– Klimasmart er et konkurransefortrinn

Verdens transportnett vokser stadig. «Grønn asfalt» og bærekraftig busstransport skal lette på miljøavtrykket fra framtidens transportårer.

NTNU og SINTEF har fått gjennomslag for to store EU-prosjekt knyttet til transport i samarbeid med kinesiske og europeiske universiteter. «Grønn asfalt» og bærekraftig busstransport skal bidra til å gjøre framtidens transportårer mer klimavennlige. 
 
Norges største veiprosjekt er fergefri E39 som skal gå fra Kristiansand til Trondheim og gjøre strekningen fergefri og kjøretiden kortere mellom steder langs denne ruta. Kinas gigantiske satsning på transport og på infrastruktur betegnes som «Den nye silkeveien». Den strekker sine transportårer over flere kontinenter.

Dette kommer vi tilbake til lenger ned i artikkelen.

Hva med klima og miljø i forbindelse med disse store transportsatsingene?
 
– Det er utfordrende å både legge til rette for mer transport og å skulle redusere klimautslipp, men transport og handel vil nok uansett komme til å øke i tiden framover. Det som er viktig nå, er at transportsystemene gjøres smarte og så klimavennlige som mulig, sier Carl Christian Thodesen.
 

Carl Christian Thodesen. Foto: OsloMet

Han har vært leder ved Institutt for bygg- og miljøteknikk ved NTNU de seks siste årene og har vært sentral i samarbeidet med kinesiske forskningsmiljøer og utviklingen av de to store EU-prosjektene som fikk grønt lys fra EU rett før sommeren.
 
– Vi ser at verdens infrastruktur vil vokse ekstremt fort, og at vi må tenke smart og klimasmart. Bygg- og transportsektoren står for 40 prosent av co2-utslipp og energiforbruk i dag. Dette må drastisk ned, sier Thodesen.
 analysere

– Det å tenke bærekraftig er også et konkurransefortrinn. Klimasmarte løsninger vil bli prioritert og foretrukket fremover, sier sier Carl Christian Thodesen som i høst gikk over til en stilling som dekan ved Oslo Met.

Mye samarbeid innen transport 

Samarbeidet mellom kinesiske universiteter, NTNU og SINTEF ble innledet i 2017, og tok et solid steg videre under det norske delegasjonsbesøket i april 2018 som norske forsknings- og utdanningsmiljøer deltok på.
 

Bildet er fra ett av møtene som NTNU og SINTEF hadde med kinesiske universiteter våren 2018. NTNU på høyre side med Hans Olav Bolland,  daværende rektor Gunnar Bovim, professor Carl Thodesen, Annemie Wyckmans med flere.  Foto: Idun Haugan / NTNU

Bildet er fra ett av møtene som norske forskningsmiljøer hadde med kinesiske universiteter våren 2018. NTNU på høyre side med dekan Olav Bolland, daværende rektor Gunnar Bovim, professor Carl Chr. Thodesen, professor Annemie Wyckmans med flere. Foto: Idun Haugan / NTNU

– Vi hadde lenge tenkt på å gjøre noe sammen med Kina. Det som skjer i Kina innen transport og bygg, er helt enormt, og universitetene har utrolig gode lab-fasiliteter, sier Carl Christian Thodesen.
 
Sammen med SINTEF Bygg har altså forskere innen NTNUs transportmiljø etablert samarbeid med kinesiske forskere ved universiteter i Beijing, Shanghai, Nanjing og Wuhan.

De utveksler erfaringer og jobber med problemstillinger som:
• Sirkulær økonomi innen transport. For eksempel at avfallsmaterialer fra industrien brukes til veifyllinger.
• Materialer og veidekke. Hvordan asfalt kan optimaliseres for å tåle slitasje og tøffe klimaforhold. 
• Brokonstruksjoner, både flytebroer og landfastbroer.
• Tunneler, både gjennom fjell og under vann (fjorder i Norge og under elver i Kina).
• Førerløse kjøretøyer
• El-transport
• Jernbanetransport

Gjennom EU-nåløyet

De to EU-prosjektene som NTNU og SINTEF har fått gjennomslag for i EUs forskningsfinansiering, heter SMUrTS og HERMES. De ledes henholdsvis av NTNU og SINTEF, og er en del av The Suistainable and Liveable Cities and Urban Areas call (se faktaboks).

