens bedste i Barcelona 2014. Hvis vi kan lave systemer med præcise data om trafikformer, kan vi optimere trafikken med mellem 11 og 32 pct. Det er et stort spænd, for der er stadig mange usikkerheder forbundet med det. Men potentialet er stort, hvis vi kan styre trafikken intelligent,” siger Søren Kvist og fortsætter: ”Der er stadig et stykke vej, til vi har et markedsmodent produkt, som man bare kan køre videre. Jeg ved, at DTU arbejder videre med tankerne i forbindelse med universitetets ’Smart Avenue’. Og hvis det lykkes at markedsliggøre CITS, er der ingen tvivl om, at det ville være en mindre revolution, i forhold til hvordan man kan regulere trafik i store byer,” siger Søren Kvist.

Per H ø e g, p rofe sso r, DTU Spac e, per. ho e g@d tu.d k.

T h omas Alex an d e r S ick Nielsen, senior­ for s ke r, DTU , th n ie @transport.dtu.dk.

D av id O ve rto n C h ab re Holm, projektleder, DT U , d o h o @d tu .d k.

DTU Smart Avenue • DTU Smart Avenue er et såkaldt ’outdoor living lab’, et levende laboratorium for forskere og studerende.

• På et område af DTU’s campus i Lyngby er der opsat 106 LED-gadelamper med intelligent lysstyring og plads til test af prototyper af forskellige smart city-teknologier.

• Det kan f.eks. være intelligent trafikstyring, bevægelsesmønstre, luftforurening og belysning. s m a rtcam p us.d tu .d k

S M A RTE T R A F I KLYS

C a rst en Bro d er H a n s en M ika l Sc h l o s s er

GRØN BØLGE PÅ SUPERCYKELSTIERNE Københavns Kommune, Google og DTU samarbejder for at finde ud af, om dataopsamling fra mobiltelefoner kan udnyttes specifikt til at skabe bedre mobilitet for byens cyklister.

S

amarbejdet begyndte, da Google tilbød Københavns Kommune adgang til virksomhedens omfattende datamateriale om trafiksituationen på vejnettet og trafikanters rejsemønstre, data, som genereres af lokaliseringstjenesterne i trafikanternes mobiltelefoner. Københavns Kommune bad dernæst transportforskere ved DTU om assistance med at undersøge, hvordan disse mange informationer kan bruges til at forbedre borgernes mobilitet, i første omgang til at skabe de bedst mulige ’grønne bølger’ på byens supercykelstier. Kommunens strategi for supercykelstier sigter mod at skabe så få stop som muligt for cyklisterne på udvalgte indfaldsveje. Tanken er, at jo færre barrierer der er mellem hjemmet og cyklistens slutdestination, jo højere er sandsynligheden for, at man vil vælge cyklen som transportmiddel. Da en cykel ikke udleder CO2, ønsker kommunen, at så mange som muligt foretrækker cyklen som transportmiddel. Forskerne undersøger nu, hvordan lyssignalerne på en vejstrækning kan samordnes for at tilgodese cyklende borgere.

Anonymiserede data Google samler data fra mobiltelefoner og andre mobile enheder med Androidstyresystemer. Projektet Google Better Mobility bruger kun anonyme indsamlede ’snapshots’ i form af trafikal statistik såsom gennemsnitshastighed, trafikvolumen og bevægelsesmønstre. Mobilbrugerne har aktivt tilvalgt at dele disse data, og funktionen kan slås fra på de pågældende mobile enheder.

A l l a n Ol s en , in n ovat io n s a n sva rl ig in d en fo r t ra n s p o rt , DTU , a o l @ t ra n s p o r t . d t u . d k

I NTEGRERED E EN ERGISYSTE M E R

DY N A M O

44

03

16

DTU

21

LABORATORIUM FOR SMART ENERGI Lo u ise S im o nse n O le Mallin g, By & H avn

I Københavns nye bydel Nordhavn er forskere, myndigheder, forsyningsselskaber og industrien i gang med at demonstrere i praksis, hvordan fremtidens energiforsyning og -forbrug bliver ’smart’.

P

rojektet EnergyLab Nordhavn skal undersøge og demonstrere, hvordan man kan gennemføre en omstilling af hele energisystemet. En omstilling, der tager højde for, at energiproduktionen fra de vedvarende energikilder som sol og vind er svingende, og hvor forholdet mellem energiproduktion og energiforbrug skal balanceres på en anden måde end med fossile brændsler, hvor kraftværkerne kan skrue op og ned for produktionen, alt efter hvor stor efterspørgslen er.

Når Nordhavn er interessant som levende laboratorium, er det, fordi der er tale om en helt nyetableret lavenergiby, som bliver opført efter de højeste energistandarder og med alle former for moderne byggestyringssystemer. På den måde kan bydelen danne rammen om en række forsøg og projekter, der udføres under realistiske forhold i fuld skala. Samtidig er Nordhavn ikke et isoleret system, men netop forbundet med resten af København og dermed også med eksisterende energiinfrastrukturer som f.eks. fjernvarmenettet.

”Man kunne f.eks. spørge, om man overhovedet skal have et fjernvarmesystem i en lavenergiby,” siger projektleder for EnergyLab Nordhavn Christoffer Greisen, DTU Elektro, og fortsætter: ”Men vi tror, at man skal se på fjernvarmenettet som et netværk mellem mange forskellige, decentrale varmeproducenter – hvor f.eks. spildvarmen fra supermarkedernes køleanlæg også indgår. Og hvor vi kan undersøge, hvordan vi bedst udnytter dette. Skal spildvarmen bruges til at opvarme supermarkedet, eller skal den bruges til varmtvandsproduktion i naboejendommen eller til noget helt tredje?”

Fleksibilitet belønnes Fleksibilitet i energiforbruget er afgørende, når det skal dækkes af vedvarende energikilder, der ikke nødvendigvis producerer strøm, når vi skal bruge den. Projektet har derfor især fokus på, hvordan de forskellige komponenter i energisystemet spiller sammen, og på, hvordan man kan skabe fleksibilitet ved at rykke f.eks. forbruget fra en energikilde til en anden – eller fra et tidspunkt til et andet. På den måde indgår boligerne – inklusive deres beboere – som energiregulerende elementer, der kan skabe fleksibilitet i systemet. ”I dag betaler de fleste for en fast energimængde, der bliver leveret til boligen uanset tidspunkt. Men vi er i gang med at lave aftaler med beboere om, at de får en ny type energiregning. Hvis man som beboer tilbyder at være fleksibel – f.eks. ved at aftale, at boligens rumtemperatur kan svinge mellem 19 og 22 grader – kan systemet få glæde af denne fleksibilitet, og bebo-

Nordhavn bliver fremtidens bæredygtige bydel. De næste fem år fungerer den som levende laboratorium for vedvarende energiløsninger.

eren kan få en lavere energiregning,” siger Christoffer Greisen.

Også elbilen indgår sammen med f.eks. fjernvarmesystemet og køleanlæg i EnergyLab Nordhavns energiinfrastruktur. I fælles parkeringsanlæg kan elbilerne oplades, når strømmen er billig. Og elbilejere kan så stille en mindre del af strømmen – f.eks. fem pct. – i elbilens batteri til rådighed for elnettet på tidspunkter, hvor vindmøller og solceller ikke producerer strøm, og på den måde skabe fleksibilitet og være med til at stabilisere elnettet.

Projektet løber frem til og med 2019.

Forskerne regner med, at de første resultater og dataopsamlinger begynder at tikke ind i anden halvdel af 2016.

C h ristof fer Gre i se n , p ro j e k t le d e r, DTU E l ek t ro , c g re @ e le k t ro . d t u . d k .

Om Nordhavn I løbet af de kommende 50 år bliver Nordhavn udbygget som et bæredygtigt byområde med 40.000 nye beboere og 40.000 nye arbejdspladser. Nordhavn vil være spydspidsen i realiseringen af Københavns Kommunes ambition om at blive verdens første klimaneutrale hovedstad.

Om EnergyLab Nordhavn Projektet løber fra 2015 til 2019. Budgettet er 143 mio. kr., heraf er 84 mio. bevilliget af EUDP (Energiteknologisk Udviklings- og Demonstrationsprogram).

Deltagere i projektet DTU, Københavns Kommune, By og Havn, Danfoss, HOFOR, DONG Energy, ABB, Balslev, CleanCharge, Metro Therm, Glen Dimplex og PowerLab-faciliteterne.

22

V ID E NSBY

HEL KOMMUNE BLIVER ET 'LIVING LAB' Lyngby-Taarbæk Kommune, DTU og en række virksomheder vil gøre Lyngby til et levende laboratorium til gavn for borgerne, uddannelsesinstitutionerne og erhvervslivet.

S a bina Askho lm Larse n

F

lere steder på DTU’s campus kan man møde såkaldte living labs – levende laboratorier, hvor forskning bliver afprøvet i hverdagen af de mennesker, der færdes der. Når en teknologi er blevet afprøvet i DTU’s egne beskyttede living labs, skal den efterfølgende trykprøves i hverdagslivet i byerne; først Lyngby, så København og derefter resten af verden.

Dataplatform sikrer overblikket Et eksempel på denne proces er projektet Smart Vidensby, hvor Lyngby-Taarbæk Kommune og DTU i samarbejde med bl.a. Niras vil skabe en dataplatform, der samler sensordata og offentligt tilgængelige data og gør dem anvendelige for borgere, forskere og virksomheder. Platformen kan f.eks. bruges til at forenkle og optimere byggesager: ”En byggesag kan fremskyndes ved, at de fleste dokumenter kan tilgås gennem den fælles platform, der også indeholder måledata fra omgivelserne. Det betyder, at man får kendskab til vandniveauet under terrænet, støjniveau, solindfald, vindforhold, ledninger i jorden og meget mere,” forklarer Alfred Heller, som er lektor på DTU Byg og forsker i udviklingen af smart cities.

Projektet er en del af Lyngby-Taarbæk Vidensby, hvor det private erhvervsliv, uddannelsesinstitutionerne, boligsektoren og kommunen arbejder sammen om at udvikle kommunen til en levende videns- og universitetsby, der kan tiltrække virksomheder og skabe vækst og arbejdspladser.

