Området Industri og energi Programplan for innovasjonsprogrammet Energi, miljø, bygg og anlegg - EMBa

Transkript

1 Området Industri og energi Programplan for innovasjonsprogrammet Energi, miljø, bygg og anlegg - EMBa Programmet retter seg mot de utfordringer og muligheter som er knyttet til forvaltning og foredling av våre ressurser og vår infrastruktur på en miljømessig helhetlig måte. Hovedmål for programmet - Utnytte og foredle norske naturressurser og infrastruktur på en effektiv og miljøvennlig måte. - Forsknings- og teknologibasert næringsutvikling med høyt verdiskapningspotensiale. - Forsknings- og kompetansemiljøer som kan betjene energiforsyning, tilordnet næringsliv og myndigheter. Målgruppe for programmet Målgruppe for programmet er bedrifter og kunnskaps-/kompetansemiljøer som vil bruke FoU for å fremme produktivitet og innovasjon i norsk næringsliv, herunder - energiselskaper (produsenter og distributører), leverandørindustri og tjenesteselskaper - byggherrer, entreprenører, håndverkere og underleverandører - miljøteknologiselskaper - kunnskapsbedrifter innenfor energi, miljø og bygg- og anlegg - forskningssektoren (universitet og høyskoler samt forskningsinstitutter) - myndigheter og forvaltning Programmets kompetanseutfordringer og sentrale forskningstema Programmets kompetanseutfordringer spenner over et vidt område og er ofte knyttet opp mot fremskritt innenfor andre fag og disipliner. Utviklingen innenfor materialteknologi er ofte avgjørende for nyvinninger, både innen energifeltet og innenfor bygg og anlegg. Miljøutfordringene pålegger energisektoren omfattende og raske endringsbehov, som i tillegg krever utvikling av kompetanse om energisystemet. Innenfor nye fornybare energikilder vil det i økende grad bli viktig å prioritere kompetanse for å gjøre bruk av andres forskningsfremskritt (anvendelseskompetanse). Kompleksiteten i energisystemet og tilfang av nye energiteknologier og bærere vil i fremtiden stille helt nye krav til systemkompetanse. Innenfor bygg og anlegg er kompetanseutfordringene bl.a. knyttet til energi-, miljø- og ressurseffektive løsninger, bruk av nye energikilder, effektiv arealutforming. Sentrale forskningstemaer for innovasjon vil være: - Gasskraft med minimale CO 2 -utslipp - Fornybare energikilder energiproduksjon helt uten utslipp - Effektiv energibruk hos sluttbruker - Samspillprosessene for bygg og anlegg: - Hydrogen - Småskala bruk av naturgass til energiformål Programmets budsjett Programmet skal ha en varighet på 8 år fra , med et budsjett på ca. kr. 180 mill. kroner det første året og som gradvis skal øke utover i perioden. 1

2 Kunnskap innenfor energi, miljø, bygg og anlegg representerer grunnlaget for bygging, forvaltning og utvikling av vår faste nasjonalformue. Denne omfatter en infrastruktur av anlegg for produksjon, distribusjon og bruk av energi, for transport, kommunikasjon og rekreasjon, for vannforsyning, avløp og renovasjon, samt bolig-, industri- og næringsbygg. Verdiskaping og utvikling av velferdssamfunnet avhenger av en velfungerende infrastruktur, og vil gjøre det også i fremtiden. Bygging og anvendelse av denne infrastrukturen representerer bruk av energi og andre ressurser som gir forurensninger til nærmiljøet og atmosfæren. De politiske og næringsmessige drivkreftene for utviklingen av infrastrukturnæringene er både av nasjonal, regional og global karakter, der en av de viktigste rammebetingelsene for videreutvikling er de miljømessige utfordringene. Med Norges energiressurser og kompetanse innenfor området, er potensialet for verdiskaping innen denne sektoren stort også i fremtiden. Regjeringen Bondevik satte i Stortingsmelding nr. 29 ( ) som mål å bygge opp en vindkraftproduksjon på 3 TWh, samt å øke innslaget av vannbåren