Pilot for bærekraftige byer

Dette er en pilot for bærekraftige byer og urbane områder organisert av JPI Urban Europe og National Natural Science Foundation of China (NSFC).
jpi-urbaneurope.eu

Overgang til elbusser

Elektrifisering av transportsektoren er et viktig grep for å gjøre transporten mer miljøvennlig. Blant annet er flere land i gang med elektrifisering av busser i urbane strøk. I Norge har de største byene startet overgangen til elektriske busser.
 
Det NTNU-ledede forskningsprosjektet SMUrTS skal hjelpe myndigheter i ulike land med å utvikle en fremgangsmåte for å forbedre elektrifiseringsprosessen av kollektivtrafikken og gjøre overgangen fra konvensjonelle busser til elbusser best mulig.

SMUrTS er forkortelsen for Sustainable Mixed Urban Transit System with electric and conventional Buses

Flere skjær i sjøen

Det er nemlig ingen quick-fix når konvensjonelle busser skal erstattes av el-busser. Utfordringer for el-busser er per i dag: 
•       rekkeviddebegrensninger
•       tap av batterikapasitet
•       nødvendig ladetid for batteri
 
EU-prosjektet SMUrTS jobber blant annet med å finne løsninger for elbusser i ekstreme forhold, som i tøft nordisk klima og i ekstremt store byer.
 
– I Norge er kaldt klima en utfordring med tanke på batterikapasiteten. Tester på Tesla-biler i USA viser at batterikapasiteten reduseres med 40 prosent om vinteren, sier Chaoru Lu ved NTNU som er prosjektleder for SMUrTS sammen med førsteamanuensis Trude Tørset fra NTNU.
 
I megabyer som for eksempel Beijing er det store avstander som er en utfordring i forhold til batterikapasitet.
 
– I en overgangsperiode inntil begrensningene til elektriske busser overvinnes, er det derfor mer realistisk å utvikle et bytransportsystem hvor det er en mix av konvensjonelle og elektriske busser. Slik kan man opprettholde service-standarden på transportnettet, sier Chaoru Lu.

Trafikken er tett i Beijings gater, og avstandene store.   Foto: Idun Haugan/NTNU

Trafikken er tett i Beijings gater, og avstandene store. Foto: Idun Haugan / NTNU

Forskningen skal være nyttig for aktørene

I og med at el-busser er relativt nytt, er det behov for innsamling av data og informasjon om hvordan de fungerer og hvordan overgangen fra konvensjonelle busser til el-busser fungerer.

Blant annet skal forskerne samle inn data fra kollektivtransportselskapet AtB i Trondheim som i høst satte inn 36 el-busser i transportnettet.
 
– Vårt mål med forskningen er at den skal ha impact for aktørene som jobber med kollektiv transport. Det betyr at vår forskning og våre analyser skal bidra med nyttig informasjon som blant annet ATB kan bruke i overgangen til el-busser, sier Chaoru Lu.  

I Trondheim har det i høst skjedd store endringer i bussnettet som AtB drifter. Blant annet er det satt inn 36 elektriske busser. Foto: Idun Haugan / NTNU

– Dette er verdifullt for oss

AtB opplever at overgangen til el-busser har gått bra så langt.

– Det er klart at det gjerne oppstår noen utfordringer man ikke har forutsett og planlagt når man gjør noe nytt. Men vi har ikke fått større utfordringer enn man må regne med når man gjør denne typen endringer, sier Tom Nørbech, seksjonsleder teknologi og mobilitetstjenester i AtB.
 
Hvilke utfordringer innebærer det å gå over fra konvensjonelle busser til el-busser, sett fra AtB sitt ståsted?
 
– Man får ikke lenger energien fra fyllestasjoner, men fra ladestasjoner, så da må man bygge opp en ny og helt annen type infrastruktur.
 
Hva kan forskningsprosjektet SMUrTS bidra med for AtB i denne overgangen? 
 
– Vi får tilgang til analyser på et høyt faglig nivå av det vi driver med, av folk som er langt fremme i denne typen forskning. Det er klart at både analysene og tilgangen til samarbeidspartnernes kompetanse er svært verdifullt for oss, sier Tor Nørbech. 