Læ s m e re o m p ro je ktet Smart Vidensby her: kortlink.dk/kbwa Al f re d H e lle r, le kto r, DTU Byg, alfh@byg.dtu.dk

S M ART CIT IE S

I NTEL L I G ENT FJ ER NVA R M E

SOFTWARE SPARER VARME I BYEN FOR MILLIONER For en sikkerheds skyld var vandet i fjernvarmen tidligere rigeligt varmt.

Med software udviklet på DTU kan temperaturen i nettet sænkes 3-10 grader, uden at forbrugerne fryser.

M o rt en A n d ers en M ika l Sc h l o s s er

Smart energiforskning Forskningen i styringssoftware til fjernvarme sker som en del af programmet CITIES (Center for IT-Intelligent Energy Systems), som ledes af professor Henrik Madsen, DTU Compute.

Se mere s id e 1 4 .

DYN AMO

44

D

03

16

e danske fjernvarmeværker sparer store beløb, når de anskaffer software, som styrer temperaturen i fjernvarmenettet præcist. Således skar Roskilde Forsyning godt to mio. kr. af selskabets årlige driftsomkostninger. Samtidig faldt varmetabet i nettet med 18 pct. ”Der er stor bevågenhed om nødvendigheden af styringssoftware i branchen. På landsplan kan fjernvarmesel-

DT U

Byernes fjern­ varmeanlæg kan være med til at stabilisere energi­ systemet, hvis de styres smart.

skaberne spare mange millioner kroner, og samtidig spares klimaet for mange tons CO2, når energien udnyttes mere effektivt,” siger adm. direktør Torben Nielsen fra virksomheden Enfor, der er spundet ud fra DTU. Virksomheden, der blev stiftet i 2007, bygger på software udviklet på DTU Compute. DTU har fortsat en aktiepost i virksomheden, som jævnligt samarbejder med universitetet om forskningsprojekter.

23

Et vist varmespild er uundgåeligt Med 60 pct. er Danmark det land i verden, hvor fjernvarme dækker den største del af de private husstandes varmeforbrug. Flere andre lande er dog ved at komme med. Fjernvarme er smart, fordi man udnytter spildvarmen fra produktionen af strøm. Og når man alligevel har fjernvarmenettet, kan man også udnytte andre energikilder – f.eks. varme fra affaldsforbrænding.

24

SM A RT C I T I E S

En ulempe er imidlertid, at der altid vil være et vist spild, når varmen skal sendes ud til forbrugerne. Derfor er man nødt til at sende vandet afsted med en temperatur, der er så tilpas høj, at det stadig vil have en acceptabel temperatur, når det kommer ud til den sidste forbruger på linjen.

Tidligere blev temperaturen i systemet reguleret manuelt i et kontrolcenter. ”For en sikkerheds skyld satte man temperaturen lidt højt, så man ikke skulle gå og pille ved indstillingerne hele tiden,” forklarer Torben Nielsen.

Den præcise fremløbstemperatur varierer mellem de forskellige områder og selskaber. Men normalt ligger den i intervallet 70-80 grader det meste af året og 80-90 grader i de koldeste måneder. ”Med den rigtige kontrolsoftware kan man typisk nøjes med ca. 70

I NTE LLI G E NT I NF RAS TRU KTU R

Enfor Virksomheden Enfor i Hørsholm blev spundet ud fra DTU i 2007. Virksomheden leverer software og rådgivning, der understøtter intelligent energiforsyning. Ud over software til styring af fjernvarmeforsyningen er løsninger inden for detaljerede vejrprognoser, der kan udnyttes til styring af vindkraft, et stort område. Desuden er styring af solkraftanlæg et voksende område, i takt med at der installeres flere solcelleanlæg i Danmark. Enfor har i dag fire medarbejdere og er en virksomhed i vækst. Virksomheden har et samarbejde med Cowi A/S om eksport af software og løsninger bl.a. på fjernvarmeområdet.

grader det meste af året og 80-85 grader i de koldeste måneder. Denne sænkning af temperaturen er i sig selv mange penge værd, hvis varmen kommer fra et kraftvarmeværk. Dertil kommer, at varmetabet i rørene bliver mindre, når vandet i udgangspunktet er knap så varmt,” forklarer Torben Nielsen.

Mange usikkerhedsfaktorer I betragtning af de store besparelser kan det virke mærkeligt, at man ikke har indført styringssoftware i branchen for længst. ”Det har været udfordrende at udvikle kontrolsoftware til formålet,” forklarer professor Henrik Madsen, DTU Compute. ”De traditionelle

RENT VAND PÅ GRØN STRØM Morte n An d e rse n Pa nthe rm e d ia

Snedig software sætter operatørerne i stand til at flytte de mest energislugende processer i spildevandssystemet til tidspunkter, hvor der er rigeligt af billig vedvarende energi. På den måde hjælper anlæggene med at stabilisere energisystemet.

DYN AMO

44

03

16

løsninger kunne ikke håndtere de mange usikkerheder i fjernvarmesystemet. Usikkerhederne skyldes især, at vandet udbreder sig med forskellige hastigheder i forskellige dele af systemet. Man skal både håndtere en stor variation af temperaturer og samtidig en stor variation i usikkerhederne omkring den præcise temperatur.”

En del af løsningen er temperaturmålere forskellige steder i systemet. ”Hvis man anbringer sine sensorer klogt, er det tilstrækkeligt med femseks sensorer i en typisk dansk by.

Men det er klart, at med den udvikling, som sker inden for sensorer – hvor man f.eks. kan få målinger time for time – vil præcisionen blive større. Dermed kan man også opnå større besparelser,” siger Henrik Madsen.

R

enseanlæggene skaber bedre vandmiljø, men hvorfor ikke samtidig lade dem give klimaet en håndsrækning?

Nærmere bestemt kan anlæggene understøtte vedvarende energi ved at lægge strømforbruget på tidspunkter, hvor der er rigeligt af især vindenergi.

Sådan lyder udgangspunktet for et erhvervsforskningsprojekt, som forener DTU’s viden om styringsmetoder med Krügers erfaring inden for styring af renseanlæg. Virksomheden med hovedkontor i Søborg var blandt pionererne, da Danmark begyndte at rense spildevand for næringssalte i 1980’erne, og har siden leveret en lang række renseanlæg. ”Stadig flere af vores kunder blandt kommuner og forsyningsselskaber har en målsætning om, at anlæggene skal være CO2-neutrale. Et nyt skridt i den retning er at tune anlæggets eget forbrug, så det foregår på tidspunkter, hvor strømmen er billig. På den måde mindsker man samtidig anlæggets CO2-fodspor, fordi man er med til

DT U

Tager højde for vejrudsigten I de seneste generationer af systemet er målingerne koblet med prognoser for forbruget. Især har vejret naturligvis stor indflydelse på, hvor meget forbrugerne skruer op og ned for varmen.

Derfor er styringen gjort afhængig af vejrudsigterne. ”Især i overgangsperioderne om foråret og efteråret er der stor usikkerhed omkring forbrugernes valg. Her er det relevant at omsætte den lokale vejrudsigt til en prognose for det forventede forbrug 12 timer frem i tiden,” siger Torben Nielsen.

Enfor-direktøren er forsigtig med at oversætte de besparelser, som er opnået i Roskilde, til landsdækkende tal: ”Man kan ikke bare sammenligne før og efter indførelsen af styringssoftware. Fjernvarmesystemet ændrer sig over tid. Det er klart, at hvis et fjern-

varmeselskab udskifter en stor del af sit system med nye, topisolerede rør, vil man mindske varmetabet betydeligt, og det kan vi jo ikke tage æren for. Desuden er der altid forskelle i klimaet mellem forskellige år. Det er man nødt til at korrigere for. Så alt i alt er det en ret stor øvelse at lave en seriøs sammenligning. Det er ikke noget, vi kan gøre hele tiden. Men vi gjorde det i Roskilde, og resultaterne var så tydelige, at vi trygt kan sige, at der er mange penge at spare i branchen.”

at understøtte vedvarende energi,” siger innovationschef Morten Grum, Krüger.

Software, der kan forudsige elprisen, kan bruges til at styre rensningsanlæggenes drift intelligent, så de energikrævende processer foregår, når elprisen er lav. På den måde kan rensningsanlæggene være med til at stabiliserere energisystemet.

Elregningen bliver mindre I Kolding styrer Krügers software både Kolding Centralrenseanlæg og afløbssystemet. I forskningsprojektet benytter virksomheden såkaldt Model Predictive Control (MPC) til at styre dele af systemet. Metoden kombinerer en matematisk procesmodel med løbende målinger af spildevandsflowet samt prognoser for prisen på el. Den matematiske model benyttes til at forudse, hvad der vil ske fremadrettet. Derved bliver softwaren i stand til at styre anlægget, så det især bruger meget strøm på tidspunkter, hvor elprisen er lav – f.eks. om natten, eller når der er rigeligt med strøm fra vindmøller. ”Vi har vist, at det kan lade sig gøre at styre processerne ved hjælp af MPC,” siger erhvervspostdoc Rasmus Halvgaard, som deler sin tid mellem Krüger og DTU Compute. ”Hvor meget der præcis kan spares på anlæggets elregning, er ikke helt

25

H en rik M a d s en , p rofes s o r, DTU Co mp u t e , h ma d @ d t u . d k .

klart endnu. Men besparelsesprocenten er i hvert fald tocifret.”

Projektet er finansieret af Danmarks Innovationsfond, Krüger samt DTU. DTU’s bidrag stammer fra universitetets andel af forskningsprogrammet CITIES om smarte teknologier til fremtidens bysamfund. Erhvervsforskerprojektet er koblet til et demonstrationsprojekt, der også foregår på Kolding Centralrenseanlæg. Dette projekt støttes af Energistyrelsen.

Understøtter dansk eksport Krüger indførte allerede i 1990’erne styringssoftware, som minimerer anlæggenes energiforbrug. Det nye projekt ligger i naturlig forlængelse af det arbejde, siger innovationschef Morten Grum: ”Det er en del af vores differentiering i forhold til konkurrenterne på det internationale marked, at vi indarbejder den nyeste viden om processtyring i vores produkter. På den måde er projektet med til at understøtte vores eksport og skabe flere danske arbejdspladser.”

26

SM A RT C I T I E S

I de senere år er der forsket meget i MPC. Virksomheder i den kemiske industri var de første til at styre deres processer på denne måde. Men også renseanlæggene kan se et stort potentiale, siger Rasmus Halvgaard: ”Vand flyder med en relativt rolig hastighed. Det betyder, at der er tid nok til at udføre de beregninger, vi har brug for, undervejs.”