varme basert på nye fornybare energikilder og spillvarme med 4 TWh, innen Sistnevnte fordrer helhetlig systemtenkning der infrastruktur for distribusjon av varme er sentralt og fokus på energi ved utvikling av nye byggeteknikker for nybygg, rehabilitering og vedlikehold i levetiden. En vesentlig del av energiforbruk og miljøbelastninger oppstår i bygg. Redusert energibruk, ressurseffektivitet og redusert avfallsmengde, er knyttet opp mot nye integrerte løsninger for planlegging, oppføring og drift av bygg og anlegg. I tillegg til mål om økt energi-fleksibilitet og -effektivitet er det utarbeidet en Nasjonal handlingsplan for bygg- og anleggsavfall, der målsetningen er å halvere mengde produsert avfall pr. år innen En viktig utfordring er å øke bruken av naturgass, både til energiformål og som ressurs til andre formål. Nye teknologier og løsninger for utnyttelse av naturgass står sentralt. Gasskraftverk er en mulig løsning for å bidra til kraftbalansen i Norge. Med utgangspunkt i debatten om gasskraft i Norge, er det stor politisk fokus på utvikling av kostnadseffektive løsninger der CO 2 fra gasskraftverk skilles ut og deponeres. Reduksjon av klimagassutslippene fremstår som en av de store miljøutfordringene. En stor del av disse utslippene er relatert til industrielle prosesser, ofte med høy energiomsetning. Utvikling av nye løsninger er avgjørende for at Norge skal kunne oppfylle sine forpliktelser som nasjon, og for at den enkelte bedrift skal kunne være konkurransedyktig på lang sikt. Både globale, regionale og lokale miljøeffekter vil legge premisser for de utfordringer energi-, bygg- og anleggs-sektorene og næringslivet ellers vil møte. Som eksempel vil utviklingen av grønne sertifikater i det europeiske el.markedet fordre kunnskap og samfunnsvitenskapelig forskning for å vurdere for eksempel klimavirkninger eller effekter for norske aktører. Miljø vil være en fast rammebetingelse, men også en konkurransefaktor og forretningsmulighet knyttet til alle ledd fra planlegging, produksjon, produktegenskaper og funksjon, til markedsføring. Miljørisiko i disse ledd vil påvirke verdivurderinger av enkeltbedrifter og de enkelte bygg og anlegg. En avgjørende endring av rammevilkårene for energibransjen er internasjonalisering. De siste 10 årene har norsk energiforsyning i økende grad måttet forholde seg til at de konkurrerer i et internasjonalt marked. Denne utviklingen forstsetter i sterk grad, og de store aktørene i energibransjen er nå for internasjonale aktører å regne. De fleste av små vil delvis forsvinne i 2

3 restruktureringen. Også leverandørindustrien forholder seg til et internasjonalt marked. Utviklingen av teknologi utelukkende for et norsk marked vil lykkes bare hvis den er konkurransedyktig internasjonalt. Energi-, miljø- og bygg og anleggsbransjen representerer hver for seg tre separate næringsklynger, hvor det inngår flere fullstendige nasjonale verdikjeder fra uttak av naturressurser til sluttforbruk. Disse næringsklyngene har imidlertid stor grad av samvirke, ved at de ofte er underleverandører til hverandre. Det er derfor viktig å få frem effekter ved helhetlig systemtenkning gjennom effektiv organisering og samspill mellom aktørene i kjeder og klynger. Oppsummert vil programmet dekke: Energi: energisystem (herunder handel, nett mv), vann- og gasskraft, nye fornybare energikilder, energibruksteknologi (herunder bruk av naturgass til energiformål, ikke storskala gass-prosessering) Klima og Miljø: reduksjon av klimagasser fra industri samt miljø som konkurransefaktor for aktørene i sektoren Bygg og anlegg: forvaltning, infrastruktur, konstruksjon, utforming, samt materialbruk og prosesser for bygg, anlegg og eiendomsforvaltning. Målgruppe for programmet er bedrifter og