Lager modeller tilpasset ulike byer og land

Chaoru Lu er post.doc ved NTNU og er utdannet ved Beijing Jiatong Universtity og Iowa State University. Foto: Idun Haugan

Chaoru Lu leder SMUrTS-prosjektet. Foto: Idun Haugan / NTNU

Dette vil forskningsprosjektet innhente data om:
*  miljøgevinst
*  kostnader
*  effektivitet
*  energiforbruk på el-busser og på konvensjonelle busser
*  værets/klimaets innflytelse på energibruk
 
– Vi ser på helheten, og data fra mange felt gir et større bilde av hvordan man kan planlegge best mulig. Ut fra innsamling av data, lager vi modeller som vi tilpasser kollektivselskapene for å bidra til å løse deres utfordringer, sier Chaoru Lu.  

Rask utvikling av grønn teknologi 

Forskerne har også tilgang på data fra Beijing, hvor store avstander er en utfordring med tanke batterikapasitet. For megabyer som Beijing utvikler forskerne egne modeller basert på data og utfordringer som slike byer har.
 
– Vi ser at det er stor interesse for og behov for el-transport verden over. Teknologien utvikler seg raskt og transportsystemene endrer seg svært raskt. Derfor trenger vi raskt en ny policy knyttet til grønn transport.

Budsjett og samarbeidspartnere

Forskningen som skal gå over tre år, har et budsjett på nærmere ni millioner kroner (877.000 euro). Prosjektet ledes av NTNU, og samarbeidspartnerne er fra Kina, Sverige og Norge.

Samarbeidspartnere

▪      Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU)
▪      SINTEF
▪      Chalmers universitet Technology
▪      Beihang University
▪      Lund University
▪      Beijing Jiaotong University

Grønn asfalt

Det andre forskningsprosjektet som har kommet gjennom EU-nåløyet, er HERMES og ledes av SINTEF. 

Terje Kristensen leder HERMES-prosjektet som skal kartlegge hvordan vedlikehold av asfaltveier kan gjøres mest mulig miljøvennlig. Foto: Idun Haugan / NTNU

Terje Kristensen fra SINTEF leder HERMES-prosjektet som skal kartlegge hvordan vedlikehold av asfaltveier kan gjøres mest mulig miljøvennlig. Foto: Idun Haugan / NTNU

Bare i Europa produseres det mer enn 275 millioner tonn asfalt hvert år for vedlikehold og rehabilitering av veier. Det resulterer i forbruk av mye ressurser samt at store mengder drivhusgasser slippes ut i atmosfæren.

– For å redusere klimapåvirkningen ved vedlikehold og rehabilitering av veier, skal HERMES utvikle en ny metodikk. Den skal hjelpe oss med å finne og velge den beste tilgjengelige teknologien og strategien med lavest kostnad for miljøet og samfunnet, sier Terje Kristiansen som leder prosjektet. 

For å utvikle den nye metodikken skal forskerne studere og analysere infrastruktur i utvalgte steder i Norge, Kina og Østerrike. Samarbeidspartnerne kommer fra disse tre landene.  

Analyserer asfaltens livssyklus

HERMES har som mål å utvikle en praktisk metode for å rangere «grønn asfalt», basert på
prinsipper fra Life Cycle Assessments (LCA).

LCA er en livssyklusanalyse og en teknikk for å kartlegge miljøkonsekvenser forbundet med alle stadier i et produkts liv: fra råstoffutvinning gjennom materialer, produksjon, bruk, vedlikehold og avhending eller gjenvinning. Metoden brukes til å analysere og vurdere hva som deretter kan gjøres for redusere miljøbelastningen. 

– Den nye metoden  som vi utvikler, vil gjøre det betydelig enklere å se hvordan de forskjellige elementene i veikonstruksjonen bidrar til forurensing i et livsløpsperspektiv. Denne innsikten gjør at man vil kunne få en bedre forståelse av reduksjonspotensialet ved å iverksette forskjellige tiltak på material-, konstruksjon- og driftssiden, sier Terje Kristensen i SINTEF.

Gjennom å lage et klimaregnskap knyttet til asfalt og veivedlikehold, vil det bli tydeligere å se hvor miljøgevinstene kan hentes. 

– Å kunne ha innvirkning på klimareduksjoner i Kina, vil på verdensbasis utgjøre mye,  understreker Kristensen. 