Erhvervsforskeren har selv skrevet de algoritmer, som styrer anlægget, i open source-programmeringssproget og analyseværktøjet R. ”Krüger benytter bl.a. fleksibelt styringssoftware, der kan kommunikere med R. På den måde kan jeg anvende mange avancerede R-funktioner, så jeg slipper for at opfinde den dybe tallerken. Samtidig nyder jeg godt af, at Krüger har fjernadgang til anlægget.

Det er en stor fordel, at jeg kan afprøve

I NTEL L I G ENT I N FR AS T R UKT UR

nye styringsalgoritmer online og med det samme få testet, om de virker efter hensigten.”

Vil styre ud fra vejrudsigten Projektet er begunstiget af den måde, elsystemet er indrettet på. Store elforbrugere som renseanlæg får fuldt udbytte af at bruge strøm på tidspunkter, hvor den er billig. ”Derfor er der en nem gevinst at høste ved at flytte elforbruget i forhold til timeprisen på el,” siger Rasmus Halvgaard. Hver dag klokken 12 melder den europæiske elmarkedsbørs Nord Pool Spot, hvad prisen vil være time for time i det kommende døgn. ”Allerede ved at flytte de tidspunkter, hvor vandet pumpes i afløbssystemet, har vi en god besparelse,” forklarer Rasmus Halvgaard.

Rensningsanlæggene kan fungere som en slags energilagre, hvis deres processer styres intelligent i forhold til elprisen.

DYNA MO

44

03

16

Denne ret simple ændring har indbragt hovedparten af besparelsen på elforbruget i projektet.

I samarbejdet mellem Krüger, DTU og Innovationsfonden indgår også et erhvervs-ph.d.-projekt, som udføres af Vianney Courdent, DTU Miljø. ”Vianney Courdent ser bl.a. på, hvordan man kan forudsige flowet af vand til anlægget ved hjælp af vejrprognoser,” forklarer innovationschef Morten Grum. ”Vi er meget interesserede i at kunne flytte især beluftningen af spildevandet, som vejer tungt i elforbrug, til billigere tidspunkter.

På selve anlægget er der ikke kapacitet til at opbevare store mængder spildevand, men når man inddrager afløbssystemet, bliver det muligt. Det kræver imidlertid, at man har styr på sin vejrudsigt. Der skulle meget nødig ske forurening eller oversvømmelser ude i systemet, fordi vi skubber beluftningen.”

Spildevand bliver en ressource Det er endnu for tidligt at sige, hvor meget der kan vindes ved at optimere styringen af de meget strømslugende processer på anlæggene, understreger innovationschefen: ”Desværre er der meget stor forskel på, hvordan tarifsystemerne er indrettet i forskellige lande. Det betyder, at der er forskel på, hvordan anlæggene skal styres, så man opnår den bedst mulige driftsøkonomi. Derfor er det også svært at give et fast tal for, hvor meget MPC kan spare på elregningen. Til gengæld er det sikkert, at denne form for styring er med til at understøtte vedvarende energi og bringe rensningen tættere på at blive CO2-neutral.”

På længere sigt er Morten Grum ikke i tvivl om målet: ”Man er på vej væk fra kun at se anlæggene som energiforbrugere.

Det organiske stof, som trækkes ud af spildevandet, er en ressource, der kan omsættes til energi. Ved at bruge strøm på tidspunkter, hvor der er rigeligt vedvarende energi, og omvendt producere energi på tidspunkter, hvor der er mangel på energi i systemet, kan renseanlæggene give et positivt bidrag til energisystemet.”

R a s mu s Fo g t ma n n Ha lv ga a rd , erh vervs p o std o c , DTU Co m p u t e , r h a l@ d t u . d k

FORS KNI NGS BAS ERET RÅ DGI V NI NG

Nyt center for jernbaneteknologi I de kommende år skal der gennemføres meget store infrastrukturprojekter på jernbaneområdet i Danmark, ligesom der fortsat vil være hårdt brug for jernbaneingeniører og kandidater med tværfaglige ekspertiser. DTU har derfor sammen med BaneBranchen etableret et nyt center for jernbaneteknologi. Centeret skal samle DTU’s mange og forskelligartede forskningskompetencer inden for området og desuden koordinere uddannelse og forskningsbaseret rådgivning til myndigheder om jernbanerelaterede emner. rail te ch.d tu.d k

”Der er masser at gå i krig med for at få jernbane­ driften til at fungere bedre.”

NYHE D E R

27

DTU

Kom til Medico Bazar Vil du høre om den nyeste medikotekniske udvikling, så kom til den årlige Medico Bazar på DTU Lyngby Campus. Den finder sted den 8. marts. Basaren samler branchens aktører og skaber dialog og videndeling ved at koble forskere, klinikere, entreprenører, selskaber, investorer og andre aktører inden for feltet sammen. Udstillere præsenterer f.eks. nye idéer og prototyper af nye produkter. Besøgende får indsigt i den nyeste forskning og udvikling og kan finde nye kontakter, samarbejdspartnere eller investeringsmuligheder. Sidste år deltog ca. 400 i basaren.

Medico Bazar afholdes af det nationale innovationsnetværk MedTech Innovation, der ledes af DTU. Mere information og tilmelding på: med t ec h - in n ovat io n . d k / med ico - b a z a r

Lystfiskere overvåger fiskebestande Fangstjournalen er navnet på en ny app, som lystfiskere kan bruge til at holde styr på deres fisketure og fangster. Samtidig forsyner lystfiskerne forskerne med data om de fiskebestande, der indgår i lystfiskeriet.

Data fra Fangstjournalen kan forbedre mulighederne for at følge ændringer i fiskebestandene og bidrage til forståelsen af, hvordan de bliver påvirket af forandringer i f.eks. klima, levesteder og fiskeri. Fangstjournalen findes på fangstjournalen.dtu.dk og kan hentes som app både i App Store og på Google Play. Den er udviklet af DTU Aqua med støtte fra fisketegnsmidlerne og Tips- og Lottomidlerne. kort l in k . d k / k b a g

H E N R I K S Y LVA N , C E N T E R L E D E R , R A I LT E C H

BEDRE ADGANG TIL FØDEVAREDATA DTU Fødevareinstituttet har lanceret en ny og brugervenlig database over danske fødevarer og deres indhold af næringsstoffer. 'Fødevaredata', som databasen hedder, indeholder opdaterede oplysninger om næringsstoffer i mere end 1.100 fødevarer på det danske marked. Den viser op til 113 næringsværdier for hver fødevare, herunder energi, fedt,

kulhydrat og protein, kostfibre, alkohol, vitaminer, mineraler, specifikke kulhydrater, aminosyrer og fedtsyrer.

'Fødevaredata' har en stor brugerskare, der bl.a. inkluderer myndigheder, forskere, undervisere, fødevareindustrien, diætister og privatpersoner. Dataene bruges f.eks. til at beregne næringsstofindtag i kostundersøgelser,

vurdere risikoen og virkninger ved fødevareberigelse, beregne en fødevares næringsindhold til brug på fødevarers mærkning af næringsindhold og til at vurdere de ernæringsmæssige konsekvenser af kostråd og planlægge ens kostsammensætning.

'Fødevaredata' er en afløser for 'Fødevaredatabanken', som blev offentliggjort i 2008. Den

nye database indeholder nye data for fisk og fiskeprodukter, æg og æggeprodukter, kiks og kager, udskæringer af svinekød, hvid hvede og produkter med hvid hvede, fastfood fra fastfoodrestauranter samt jod og salt i brød. f rid a . fo o d d at a . d k

Tin a V int h er D a h l , C h rist ia n Skov, Lo u i se S i m o n se n , M i r i a m M e i st e r

28

E NT RE P RE NØ RSKA B S TA RT UP - V I R K S O M H ED

Endnu en startup har set dagens lys. Donkey Republic har udviklet en slags 'Uber' for cykler.

Mød en af iværksætterne bag virksomheden.

Lej et æsel med mobilen J u l ie Bo én ec

D o n key Rep u b l ic

D

onkey Republic har udviklet en i princippet global cykeludlejningsservice bl.a. med støtte fra en vellykket crowdfundingkampagne. Ved hjælp af en smart lås, der kan aktiveres med mobiltelefonen og en app, kan man nemt finde en lejecykel rundt omkring i København og betale lejen med det samme. Vi har mødt tidligere DTU-studerende Jens Kjærby Frandsen i kontorfællesskabet Dare2mansion i København. Han er en af iværksætterne bag startup-virksomheden.

Hvorfor kalder I jeres cykel for en ’donkey’? ”En cykel hedder jo også en ’jernhest’.

Og så syntes vi, at det kunne være sjovt at kalde vores cykel for en ’donkey’.

Primært fordi et æsel er pålideligt og hårdtarbejdende, selvom det måske ikke er helt så hurtigt som en hest.”

Hvordan blev du en del af dette eventyr? ”Vi kommer alle fra forskellige baggrunde og lande, men vi har én ting tilfælles: Vi tror på cyklen som

Dare2mansion En tidligere autoreservedelsforhandler på Østerbro huser nu Dare2mansion, en række innovative opstartsvirksomheder i København. Det er en kreativ, skæv og innovativ legeplads for iværksættere og virksomheder, som søger et unikt sted at udfolde sig uden for de vante rammer.

Donkey Republic har gjort cykeludlejning fleksibel. Med en smartphone og en app kan man nemt leje en cykel og aflevere den igen – uafhængigt af åbningstider.

transportmiddel og dens gavnlige indvirkning på samfundet. Det hele startede med, at vi havde et praktisk problem, der skulle løses: Venner på besøg i København skulle have mulighed for at cykle rundt i byen. Det udviklede sig til et reelt projekt, og med støtte fra Innovationsfonden udviklede vi i samarbejde med Delta (et godkendt teknologisk serviceinstitut, red.) en prototype af elektronikken. Det var her, jeg blev en del af projektet.”