kunnskaps-/kompetansemiljøer som vil bruke FoU for å fremme produktivitet og innovasjon i norsk næringsliv, herunder - energiselskaper (produsenter og distributører), leverandørindustri og tjenesteselskaper - byggherrer, entreprenører, håndverkere og underleverandører - miljøteknologiselskaper - kunnskapsbedrifter innenfor energi, miljø og bygg- og anlegg - forskningssektoren (universitet og høyskoler samt forskningsinstitutter) - myndigheter og forvaltning Den industrielle delen av målgruppen karakteriseres ved et spenn fra etablerte virksomheter til nyetablerte, SMBer. Den sistnevnte gruppen karakteriseres ofte ved at etableringen er tuftet på en teknologisk ide. Innenfor området nye fornybare energikilder er dette ofte tilfellet. SMB-bedrifter er en viktig målgruppe for programmet Byggebransjen preges i stor grad av SMB, og det er et mål å øke bevisstheten om forskning som middel til å styrke konkurranseevnen og få frem nye løsninger hos denne gruppen. Noen av de virkelig store utfordringen som ligger innenfor programmet, for eksempel CO 2 -fri gasskraft er så krevende ressursmessig at de typisk ikke kan håndteres av mindre selskaper. Her er det i første rekke de store teknologitunge selskapene som er målgruppen, sammen med forskningsmiljøene. Programmet her utviklet et sett av delmål som virksomheten skal lede frem til. Disse er forankret i noen overordnede må/visjoner. Som redskap for å sette sammen en bredt og riktig sammensatt prosjektportefølje som skal ta oss mot disse målene er det også utarbeidet et sett med porteføljemål. Alle disse er presentert i det følgende: 3

4 Overordnete mål/visjoner Utnytte og foredle norske naturressurser og infrastruktur på en effektiv og miljøvennlig måte. Forsknings- og teknologibasert næringsutvikling med høyt verdiskapningspotensiale. Forsknings- og kompetansemiljøer som kan betjene energiforsyning, tilordnet næringsliv og myndigheter. Delmål Programmet skal 1. Bidra til at det identifiseres og utvikles minst EN ny kommersiell teknologi for energiforsyning uten utslipp av klimagasser, 2. Bidra til at det identifiseres og utvikles kommersiell teknologi for håndtering av CO2. Bidra til å få frem kunnskap om 3-4 aktuelle CO2 deponeringsløsninger (inklusive infrastruktur) innen 2003/2004, 3. Stimulere til økt bruk av teknologi som reduserer utslipp av klimagasser. Prosjektene skal ha et signifikant nasjonalt reduksjonspotensiale, fokus på praktisk utprøving/demonstrasjon og engasjement fra utslippseier. 4. Føre 1-2 teknologier for gassbasert kraftgenerering med minimum 90 % CO2-fanging frem til demonstrasjonsstadiet innen 2005/2006, 5. Bidra til å utvikle 3-5 produkter/prosesser frem til prototyp/kommersialiseringsstadiet innen området hydrogen/brenselceller, 6. Bidra til å utvikle 3-5 produkter/prosesser frem til prototyp/kommersialiseringsstadiet innen området fornybar energi, 7. Bidra til å utvikle 3-5 produkter/prosesser frem til prototyp/kommersialiseringsstadiet innen området energieffektivisering / - økonomisering, 8. Bidra til at bygg på lønnsomme vilkår skal redusere bruken av kommersiell energi med 70 prosent. 9. Bidra til å utvikle teknologier og løsninger for miljøvennlig distribusjon og bruk av naturgass, 10. Bidra til øket innsikt av systemsammenhenger innenfor energi i bygg, 11. Bidra til økt innsikt i de systemendringer energisystemet vil måtte gjennomgå i tiden som kommer, bl.a. med integrasjon og implementering av nye distribuerte energiløsninger, på bruker- og tilgangssiden, 12. Bidra til at norske prestisjeprosjekter blir lokomotiver for utvikling og profilering av ny miljøriktig energi- og bygningsteknologi. 13. Bidra til økt kunnskap innenfor ivaretakelse av natur og miljø ved produksjon, transmisjon og bruk av energi samt oppføring og drift av bygninger og anlegg. 4