EU og Kina

– Kina har høy kompetanse på teknologi og forskning, og er et vekstmarked.  Vi ser at Kina blir viktig i EU og at forskningssamarbeid mellom EU og Kina kommer mer og mer på banen. Derfor er det også viktig å opparbeide seg Kina-kompetanse, sier Terje Kristensen.

Og kompetansen skapes gjennom samarbeidsprosjekter som HERMES og SMUrTS.

Forskningsprosjektet som skal gå over tre år, har et budsjett på drøyt 11 millioner kroner (1,117,263 euro). I prosjektet legges det vekt på utveksling av personell mellom EU og de kinesiske partnerne. 
 

Samarbeidspartnere i Hermes

▪      SINTEF
▪      Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU)
▪      Graz University of Technology (TU Graz),
▪      Zement+Beton Handels- und W. GmbH
▪      Wuhan University of Technology (WUT)
▪      Shandong University of Science and Technology (SDUST)

Silkeveien – Kinas store transportprosjekt

Hvis vi hopper noen århundrer tilbake i tid, finner vi opprinnelsen til Silkeveien.

Det var betegnelsen på en rekke handelsruter som gikk mellom Europa, Kina/Asia og Midtøsten. Rutenettet strakte seg over 6000 km og fikk sitt navn fra den lukrative handelen med kinesisk silke. Handelsruten ble etablert allerede under det kinesiske Han-dynastiet (206 f.Kr. – 220 e.Kr.).
 
I tillegg til handel førte Silkeveien til utbredt kulturell utveksling mellom ulike land og kontinenter.

Gjorde Kina kjent for europeerne

Marco Polo fulgte handelsrutene til den opprinnelige Silkeveien. Kartillustrasjon: Public Domain 1.0

Marco Polo fulgte handelsrutene til den opprinnelige Silkeveien. Kartillustrasjon: Public Domain 1.0

Handelsreisende og oppdager Marco Polo fra Venezia bidro sterkt til å gjøre Silkeveien og Østen kjent for europeere. På 1200-tallet la han ut på en langvarig ekspedisjon til Midtøsten, Mongolia og Kina sammen med sin far og sin onkel.
 
Etter omlag 20 år i utlendighet og med mangfoldige opplevelser og ny kunnskap i bagasjen, vendte de omsider hjem. Østen var på denne tiden mystisk og ukjent for europeere, og Marco Polos reise langs Silkeveien ble viden kjent gjennom reiseskildringen «Livre des merveilles du monde» (Boken om verdens underverker) som ble svært populær.

Den nye Silkeveien

Europeiske lands ønske om å handle direkte med Kina var den viktigste drivkraften for å finne sjøveien til Kina. I år 1480 rundet portugisiske skip Afrikas horn for første gang. Nederland og Storbritannia fulgte etter på 1600-tallet.
 
Helt fram til begynnelsen av 1800-tallet var Kina regnet som den rikeste og mest sofistikerte av alle sivilisasjoner på jorden.
 
Handel og transport av varer er også det som primært ligger grunn for Kinas nye gigantiske transportkonsept som kalles «Den nye Silkeveien». Det består av flere ruter, både til lands og til vanns. Ambisjonen er å lage en sammenhengende transportforbindelse (vei, tog og båt) mellom Kina og resten av verden.
 
Prosjektet går under navnene One Belt, One Road (OBOR) og Belt and Road Initiativ (BRI).

Transportnettet skal bestå av:

Hovedrutene i Den nye silkeveien. Kartillustrasjon: NTB Scanpix

Hovedrutene i Den nye silkeveien. Kartillustrasjon: NTB Scanpix

• En sammenhengende transportåre tvers gjennom Kina fra øst til vest. 
• Denne bindes sammen med ruten for den opprinnelige Silkeveien gjennom Sentral-Asia og Midtøsten.
• Den bindes også sammen med den transsibirske transportåren gjennom Russland og over til Baltikum.
• Til vanns styrker Kina transportåren fra Kina via Det indiske hav til Afrikas kyst hvor Kina er i ferd med å etablere seg massivt.
• Via Suezkanalen er også veien åpen inn til middelshavslandene og Europa.
 
Dette betegnes som verdens største infrastrukturprosjekt. Kinas mektige leder Xi Jinping
igangsatte det verdensomspennende prosjektet i 2013 og mye har allerede skjedd siden da.

Les mer i artikkelen What is China’s Belt and Road Initiativ? fra den britiske avisen The Guardian.