Hvorfor forlod du et fast job i sikre rammer for at blive en del af en start­upvirksomhed? ”Jeg har en bachelorgrad i IT fra DTU og har arbejdet for Oticon i otte år. I min tid på DTU fik jeg en grundlæggende viden om en masse forskellige ting, bl.a. om hvordan man fører idéer ud i livet og løser problemer. Kombineret med min erhvervserfaring gav det mig gode forudsætninger for at føre konkrete projekter ud i livet. Og det er en god evne at have, når man skal starte en virksomhed. Projektet opstod på et rigtig godt tidspunkt i min karriere, da jeg var kommet til et punkt, hvor jeg var parat til at ændre min måde at arbejde på og min tilgang til arbejdslivet generelt. Og jeg sætter virkelig pris på at være i konstant dialog med brugerne. Der er altid noget, vi skal justere, og det skal helst gå hurtigt. Det er ikke kun en stor udfordring, men også et stort ansvar ... og skræmmende og ekstremt tilfredsstillende på samme tid!”

Hvilke tekniske udfordringer har I haft? ”Som teknisk chef har jeg ansvaret for de tekniske aspekter. Kort sagt beskæftiger jeg mig med mekanik, elektronik og firmware. Og vi har to udviklere, som arbejder med vores to apps. De største udfordringer, vi stod overfor, var, at låsen skulle have et lavt strømforbrug. En donkeys batteri skal holde op mod 500 dage, men det var vanskeligt at opnå!

En anden udfordring var forbindelsen mellem lås og smartphone. Vores låse

En smartphone-app giver adgang til at leje cykler i København døgnet rundt. App'en viser, hvor den nærmeste cykel befinder sig, låser den op og sørger også for betalingen, når man sætter cyklen fra sig.

DY N A M O

44

03

16

er baseret på den nyeste bluetooth-teknologi. Den skal virke første gang, man aktiverer den. Appen skal altid kunne sende en meddelelse til låsen for at kontrollere, om den er låst ... men igen; det er en funktion, der tærer på batterilevetiden.

For det tredje, internetadgangen.

Man skal bruge en smartphone for at kunne låse cyklen op. Vi har netop lanceret en offline-version af systemet, så man kun behøver internetadgang en gang, før man henter en cykel og en gang efter, at den er afleveret. Så får turister lettere ved at bruge cyklen.

DTU

29

For det fjerde voldte lokaliseringen problemer i begyndelsen, da vi skulle have bluetooth, GPS og wi-fi til at virke pålideligt samtidig. Det har vi forbedret med vores nye app, hvor vi har forenklet sytemet, så man hverken behøver GPS eller wi-fi for at låse cyklen op. Vi skulle bruge et simpelt system, der altid fungerer. Jo enklere systemet er, jo mindre er risikoen for, at noget ikke virker. Det skal være så driftssikkert som muligt, og derfor tester vi alle låsene i Dare2mansion, inden vi sender dem ud af huset.

Hvor finder man en donkey?

I starten var det primært i København, men nu har vi i stigende grad et globalt fokus. I efteråret gennemførte vi en succesfuld crowdfunding-kampagne, hvor vi solgte systemet i både Europa, USA, Asien, Australien og New Zealand. Vi er klar til at levere til disse markeder her i foråret.”

Se mere p å d on key . b i ke

Donkey Republic • Donkey Republic var en af vinderne af Grøn Dyst, DTU’s studenter­ konference om bæredygtighed i 2015.

• Donkey Republic vandt et Guldæg (en konkurrence for it-startups) i sin kategori i 2015.

• Donkey Republic fik økonomisk støtte fra den europæiske innovationsplatform Climate-KIC og deltog i Climate-KIC’s ’Journey to Paris’-kampagne, som havde COP21-topmødet som sin destination.

30

E KST RE M T H Ø J E BYGN I NGE R

I NTERV I EW

829,8 meter

H.C. Ørsted-forelæsninger To gange om året inviterer DTU fremtrædende internationale forskere til at forelæse om deres arbejde, forskningsresultater og perspektiverne i deres forskningsområde ved de såkaldte Ørsted Lectures.

Forelæsningerne er åbne for alle.

Tårnhøje rekorder

Se eller gense nogle af de tidligere forelæsninger, og få information om kommende forelæsninger her:

MØD MANDEN BAG KALIFFENS TÅRN d t u .dk / HC-Oersted-Lecture

Burj Kahlifa – Kaliffens Tårn – har sit navn efter Khalifa bin Zayed Al Nahyan, Abu Dhabis regent samt præsident for De Forenede Arabiske Emirater. Med 829,8 meter er bygningen verdens højeste. Byggeriet blev indledt i 2004 og afsluttet i 2010.

Blandt de mange øvrige rekorder er den højest beliggende benyttede etage i 584,5 meters højde samt det største antal etager – 163. Tårnet rummer en blanding af eksklusive lejligheder samt hotelværelser.

Bill Baker står bag verdens højeste menneskeskabte struktur, Burj Khalifa i Dubai. Her fortæller han om de ingeniørmæssige udfordringer ved ekstremt højt byggeri.

321 meter

I

t’s just a project.” Det lyder næsten som krukkeri, når William (Bill) F. Baker beskriver sit teams bidrag til Burj Khalifa – Kaliffens Tårn – som blev indviet i 2010 og fortsat er verdens højeste menneskeskabte struktur med sine 829 meter. ”Det er ikke højderekorden i sig selv, der interesserer mig. Faktisk håber jeg da, at rekorden snart bliver slået. Det spændende ligger i, at man er nødt til at udvikle radikalt anderledes systemer, når man vil tage et spring opad i højde. Det er simpelthen ikke muligt at skalere strukturerne fra lavere byggerier op.”

Morten Ander s en Thorkild Amdi C h rist en s en

Som chefingeniør i den amerikanske arkitekt- og ingeniørvirksomhed Skidmore, Owings & Merrill (SOM) har Bill Baker udviklet den unikke sekskantede kernestruktur bag verdensrekorden (se forklaringen side 33).

Ud over selve højderekorden har Burj Khalifa en stribe andre rekorder – f.eks. verdens højest

DY N A M O

44

03

16

DTU

31

beliggende benyttede etage i 584 meters højde – og har modtaget et væld af priser. Derfor er der mildt sagt ingen mangel på omtale af projektet i alverdens medier. En overset detalje er imidlertid, at Bill Baker og hans team har hentet en del af deres inspiration i Danmark: ”Hos SOM følger vi det arbejde, som foregår inden for topologioptimering på DTU, med stor interesse.”

Ingeniør og arkitekt er ligestillede Topologioptimering handler om at fordele materialet i et emne hensigtsmæssigt. Langt de fleste emner i vores dagligdag er overdimensionerede i den forstand, at man ikke behøver så meget materiale for at have rigelig bæreevne til det givne formål. Når man ønsker at udvide grænserne for det mulige – f.eks. for at bygge verdens højeste hus – er det helt afgørende at slippe for overflødig vægt.

På DTU har især professor Ole Sigmund og dekan Martin P. Bendsøe været pionerer inden for topologioptimering (se boksen s. 32).

Bl.a. har deres metoder været brugt til at holde vægten på Airbus-flyet nede. ”Vi har ikke et direkte forskningssamarbejde, men vi udnytter værktøjer, som andre har skabt på baggrund af den forskning, som Sigmund, Bendsøe og deres kolleger udfører,” siger Bill Baker.

Med andre ord er anvendt topologioptimering en væsentlig del af forklaringen på, at Burj Khalifa kunne bygges. En anden forudsætning har været samarbejdet mellem Bill Bakers ingeniørteam og arkitektteamet anført af Adrian Smith fra SOM. ”Den traditionelle rollefordeling, hvor arkitekten tegner

For Bill Baker er det vigtigt at kunne beskrive grundtanken i byggeprojekterne klart og enkelt. Med ord, ikke kun med matematik.

først, hvorefter ingeniøren skal finde den tekniske løsning, giver ingen mening for ekstremt høje bygninger. Ingeniøren er nødt til at være med helt fra starten. Det er nu også sådan, vi altid gør tingene i SOM. Det tror jeg er en væsentlig del af baggrunden for, at vi har fået så mange opgaver på området,” siger Bill Baker.

Udvalgt efter to intensive uger SOM blev udvalgt af bygherren, Emaar Properties, efter en intensiv, blot to uger lang idékonkurrence.

Her bød Bill Baker ind med et design, der var inspireret af en anden SOM-opgave.

For at forstå Bakers idé må man kende den grundlæggende moderne måde at konstruere meget høje bygninger. I 1963 lancerede SOM-ingeniør Fazlur Rahman Khan (1929-1982) begrebet ’bundled tube’ – bundtede rør.

Det mest kendte eksempel er Willis Tower i Chicago. Med sine

32

E KST RE M T H Ø J E BYGN I NGE R

I NTERV I EW

Topologioptimering

442 meter var bygningen, der blev færdig i 1973 og også kendes som Sears Tower, verdens højeste bygning de følgende 25 år. Bygningen udgøres af ni rør i forskellig længde.

Khans grundtanke om at fordele de statiske kræfter – i fagsproget ’lasterne’ – som konstruktionen skal bære, på flere separate, men sammenføjede delstrukturer er benyttet ved opførelsen af alle senere meget høje bygninger. Imidlertid er der sket flere markante udviklinger af princippet undervejs.

I Seoul, Sydkorea, havde Chicago-virksomheden udført designet på en 580 meter høj bygning med en videreudvikling af ’bundled tube’-princippet, en såkaldt forlænget kerne. ”Faktisk gav vi ikke rigtig princippet noget navn. Men ’extended core’ er nok det, der dækker bedst,” siger Baker nu.

Byggeriet blev indledt i 2007, men blev forsinket af naboklager og senere helt opgivet. ”En overgang så det ud til, at byggeriet i Seoul ville gå igennem, hvis højden blev sænket. Vi ændrede tegningerne fra 130 etager

Et klassisk eksempel på topologioptimering er den bærende konstruktion til en vinge til et fly. På den ene side gælder det om at bruge så lidt materiale som muligt. Man vil jo gerne holde vægten nede, både for at spare brændstof og for at mindske den belastning, som vingens egenvægt udgør for konstruktionen. Men på den anden side skal bæreevnen være høj, så sikkerheden er i top. De modsatrettede hensyn kan sammenfattes i et optimeringsproblem, der omfatter et sæt af differentialligninger.

I 1988 begyndte nuværende dekan og daværende professor i matematik ved DTU Martin P. Bendsøe at udvikle computerbaserede metoder til topologioptimering. Senere har han forfinet metoderne i samarbejde med professor Ole Sigmund, DTU Mekanik.