5 Porteføljemål og resultatindikatorer For å nå de målene som er beskrevet over vil programmet etablere en portefølje med prosjekter innenfor en viss tematisk bredde av ulik karakter. Mål for å styre porteføljen langs disse aksene er summert opp i figuren nedenfor. MÅL Minst 2 av 5 prosjekter videreføres til utviklingsfase Gjennomsnittlig varighet av 4 mnd. PRODUKTER/PROSESSER/ TJENESTER ca. 60% MÅL Minst 3 av 5 prosjekter videre til protoypestadium Leverandør/kommersiell aktør tilknyttet prosjektet senest 1 år etter oppstart Fremdrift/milepæler holde i minst 80 pst. av prosjektene. Alle prosjekter som finansieres skal ha en konkret plan for hva som gjøres hvis det lykkes IDEER/FORPROSJEKTER ca. 5 % MÅL 100 % av utredn. og studier skal resultere i kunnskap/viten som tas i bruk av forvaltning eller næringsliv. UTREDNINGER/STUDIER ca. 3-4 % KOMPETANSE ca. 30% MÅL 25 dr.grader fullført innen programperioden 10 antall post.doc. I løpet av perioden, hvorav 50 % til/fra utlandet KMB-aktivitet innen alle prioriterte områder Andre mål knyttet til driften av programmet vil være: Resultatspredning og synliggjøring 1. Sørge for at det arrangeres minst 3 konferanser innen hvert av feltene energi, miljø og BA i løpet av perioden. 2. Sørge for at det etableres et særdeles godt nettsted hvor alle prosjekter skal rapportere sine resultater og hvor alt som publiseres skal legges ut. 3. Programmet skal ha oppslag i Aftenposten eller DN årlig. Resultatindikatorene er presentert sammen med porteføljemålene over. 5

6 En gjennomgående kompetanseutfordring på feltet er knyttet til forvaltning og foredling av våre ressurser og vår infrastruktur på en miljømessig helhetlig måte. Dette er et avgjørende premiss og reflekteres direkte eller indirekte i nær sagt alle de enkeltutfordringer som påpekes. Miljøutfordringene pålegger energisektoren omfattende og raske endringsbehov, som i tillegg krever utvikling av kompetanse om energisystemet. Effektivisering av energibruken er et viktig område med stort forbedringspotensiale. Flere utfordringer er knyttet til selve konverteringsteknologien, andre til adferd og en stor utfordring ligger i utformingen av energisystemet for å muliggjøre nye løsninger. Integrasjon mot andre sektorer, og spesielt BA der ny IKT tas i bruk, er avgjørende for å få dette til. Utviklingen innenfor materialteknologi er ofte avgjørende for nyvinninger, både innen energifeltet og innenfor bygg og anlegg. Tett integrasjon mot kompetansefeltet materialteknologi er derfor viktig, spesielt ved utvikling av nye funksjonelle materialer som er sentrale innenfor bygg,- energi- og miljøteknologi. Utnyttelse av gasskraft basert på løsninger med CO 2 fjerning fordrer nye løsninger og kompetanse både for å skille ut og deponere CO 2. Et annet sentralt tema er vegen mot en økende utnyttelse av hydrogen. Der vil det være store utfordringer som må løses langs hele verdikjeden produksjon, lagring, transport og sluttbruk. Det vil innenfor nye fornybare energikilder i økende grad bli viktig å prioritere kompetanse for å gjøre bruk av andres forskningsfremskritt (anvendelseskompetanse). Dette gjelder i så vel forskningsmiljøene som i energiselskapene. Vi vil i fremtiden måtte se et mer variert energisystem. Med både sentral og lokal energiproduksjon - i form av varme, kulde, elektrisitet og drivstoffer - vil ressursgrunnlaget spenne over et bredere register, der teknologiene er mange. Samspillet i et slikt system vil være avgjørende. Dette vil stille helt nye krav til systemkompetanse. Et viktig tverrgående element i systemkompetansen vil være å få frem effektive og miljømessige skånsomme løsninger, der en sentral faktor er å redusere energibruken, blant annet gjennom bedret energieffektivitet Reduserte