Ud fra en forudgående definition af, hvilken ydre form designet skal holde sig indenfor, løses sættet af differentialligninger. I praksis vil man aldrig ramme plet i første omgang, men ved at køre flere runder igennem kan man efterhånden nå en løsning, der er væsentligt bedre end den, som den menneskelige intuition ville være i stand til at finde.

til 92. Men i virkeligheden var jeg overbevist om, at designet tværtimod kunne have båret et væsentligt højere byggeri,” husker Bill Baker. ”Det så jeg den nye opgave i Dubai som en mulighed for at virkeliggøre.”

Overraskelse i vindtunnellen Men princippet fra Seoul klarede ikke det nye spring i højde. ”Da vi tog designet med extended core i vindtunnellen og udsatte det for de vindstyrker, som Burj Khalifa skulle modstå, gik det til min overraskelse helt galt!” fortæller Bill Baker. Imidlertid betragter han i dag denne tilsyneladende fiasko som held i uheld: ”Hvis vi kun havde været et lille stykke fra målet, ville vi sikkert have prøvet at tillempe designet.

Men nu blev vi nødt til at finde på noget helt anderledes. Det ledte os frem til den afstivede kerne, som Burj Khalifa har fået.”

Kombinationen af den afstivede kerne og topologioptimeringen har mindsket behovet for materialer i Burj Khalifa markant. Havde bygningen haft et traditionelt design, som eksempelvis skyskrabernes klassiker Empire State Building, havde der været behov for en

Bill Baker besøgte DTU i december 2015, hvor han holdt en H.C.Ørstedforelæsning om sine markante byggeprojekter for studerende og ansatte.

dobbelt så stor mængde stål. Også forbruget af beton havde været langt større. Det lille materialeforbrug var helt afgørende for, at det var praktisk muligt at opføre Burj Khalifa.

Bygningens tredelte struktur – som i virkeligheden er sekskantet – har vist sig at optage de lodrette laster, der skyldes konstruktionens egen vægt, særdeles godt. Samtidig sikrer den mod, at konstruktionen vrides. ”Vi opdagede også, at vi kunne mindske lasterne markant ved at anbringe bygningen rigtigt i forhold til den dominerende vindretning på stedet. Da vi roterede bygningen 60 grader i forhold til den oprindelige plan, faldt kræfterne i vindtunnellen dramatisk,” husker Bill Baker.

En bygning er som et instrument Heldigvis har virkeligheden bekræftet resultaterne fra vindtunnellen: ”For en sikkerheds skyld havde vi gjort plads til at indsætte udstyr, som kunne dæmpe bygningens svingning, men det viste sig at være overflødigt.”

Toppen af bygningen udgøres af et 244 meter højt spir. På trods af

DY N A M O

44

03

16

DTU

33

AFSTIVET KERNE BÆRER KALIFFENS TÅRN Burj Khalifa har en heksagonal – sekskantet – kerne. De seks sider har to forskellige længder, så hver af de lange sider er omgivet af to korte nabosider og omvendt. De tre lange sider bærer groft sagt kun sig selv, mens de tre korte sider støtter hvert sit tårn med lejligheder og hotelværelser, som udgør bygningens funktion. Usynligt udefra har hvert af de tre tårne en kerne, der ligger i forlængelse af centerkernens korte side. Derved kommer hver sidekerne til at understøtte centerkernen på en måde, der minder om støttesøjlerne i middelalderens store katedraler. Bill Baker har døbt princippet ’buttressed core’ – på dansk ’afstivet kerne’.

M a ria n n e Ro m ef t er Pa u l C . M a rt en s

den enorme højde og stærke vind svajer spidsen af spiret maksimalt kun 1,5 meter.

Designets grundlæggende robusthed er kun en del af forklaringen, mener Bill Baker. For at illustrere sin pointe rejser chefingeniøren sig op og sætter sit slips i svingninger. Derefter får den halvfulde kaffekop foran ham et slag. Det samme gør et stativ i mødelokalet. ”Alle ting har en naturlig egen­ svingning. Det gælder også for en bygning. Vi har optimeret designet for at kontrollere egensvingningen.

Det svarer faktisk meget til, når en musiker stemmer sit instrument.”

I det hele taget kan man ikke gennemføre så stort et projekt som Burj Khalifa uden justeringer undervejs. ”Nej, men faktisk gik tingene utrolig glat. Ved et almindeligt, lavt byggeri støder entreprenøren ofte på nogle problemer, som egentlig kræver justeringer af designet, men som ikke er akutte. En dag opdager man så, at de små problemer har vokset sig store. Det sker ikke på et ekstremt højt byggeri. Her løser man tingene med det samme, fordi man ved, at det ellers kan blive katastrofalt.”

”Jeg tegner også enfamilieshuse nu og da. Det er nærmest en slags terapi for mig.”

BILL BAKER, CHEFINGENIØR, SKIDMORE, OWINGS & MERRILL

Blandede is i betonen Når man ser på innovation inden for andre tekniske områder, er det en nærliggende tanke, at skyskraberne kan blive endnu højere ved hjælp af nye materialer. Var det en overvejelse i forbindelse med Burj Khalifa? Spørgsmålet får Bill Baker til at smile bredt: ”Nej! Vi ønskede nemlig, at projektet blev gennemført! Hvis en entreprenør skal give sig i kast med et ekstremt byggeri, hvor der skal benyttes innovative materialer, vil han forlange så høj en pris, at projektet er dødsdømt på forhånd.

Derfor vidste vi, at der skulle benyttes velkendte materialer – beton og stål – som entreprenøren havde stor erfaring med.”

Selv med velkendte materialer var udfordringerne rigeligt store.

F.eks. skulle der pumpes beton op til en højde af 606 meter – hvilket

er endnu en af Burj Khalifas verdensrekorder. ”I den sammenhæng var vi begunstigede af, at Dubai har noget af det bedste beton i verden. Det skyldes bl.a., at det lokale vand er højkorrosivt, så man er nødt til at have virkelig god beton,” fortæller Bill Baker.

Betonen blev blandet efter en særlig formel. Normalt tænker man ikke på, at størkning af beton omfatter en kemisk reaktion, der har varme som biprodukt. ”Med de mængder, som blev brugt i byggeriet, og med de varmegrader, som man har om dagen i Dubai, risikerede vi, at betonen blev så varm, at kemien løb løbsk.

Derfor måtte entreprenøren blande is i betonen i stedet for kun vand som normalt!”

Lad matematikken hvile Ud over Burj Khalifa har Bill Baker en række andre højhuse på sit cv, men også andre markante projekter, f.eks. bygninger med tage, der har lange spænd. Desuden har han flere gange samarbejdet med kunstnere. Måske for at få anderledes idéer? ”Egentlig ikke. Jeg kan godt lide at arbejde sammen med kunstnere.

Vi har det tilfælles, at vi gerne vil have, at tingene bliver realiseret.

De kunstnere, som jeg har arbejdet sammen med, har alle været meget lydhøre. De ændrer gerne en struktur, når der er et godt teknisk argument for det, men samtidig har der aldrig været tvivl om, at skaberen af værket ikke er mig, men kunstneren.”

34

E KST RE M T H Ø J E BYGN I NGE R

”I øvrigt designer jeg også enfamilieshuse nu og da. Det er vel nærmest en slags terapi for mig.

Det er sundt at få et afbræk fra de store projekter.”

Samtidig har Bill Baker et andet råd til sine ingeniørkolleger: ”Læg matematikken på hylden et øjeblik, og beskriv i stedet grundtanken i dit design med ord.

Hvis du opdager, at du skal bruge mange og indviklede sætninger til at beskrive din idé, er du temmelig sikkert ikke nået i mål endnu! De bedste idéer er grundlæggende enkle. Samtidig er det en stor hjælp for dig, at du kan beskrive din idé klart. Dermed bliver det meget nemmere at forklare dine kolleger og samarbejdspartnere, hvad der skal ske. I et byggeri opstår der jo hele tiden konflikter mellem forskellige hensyn. Derfor er det en stor fordel at gøre sig klart fra starten, hvilket princip der har forkørselsret.”

Beregninger bliver trivielle Ikke mindst i en tid, hvor computeren fylder stadig mere i ingeniørens arbejdsliv, er det vigtigt stadig at kunne beskrive sin løsning med ord, tilføjer amerikaneren: ”Når ingeniøren er nødt til at spørge computeren, hvordan bygningen fungerer, er det uheldigt.

Det skal helst være omvendt!”

Det leder til et råd fra Bill Baker til fremtidens ingeniører: ”Hold fast i at forstå teorien! For 50 år siden var ingeniøren nødt til at forstå teorien, for han havde ingen computer at spørge. I dag fylder computeren meget i billedet, men det er kun en overgangsfase.

I fremtiden vil det være trivielt at kunne få en computer til at udføre de nødvendige beregninger. Til den tid vil det igen være forståelse af teorien, som bliver ingeniørens største aktiv.”

Blå bog

Bill Baker står bag mange markante byggerier. Ud over ekstremt høje bygninger har han også byggerier med tagkonstruktioner, der har meget store spænd, på sit cv.

FORSKERU D DA NNELSE

I NTERV I EW

William (Bill) F. Baker er uddannet bygningsingeniør fra University of Missouri. I 1981 blev han ansat ved Skidmore, Owings & Merrill (SOM), Chicago, USA, hvor han i dag er chef­ ingeniør og partner.

Bill Baker er især kendt for sit arbejde med ekstremt høje bygninger, blandt dem Burj Khalifa, men hans referencer omfatter også en lang række andre projekter.

Blandt dem flere markante byggerier med tage, der har store spænd. Desuden har han flere gange samarbejdet med kunstnere.

Interviewet til Dynamo fandt sted i december 2015, da Bill Baker var H.C. Ørsted-forelæser på DTU. Under besøget blev det i øvrigt aftalt, at Bill Baker og DTU-professor Ole Sigmund i fremtiden vil samarbejde om at udvikle topologioptimeringsmetoder til design af højhuse.

Direktør om ph.d.-kandidater:

’De hæver vores faglige niveau’ En ph.d.-grad fra DTU er nærmest en garanti for et job. Tidligere blev langt de fleste ph.d.er offentlige forskere, men i dag aftager erhvervslivet halvdelen.

M o rt en A n d ers en N ira s

B

eskæftigelsen blandt ph.d.er fra DTU er særdeles høj, og som en ny udvikling bliver ph.d.-kandidaterne lige så ofte ansat i private virksomheder som på offentlige forskningsinstitutioner.

Sådan tegner billedet sig i en undersøgelse, som analysevirksomheden Epinion har udført for DTU. I alt har 644 ph.d.er, som alle opnåede deres grad 2010-2014, deltaget. Det svarer til 44 pct. af samtlige ph.d.er fra DTU i perioden.

På trods af at finanskrisen fortsat trækker sine spor i dansk økonomi, har hele 94 pct. af ph.d.erne job. Dertil kommer en enkelt pct., som har startet egen virksomhed. De ansatte fordeler sig ligeligt mellem offentlige og private job. 74 pct. oplyser, at de allerede sikrede sig ansættelsen, mens de endnu var i gang med deres ph.d.-projekt.

Som ph.d.-studerende udfører man et treårigt forskningsprojekt og uddanner sig samtidig til en karriere som forsker. Det behøver imidlertid ikke være en offentlig karriere. ”Det er en god nyhed, at halvdelen af ph.d.erne fra DTU får job i virksom-

DIMMITEN D UN D ERSØ GELSE DY N A M O

44

03

16

35

DTU

”Vi kan rigtig godt lide at ansætte ph.d.er.

De er kendetegnet ved en ekstremt dyb faglighed” ALLAN CHRISTENSEN, DIREKTØR, NIRAS

heder,” kommenterer direktør Allan Christensen fra den rådgivende ingeniørvirksomhed Niras. ”Vi kan rigtig godt lide at ansætte ph.d.er. De er kendetegnet af en ekstremt dyb faglighed. Det kan vi bruge konkurrencemæssigt, fordi vi kan sige til vores kunder, at vi har de førende eksperter inden for det givne område.”

Flere i den private sektor Niras rådgiver bl.a. inden for vandsektoren og miljøområdet samt inden for udviklingsbistand. Virksomheden har hovedkontor i Allerød og kontorer i en lang række lande i Europa, Afrika og Asien. Ca. 50 af medarbejderne i Danmark har en ph.d.-grad. ”Ph.d.erne er med til at hæve vores faglige niveau. Desuden har de opnået akademiske færdigheder og analytisk styrke, som de kan bruge også uden for deres eget speciale,” siger Allan Christensen.

Gennem det seneste årti er den årlige produktion af ph.d.er i Danmark ca. fordoblet. Er det for mange, for få eller tilpas ifølge Niras-direktøren? ”Der bliver helt sikkert ikke uddannet for mange ph.d.er. På et tids-

punkt vil man nok ramme et naturligt loft, men der er vi ikke endnu,” svarer Allan Christensen. ”Men forudsætningen er, at endnu flere ph.d.er end i dag bliver ansat i den private sektor.

Universiteterne og Novo Nordisk kan nu engang ikke tage dem allesammen.”

Undersøgelsen viser, at de nyuddannede forskere ikke blot kommer i beskæftigelse – de får også job, hvor de kan udnytte deres nye kompetencer.

Således svarer 78 pct., at de udfører forskningsopgaver i dag.

Virksomheder som undervisere Skal man endelig finde en lille mørk sky, som skygger for den sol, som ifølge undersøgelsen skinner på DTU’s ph.d.er, er det, at de mange private ansættelser fordeler sig temmelig skævt. Det er langt overvejende de store danske virksomheder med flere end 1.000 ansatte, som ansætter ph.d.erne.

Med 1.400 ansatte passer Niras i det billede, men direktør Allan Christensen har ikke desto mindre et forslag til at åbne dørene til flere virksomheder: ”Måske kan de ph.d.-studerende blive rustet bedre til privat ansættelse,

Gennem de senere år er antallet af ph.d.er blevet fordoblet.

Ifølge Niras-direktør Allan Christensen uddannes der dog ikke for mange. Blot skal flere af de mindre private virksomheder få øjnene op for fordelene ved at ansætte ph.d.er.

end det sker i dag. Ph.d.erne kommer med en dyb faglighed, men de mangler tit forståelse for, hvordan den kan kommercialiseres. De kommer jo ud i en anden verden, hvor succeskriterierne er meget forskellige fra universitetets.

Det handler om bundlinjen og om gode løsninger for kunderne – ikke om videnskabelige artikler. Derfor vil jeg foreslå, at der bliver lagt små kurser eller moduler ind i ph.d.-uddannelserne, hvor virksomheder underviser i alt det, der gør overgangen til et job i den private sektor lettere.”

Er virksomhederne klar til at tage den opgave på sig? ”Ikke alle virksomheder, det erkender jeg. Det kræver, at man har gjort sig nogle erfaringer med at ansætte ph.d.er. Det har vi hos Niras.

Når man først har set, hvilken værdi ph.d.er kan tilføre virksomheden, er man også villig til at gøre en ekstra indsats.”

L æ s E p in io n s ra p p o r t o m DT U ’ s p h . d . -ka n d i d at er h er: d t u . d k / u d d a n n e lse / p h d Se p o rt ræt f il m af n o gle af DT U ’ s p h . d . e r h er: ko rt l in k . d k / k b r v

36

LUM I NE SC E NSM ÅL I NG

NY M ETO DE

Nu har forskere opfundet en hurtig vej til at aflæse undergrundens forhistoriske temperatur.

Sådan tager man temperaturen på undergrunden Lot te K rull Mi kal S chlo sse r

H

vor er det sikreste sted at deponere vores atomaffald? Hvad sker der med bjerglandskaberne, efterhånden som gletsjerne smelter? Hvor er det smartest at bygge en tunnel igennem et bjergmassiv? Og hvor kan det bedst betale sig at inddrive jordvarme? En væsentlig del af svarene på disse vidt forskellige spørgsmål kan findes med en ny metode, der afslører undergrundens gennemsnitlige temperatur langt hurtigere end de eksisterende metoder.

Desuden giver den nye metode adgang til undergrundens ’nyere’ historie – dvs. de seneste 100.000 år, hvor de eksisterende metoder slet ikke kan bidrage med nogen information.

”Det er vigtigt at kende undergrundens gennemsnitlige temperatur inden for de seneste årtusinder, for det giver os en idé om, hvor stabilt området er, og om det engang har været udsat for store forandringer eller varmepåvirkninger. Det er godt at vide, inden man f.eks. vælger at deponere atomfald eller

”Det er vigtigt at kende undergrundens gennemsnitlige temperatur inden for de seneste årtusinder.”

M AYA N K J A I N , S E N I O R F O R S KE R , D T U N U T E C H

bygge en tunnel,” forklarer seniorforsker Mayank Jain fra DTU Nutech.

DTU Nutech har stået i spidsen for et internationalt samarbejde, der gennem flere år har udviklet metoden. Forskernes arbejde blev i 2015 publiceret i Elsevier Earth and Planetary Science Letters.

Udbredt mineral husker under­ grundens historie Når den nye metode er hurtigere, skyldes det, at man i dag ofte må bore dybt for at få adgang til undergrunden.

Men ved selve boringen opstår temperaturændringer, og det kan tage op til

seks til syv år at vende tilbage til den oprindelige temperatur i jorden.

I stedet for at vente i så mange år benytter forskerne bag den nye metode mineralet feldspat, som er det mest udbredte mineral i de øverste to kilometer af Jordens overflade. For dette mineral gemmer på undergrundens temperaturhistorie. Årtusind efter årtusind bliver feldspatten udsat for baggrundsstråling, som stammer fra undergrundens naturlige indhold af radioaktive grundstoffer som eksempelvis uran og thorium. Baggrundsstrålingen ’slår’ nogle elektroner løs inde i feldspatten.

DY N A M O

44

03

16

De løse elektroner bliver hurtigt indfanget et andet sted inde i feldspatten, hvor de sidder rigtig godt fast. Kun lys eller varme kan frigive disse forflyttede elektroner. Dybt nede i undergrunden bliver feldspatten ikke udsat for lys, derfor er det kun varmen fra omgivelserne, der kan frigive elektronerne inde i mineralet. ”Hvis undergrunden har været meget varm, er mange elektroner blevet frigivet gennem tiden. Hvis den har været kold, så er elektronerne forblevet indfanget, og mængden af elektroner er stille og roligt akkumuleret,” forklarer Mayank Jain.

DTU

Forsker Mayank Jain lægger en prøve – i form af sandkorn – til analyse i et apparat, der kan måle luminescensen af materialet. Det er med til at afgøre, hvor gammelt materialet er.

37

Luminescens afslører fortidens temperaturer Denne viden udnytter forskerne i laboratoriet. Ved at belyse feldspatten med infrarødt lys tvinger de mineralet til at frigive de ’tilfangetagne’ og ophobede elektroner. Mængden af frigivne elektroner sladrer om, hvor meget varme feldspatten har været udsat for: Hvis kun få elektroner frigives, har undergrunden været relativ varm. Jo flere elektroner der frigives, jo større har akkumulationen af elektroner været gennem tiderne, hvilket betyder, at feldspattens omgivelser har været relativt kølige.

38

LUM I NE SC E NSM ÅL I NG

NY M ETO DE

DTU

”Denne viden kan gøre os bedre i stand til at forudsige, hvilken effekt opvarmningen af Jorden har.”

4. Radioaktiv kilde Bestråling af prøverne er en forudsætning for at kunne datere dem.

Sammenholdt med luminescensen (dvs. det lys, materialet afgiver under stimulering) opnår forskerne en præcis tidsbestemmelse af prøverne. Kilden er typisk en betakilde (strontium), men det er også muligt at sætte andre kilder på TL/OSL-readeren, f.eks. en røntgenkilde eller en alfakilde.

GEORGINA KING, GEOLOG, SCHWEIZ

Når elektronerne frigives inde i feldspatten, frigøres samtidig en overskydende energi i form af en lyspartikel – en foton. Den får feldspatten til at udsende et meget svagt lys. Dette er et velkendt fænomen, der kaldes for luminescens. I feldspattens tilfælde er lyset så svagt, at det ikke kan ses med det blotte øje, men kun opfanges af meget sensitive apparater som en såkaldt OSL-reader (Optically Stimulated Luminescence-apparat). ”Når vi har målt lyssignalet fra feldspatten med vores OSL-reader, har vi nogle informationer, som vi laver beregninger på ved hjælp af en matematisk model. Vores model tager højde for adskillige parametre, bl.a. hvor meget stråling feldspatten har været udsat for. I sidste ende får vi et estimat på, hvad den gennemsnitlige temperatur har været i den undergrund, hvor feldspatten kommer fra,” forklarer Mayank Jain.