klimagassutslipp fra industri og næringsliv fordrer en rekke nye løsninger, som innebærer betydelige utfordringer. Eksempler på slike løsninger er prosessintegrasjon, optimalisering av utbyttet fra kjemiske prosesser, bruk av karbon fra biomasse, bruk av naturgass eller hydrogen som reduksjonsmidler og fremtaking av alternative prosesser som dekker behovene med lavere utslipp. Innenfor bygg og anlegg er kompetanseutfordringene knyttet til energi-, miljø- og ressurseffektive løsninger, bruk av nye energikilder, effektiv arealutforming som bidrar til positiv livskvalitet, bærekraftig byggemetoder og redusert BA-avfall. Økt anvendelse av trebaserte materialer vil være et eksempel på dette. Det vil være viktig å kunne underbygge strategisk samarbeid og FoU nettverk for å utvikle nye samarbeidsformer, produkter og tjenester, forbedre produktivitet, intern læring og samspillet mellom de mange aktører som er delaktig i bygge- og anleggsprosessen. 6

7 I tillegg til de tradisjonelle kompetanseutfordringene knyttet til kosteffektive miljøløsninger i næringslivet, er det også behov for å styrke kunnskapen om nye konkurransedyktige helhetsløsninger. Gjennom bruk av verktøy som livsløpsanalyser, miljøsertifisering og miljøledelsessystemer, må kunnskapsmiljøene i forståelse med miljømyndighetene utvikle markedsorienterte løsninger med tanke på internasjonal konkurranse. En flerfaglig tilnærming vil være en forutsetning for kompetanseoppbyggingen på en rekke områder. Gasskraft med minimale -utslipp Produksjon av el. fra naturgass med minimale utslipp av CO 2 fremstår som en av de mest sentrale utfordringene for norsk energiforsyning og leverandørindustri. Det er flere løsninger under utvikling, men ingen er ennå kommersielle. Løsninger som muliggjør å gå inn å gjøre noe med eksisterende el. produksjon basert på fossile brensler vil også være svært interessant, ikke minst med tanke på retrofit og det faktum at dette representerer et meget stort marked og et formidabelt potensial for reduksjoner av CO 2. I Norge vil dette spesielt være relevant for offshore kraftproduksjon. Innenfor dette feltet vil det fordres innovative løsninger for at en skal lykkes. Innenfor dette feltet vil det fordres innovative løsninger for at en skal lykkes. Fornybare energikilder energiproduksjon helt uten utslipp Innenfor fornybare energikilder fører utviklingen til at det blir et mangfold av muligheter, og det er ingen gitt å plukke de vinnende teknologiene på forhånd.. Det søkes å legge til rette for næringsrettet kompetanseutvikling innenfor teknologier hvor bedriftene selv ser potensialer for næringsutvikling. En ser at de globale selskapene ofte ønsker å outsource deler av verdikjeden, men kanskje helst ikke til en sterk internasjonal konkurrent. Dette er et trekk som favoriserer SMB, og det vokser frem et stort potensiale for næringsutvikling i denne underskogen av underleveranser. Det er det internasjonale markedet snarere enn potensialet i norsk energiforsyning som representerer mulighetene for denne leverandørindustrien. Utvikling innenfor energilagring er et sentralt forskningstema som vil stå sentralt for økt utbredelse av fornybare energikilder. Effektiv energibruk hos sluttbruker Det er nå en økende fokusering på sluttbruk og reduksjon av energibruken som alternativ til å øke energitilgangen og ikke minst å redusere miljøkonsekvensene. Her er det mange FoUutfordringer, bl.a. knyttet til varmepumper med naturlige arbeidsmedier, ulike former for kogenerering, energiforvaltning og styring. Mer effektiv sluttbruk er ofte knyttet til adferd og styringssystemer, og avhenger ofte av utviklingen innenfor andre fagområder. Spesielt viktig er samspillet mellom IKT- og energikunnskap. Økt bevissthet om rett energikvalitet til