Under udviklingen af den nye metode – også kaldet OSL-thermochronometry baseret på infrarød stimulering – har forskerne brugt en væsentlig del af tiden på at forstå elektronernes opførsel inde i feldspatten samt på at validere deres metode. Vali-

deringen er gennemført ved at hente sten fra Tysklands dybeste borehul, KTB (Kontinentales Tiefbohrprogramm der Bundesrepublik Deutschland), som er næsten 10 km dybt og mere end to årtier gammelt. Her er undergrundens temperaturer veldokumenterede, og det gav forskergruppen et datasæt, som de kunne holde op mod resultaterne fra deres nye metode.

Bedre forudsigelser af fremtidens landskaber Validering af den nye metode fortsætter i Schweiz, hvor bl.a. geologen Georgina King har brugt det seneste halve år på at sammenligne data fra den nye metode med velkendte data fra klippestykker fra Himalaya. Som geolog er hun begejstret for udsigten til at bruge metoden til at få mere viden om undergrundens historie de seneste 100.000 år: ”Den seneste istid hører til Jordens nyere historie, hvor der skete dramatiske ændringer af mange landskaber.

Hvis vi kan få mere viden om, hvad der eksempelvis sker med et landområde, når gletsjere smelter og forsvinder, kan

det gøre os bedre i stand til at forudsige, hvilken effekt den nuværende opvarmning af Jorden har på vores landskaber. Kan vi f.eks. forvente en forstærket erosion af bjergområder, når gletsjerne er borte? I et bjergrigt land som Schweiz, hvor der er mange landsbyer i gletsjerdale, kan det få en direkte indvirkning på mennesker, selvom det først er om mange år,” siger Georgina King.

Sen io rfo rs ker M aya n k J a in , ma ja @ d t u . d k .

Forskningstekniker Per Günther Sørensen er en del af det 10 mand store team på DTU Nutech, som udvikler, samler, tester og sælger de readere, som forskerne bruger til deres målinger.

DY N A M O

44

03

16

Gå på opdagelse i apparatet her 3. PM-rør eller EMCCD-kamera Den frigivne luminescens bliver målt af enten et såkaldt PM-rør (Photomultiplier) eller et EMCCD-kamera (Electron Multiplying Charge Coupled Device).

DTU Nutech var i 2014 de første til at levere et funktionsdygtigt kamera til TL/OSL-readeren.

2. Detektions- og stimuleringshoved Lyskilderne, der bruges til optisk stimulering af prøverne, er typisk blå, grønne og infrarøde LED’er eller lasere. Luminescensen – dvs. det lys, sandkornene afgiver efter at være blevet (optisk) stimuleret – er så svag, at en række filtre er påkrævet for at detektere det. Filtrene filtrerer stimuleringslyset væk, da det er ca. 1018 gange stærkere end selve luminescensen.

DTU Nutech har over mere end tre årtier udviklet, bygget og solgt et apparat, som især er eftertragtet blandt geologer verden over til datering af krystaller.

Apparatet, geologerne elsker Lot t e K ru l l M ika l Sc h l o s s er

1. Karrusel De materialer, der skal undersøges, lægges i et ’prøvehjul’ (i daglig tale kaldet ’sample wheel’), der drejer rundt inde i TL/OSL-readeren. Her bliver prøverne udsat for en cyklus af påvirkninger: opvarmning, lys og radioaktivitet. Ved en standarddatering af et mineral kører hjulet med materialerne igennem en cyklus af påvirkninger ca. 12 gange. Der er plads til 48 prøver på hvert ’sample wheel’.

Hver prøve kan bestå af et enkelt eller op til flere tusind sandkorn.

P

å DTU Risø Campus gemmer sig en sand eksportsucces, som kun er kendt af få. Teknikere og forskere fra DTU Nutech har siden 1982 udviklet og produceret de såkaldte TL/OSL-readere. TL står for Thermoluminescence og OSL står for Optically Stimulated Luminescence, der er metoderne, som bl.a. kan afdække, hvornår et sandkorn sidst har set solens lys – viden, som geologer og arkæologer verden over bruger i deres forskning af bl.a. landskabers udvikling, klimaændringer og menneskets udvikling. DTU Nutechs årlige salg af TL/OSL-readere ligger på ca. 20 apparater, og med udgangen af 2015 kunne centret afsende TL/OSL-reader nummer 400 fra Risø Campus. Det avancerede apparat står nu i laboratorier i mere end 40 lande verden over. På DTU Nutechs adresse på Risø Campus står 22 TL/OSL-readere til både forskning og udvikling, og hvert år afholder centret kurser for forskere fra hele verden i brug af apparaterne. På den seneste internationale konference for forskning i luminescensdatering var 90 pct. af præsentationerne baseret på apparater eller metoder, som er udviklet af DTU Nutech.

Fremstilling, udvikling og salg af apparatet beskæftiger i alt 10 medarbejdere på centret.

Bent L a u rit zen , afd el in g s c h ef, DTU N ut e c h , b la u @ d t u . d k .

39

40

STA RT UP S

NY H EDER

CEKO S ENS ORS

Succes for nanoteknologiske spinouts DTU Nanotech har netop fejret sit 25-års jubilæum, og instituttet har benyttet anledningen til at undersøge, hvordan det er gået med de 26 virksomheder, som er spundet ud af instituttet. Og det er gået rigtig godt; 21 af dem eksisterer stadig. Og tilsammen genererer de en årlig omsætning på 500 mio. kr. Heraf tegner eksporten sig for mere end 98 pct. Virksomhederne beskæftiger i øjeblikket 430 personer. Gennem de 20 år har investorer placeret i alt 1,5 mia. kr. i DTU Nanotechs spinout-virksomheder.

Vidt forskellige brancher De 21 spinouts opererer inden for vidt forskellige og højt specialiserede forretningsområder, der afspejler bredden i nanoteknologiens anvendelsesmuligheder. F.eks. udvikler virksomheden Plastisens sensorer til påvisning af antibiotika i mælk, Silmeco arbejder med ul-

trasensitiv molekylær påvisning af sprængstoffer, mens CEKO Sensors kan måle belastningen af vind­ møllevinger, så nedbrud undgås.

DTU Nanotech blev stiftet i 1990 under navnet Mikroelektronik Centret på initiativ af den daværende minister for forskning og uddannelse, Bertel Haarder.

Centeret havde som noget dengang enestående en bestyrelse med et flertal af eksterne medlemmer.

Se listen over spinout-virksomheder her: l.dtu.dk/hwco

Se et eksempel på en nanoteknologisk spinout-virksomhed, Blusense, der udvikler et system til at diagnosticere en række sygdomme ud fra en enkelt bloddråbe, i filmen her:

DTU

53 23 30 14 startups blev dannet på DTU i 2015

af årets DTU-startups blev dannet af ansatte

af årets DTU-startups blev dannet af studerende

patentideer er indberettet på DTU i januar 2016

AM M IN E X

Dansk teknologi renser københavnerluften Udledninger af skadelige stoffer fra dieselkøretøjer er i dag et stort problem. Derfor har staten besluttet at give godt 300 københavnske bybusser en teknologisk opgradering, der skal skære i partikelforureningen og udledningen af giftige NOx-gasser. Opgaven er gået til danske Amminex, der er en spinout-virksomhed fra DTU i 2005. Virksomheden har udviklet NOx-reduktionsteknologien ASDS™, der fungerer ved at lagre og dosere ammoniak, bundet i et fast stof, i udstødningssystemet på dieselkøretøjer. Dermed reduceres udledningen af giftstoffer i særlig høj grad. a mmin ex . co m

kortlink.dk/kd3 3

FLUI DAN

’Danish Tech Challenge-forløb har givet os meget’ Det blev den nye virksomhed MedTrace, der vandt Industriens Fonds iværksætterpris på en halv mio. kr., da Danish Tech Challenge-finalen løb af stablen den 21. januar. Med i opløbet var spinout-virksomheden Fluidan fra DTU Nanotech.

Bag Fluidan står bl.a. Fridolin Okkels, der gennem sin forskning på DTU Nanotech har opfundet og

patenteret en ny teknologi, RheoStream™, som gør det muligt at overvåge flydeegenskaber i industrielle processer online i realtid.

Læs mere om forløbet, der arrangeres af Scion DTU: ko rt l in k . d k / kd f 6

Henrik L a rs en , Lo u is e A ma l ie J u u l Sø n d ers kov, C h rist in a Tæ k ker

”Det ville selvfølgelig være fantastisk med en pris, men det, som hele Danish Tech Challenge-forløbet har givet os, er meget mere værd end selve prisen på en halv million kroner.”

FRIDOLIN OKKELS GRUNDLÆGGER AF FLUIDAN

J es p er Sc h eel , S h u t t e r sto c k , J o a c h i m Ro d e

RØNTGENTEKNOLOGI

SPINOU T-V IR K S O M H ED

DY N A M O

44

03

16

41

RØNTGEN SPOTTER TRÆT METAL

Nu kan man nemt og hurtigt generere 3D-billeder af f.eks. metal og identificere eventuelle svagheder – uden at ødelægge materialet. Spin­­out-virksomheden Xnovo Technology bruger avanceret røntgenteknologi til at kigge ind i kompakte materialer.

Noget af verdens mest avancerede røntgenteknologi er udviklet på DTU – og danner nu grundlaget for Xnovo Technology, der er en spinout-virksomhed i rivende udvikling.

K aro lin e Law ætz Xn ovo

D

et er altid en god dag, når jeg har været hos en kunde og kan se, at vores produkt kan gøre en forskel dér,” fortæller en lettere jetlagget Erik Lauridsen, CEO i Xnovo Technology og lige hjemkommet fra besøg hos U.S. Naval Research Laboratory, USA. Som en af de første har de købt Xnovos GrainMapper3D™, der kan gennemlyse kompakt materiale som f.eks. metal og beton, så man får et tredimensionelt billede af strukturen.

Det er ikke mere end seks år siden, han sad med sin kollega fra det daværende Risø DTU (Nu DTU Fysik) Henning Friis Poulsen i et fly på strækningen Tokyo-København. Der var god tid til at snakke, og da de nåede Danmark, havde de to udklækket idéen til den teknologi, der danner grundlag for Xnovo – en lille virksomhed i rivende udvikling.

”Med vores nuværende fart er det ikke nødvendigt med flere investorer her og nu. Vi har haft indtægter fra dag ét, så vi er rimeligt godt kørende,” understreger Erik Lauridsen.

Fra megaanlæg til laboratoriemodel De to forskere havde været på en af mange arbejdsrelaterede rejser. Som specialister i brug af en avanceret teknologi med ekstremt pladskrævende anlæg, de såkaldte synkrotroner, måtte de verden rundt og assistere kolleger med at anvende udstyret på anlægget.

En synkrotron er en stor partikelaccelerator, der er knap en kilometer i omkreds. Der findes kun et begrænset antal af dem i Europa, og der er rift om

42

RØ NTGE NTE KN O LO GI

S P I N O UT - V I R K S O M H ED

DTU

Med Xnovos røntgenenhed kan man foretage en helt ny type målinger, som hidtil var forbeholdt brugere af storskalafaciliteter, som f.eks. det enorme synkrotronanlæg, Max IV i Lund. Med Xnovos software kan man analysere såkaldte diffraktionssignaler fra materialeprøver og omsætte dem til et 3D-billede af krystalstrukturen i materialet.

På den måde kan både universiteter og industrivirksomheder få adgang til her og nu-løsninger inden for avanceret materialekarakterisering.

at få lov til at bruge dem. Derfor opføres der netop nu en synkrotron i Lund, Max IV, som bliver en af verdens førende.

Man benytter synkrotronen til at generere meget kraftig røntgenstråling, som kan bruges til f.eks. proteinkrystallografi. Strålingen er resultatet af, at ladede partikler (elektroner) bliver sendt rundt i ring, så de afbøjes. ”At få adgang til at lave forsøg med en synkrotron er ofte en langvarig og bekostelig affære, primært forbeholdt

universitetsforskere. Først skal man igennem en længere ansøgningsproces, og derefter følger typisk en lang periode med kompliceret dataanalyse, før man kan udnytte sine resultater. For at sikre bredere og nemmere adgang til vores teknik – specielt for industrien – begyndte vi at udvikle idéen til en alternativ løsning, der kan lave tilsvarende analyser på helt almindelige røntgenkilder i laboratorier,” fortæller Erik Lauridsen.

Det er gået stærkt for Xnovo 2010 Første patent blev hjemtaget.

2010 Fik tildelt GAP-midler.

2010 Stifterne mødtes med Xradia, der året efter blev opkøbt af Carl Zeiss.

2013 April, første medarbejder ansat.

2013 December, investorer til udvikling på plads.

2014 Første prototype udviklet og installeret på University of Manchester og på DTU Vindenergi.

2015 Xnovo har fire fuldtidsansatte, flere er på vej, og der er tre konsulenter tilknyttet.

Det færdige produkt blev lanceret i august, og siden da er salget gået støt opad.

Med Xnovo's teknologi genereres et 3D-billede af kornstrukturen inden i en materialeprøve, uden at materialeprøven ødelægges.

Og målet er nået: Xnovos enhed monteres på et røntgenmikroskop fra mikroskopgiganten Carl Zeiss. Samlet fylder anlægget ikke mere end 2 x 1 meter, og analysen kan gennemføres på under én dag. Formålet med den udviklede løsning er ikke at overflødiggøre de kraftfulde synkrotronanlæg, som f.eks. Max IV, men at tilbyde en supplerende laboratorieløsning og derved sikre en bredere adgang til denne teknologi. Netop samarbejdet med Carl Zeiss har været helt afgørende og noget, de to iværksættere satte i gang meget tidligt i processen.

Yes we can!

Idéen blev luftet for forretningsudviklere på DTU, der straks sendte Erik Lauridsen til Californien på kursus for entreprenører. ”Det var en intensiv uge, hvor vi trænede pitch af vores idé om dagen og speeddatede potentielle investorer om aftenen. Det var vanvittig effektivt,” fortæller Erik Lauridsen.

Og hvorfor ikke gribe chancen og arrangere et møde med verdens førende inden for røntgenmikroskopi, Xradia, der tilfældigvis havde hjemme i San Fransisco? Det gjorde Erik Lauridsen. Xradia tændte øjeblikkeligt på projektet og påtog sig at dække udgif-

DY N A M O

44

03

16

”I de 15 år, jeg var forsker på Risø (nu DTU Energi, red.), lå det mig altid på sinde, at mine forskningsresultater skulle komme andre til gavn, og derfor har jeg altid haft et tæt samarbejde med industrien,” fortæller Erik Lauridsen.

Det lå i øvrigt helt i tråd med indstillingen på DTU Energi, som gav sin fulde opbakning til, at Erik Lauridsen kunne forfølge sine iværksætterambitioner.

Begge dele kom Xnovo til gode.

Xnovos GrainMapper3D™ En kombination af avanceret røntgenudstyr fra Carl Zeiss og specialudviklet software fra Xnovo muliggør analyser af materiale som metal og beton – helt ned til mindste kornstørrelse. Resultatet vises i 3D. Ny teknologi Forskerne har i mange år haft adgang til elektronmikroskopi, der kan analysere overflader af materialer. Hvis man lag for lag sliber materialet ned, kan man få et billede af strukturen i 3D. Med denne teknologi går prøven altså til, og derfor er det umuligt at følge samme materialeprøve over tid og undersøge udviklingen.

GrainMapper3D™ ødelægger ikke prøvematerialet under analysen.

Her kigger man ikke bare på f.eks. revner. Man ser samtidig, hvilken kornstruktur revnerne vekselvirker med, og kan på den måde få et indtryk af, hvorfor de opstår.

Man får altså en basal forståelse af den mekanik, der påvirker materialet.

Mikroskopet kan kigge på alt krystallinsk. Foruden metal og beton bliver det også benyttet til f.eks. mineraler og halv­ ledermaterialer.

Fylder minimalt Før udviklingen af Xnovos GrainMapper3D™ var den eneste mulighed for at udføre den slags undersøgelser at benytte synkrotroner. Det er kæmpestore partikelacceleratorer på knap en kilometer i omkreds.

Xnovos GrainMapper3D™ fylder bare 2 x 1 meter og kan installeres i et helt almindeligt laboratorium.

Resultater samme dag Det kan tage op til et år at få adgang til en synkrotron. Analyser på Xnovos GrainMapper3D™ kan udføres på en enkelt dag.

terne til udvikling af version 1.0, som virksomheden til gengæld fik rettighederne til at sælge. ”Jeg tog hjem fra Californien med troen på, at det selvfølgelig kunne lade sig gøre,” siger Erik Lauridsen.

Og det kunne det. Samarbejdet eksisterer endnu, også efter Xradia er blevet opkøbt af Carl Zeiss, som er langt større og har en bredere kundeskare. Ikke dårligt for markedsføring af Xnovos teknologi.

43

Xnovos løsning monteres på avanceret røntgenudstyr fra mikroskopgiganten Carl Zeiss. Med det kan man studere metal, beton og f.eks. mineraler og opnå en dybere forståelse for, hvordan et materiale fungerer under forskellige påvirkninger.

På skuldrene af pionerer ”Vores virksomhed bygger videre på en stærk tradition fra Risø omkring materialekarakterisering, som strækker sig helt tilbage til begyndelsen af 90’erne. Dengang opfandt de metoder til at danne 2D-billeder af krystallinske materialer. En af forskerne, som var involveret dengang, var Niels-Henrik Schmidt, der senere evnede at få en succesrig forretning ud af det. Hans virksomhed har altid været en inspiration for os, så jeg synes godt, man kan sige, at vi er gået i Niels-Henrik Schmidts fodspor – denne gang bare i 3D,” siger Erik Lauridsen.

Niels-Henrik Schmidt etablerede dengang virksomheden HKL Technology A/S, og da han solgte virksomheden i 2007, sad han på cirka halvdelen af verdensmarkedet.

Men forretningssans er én ting.

En anden er at have drivkraft til at få forskningsresultaterne løftet ud af laboratoriet, så andre end de allernærmeste kan få nytte af dem.

Netværk er fuldstændig afgørende En virksomhed som Xnovo har behov for et stort netværk i forskningsorienterede industrier, og her havde Erik Lauridsen et solidt grundlag at bygge på. ”Vi laver jo stadig forskning, i dag er det bare med en kommerciel vinkel.

Det er mit job at sikre mig, at vi ikke kun forsker for sjov – resultaterne skal kunne kommercialiseres. Noget er udvikling af eksisterende idéer, men vi udvikler også nye,” forsikrer Erik Lauridsen.

Og her er universiteterne vigtige sparringspartnere, for nye idéer og tendenser spirer som regel her. ”Mit fokus er et helt andet i dag, men i kraft af at vi har defineret os selv som forskningsbaseret virksomhed, er det stadig vigtigt for os at have kontakt til forskningsmiljøer og ikke mindst tilknytning til universitetsverdenen. På universitetet får man jo et solidt netværk, som jeg egentlig først for alvor har opdaget betydningen af i dag,” forklarer Erik Lauridsen.

Erik Lauridsen synes, han har været igennem en stejl læringskurve, men synes egentlig ikke, at hverdagen er blevet meget anderledes, efter han har forladt de trygge rammer på universitetet. ”Indimellem savner jeg at have f.eks.

HR- eller økonomiafdeling. Men i dag får jeg lov til at gå hele vejen og tænke i færdige, brugervenlige produkter, og det er en kæmpe drivkraft for mig.

Den slags er jo ikke videnskabeligt arbejde og derfor ikke noget, man kan beskæftige sig med på et universitet.

Der er selvfølgelig masser af praktiske ting omkring regnskaber og markedsføring, som jeg ikke har lavet før, men det handler stadig om at have en åben tilgang til min kernefaglighed. Nysgerrighed er det, vi skal leve af.” x n ovot ec h . com

ZO O M DY N A M O 4 4 0 3

Luminescensmåling Det er sandkorn, der ligger på den lille skive. Sandkornene stammer fra jordens indre og er på vej ind i et apparat, hvor de udsættes for forskellige påvirkninger for at afgøre deres alder.

Læs hele historien side 36.

16