rett formål kan være et viktig energieffektiviserende tiltak. Samspillprosessene for bygg og anlegg: En vesentlig kompetanse innen bygg, anlegg og eiendomsforvaltning er evnen til å organisere prosessene fra programmering, gjennom prosjektering til utførelse, avslutning og overføring av informasjon til drifts- og forvaltningsfasen. Disse prosjektorganisasjoner vil bli stillet overfor nye krav til løsninger som ivaretar ytre og indre miljø, avfallsreduksjon, nye integrerte funksjonsløsninger som "smarthus" eller "intelligente anlegg", integrerte energiløsninger og nye former for kontrahering som for eksempel BOT funksjons- kontrakter. Større grad av flerfaglige beslutninger i alle prosesstrinn, endret vektlegging av tradisjonelle teknologier i 7

8 forhold til "nyere" teknologier, vil bidra til en omfordeling av prioritet og rekkefølger for grunnleggende beslutninger. Dette fordrer nytenkning m.h.t. organisering av hvert prosesstrinn. Hydrogen I et fremtidig energisystem vil hydrogen etter all sannsynlighet spille en sentral rolle, bl.a. pga. hydrogenets store miljøfordeler. Det er store utfordringer som må løses langs hele verdikjeden produksjon, lagring, transport og sluttbruk. Det finnes mye relevant kompetanse i tilgrensende fagområder, og det handler i noe grad om å styre den inn mot hydrogenrelaterte problemstillinger. Viktige FoU-utfordringer er knyttet til produksjon av hydrogen fra naturgass produksjon ved vannelektrolyse, lagring i faste hydrogenbærere, utvikling av brenselsceller (herunder brenselcelle-komponenter) for bruk av hydrogen, hydrogenrelevant materialforskning og systemanalyse hydrogen, herunder sikkerhetsproblematikk. Småskala bruk av naturgass til energiformål Direkte bruk av naturgass til energiformål er lite utbredt i Norge. Dette har sin naturlige forklaring i at naturgass i liten grad har vært tilgjengelig. Dette er i noen grad i ferd med å endre seg, bl.a. som følge av planlagte transportrørledninger som muliggjør grenrør. Utvikling innenfor LNG-teknologi vil også bidra til å øke tilgjengeligheten av naturgass. Dette åpner for nye muligheter, og vil være et viktig forskningstema for å bidra til foredling av våre naturgassressurser samt å kunne bruke naturgass til erstatning for tyngre hydrokarboner og derved oppnå både lokal og global miljøforbedring. Miljøeffektene av energiproduksjon, -transport og bruk er en viktig premissgiver for hele denne bransjens virksomhet. Utfordringen er knyttet til å fremskaffe ny energi på en bærekraftig måte; dvs. med minst mulig utslipp til luft og med minimale inngrep i natur og miljø for øvrig. Innenfor energibruk er miljøutfordringene i første rekke knyttet til å redusere og effektivisere bruken og sørge for mindre konsekvenser ved bruk, for eksempel utslipp ved bruk av fossile brensler og bioenergi. For byggebransjen er utfordringene vesentlig relatert til reduksjon av miljøfarlige elementer i byggematerialer, effektiv arealutforming som bidrar til positiv livskvalitet, bærekraftig byggemetoder og redusert BA-avfall.! Energi og bygg er helt sentrale elementer for infrastruktur, verdiskaping og sosial utvikling i alle industrialiserte samfunn. Derfor finnes også relevant kompetanse over hele den industrialiserte verden. Det vil være behov for et økende engasjement i internasjonale prosjekter, i sær innenfor BAE. Flere av utfordringene knyttet til energi og bygg er av miljømessig karakter, der de globale effekter av energiproduksjon og bruk står som en felles hovedoppgave. Imidlertid er også lokale og regionale effekter ofte felles og nytten av samarbeid er derfor stor. Både innenfor energi og bygg står forskningssamarbeidet gjennom det internasjonale energibyrået IEA sentralt, og gir gode muligheter for tilgang til state-of-theart kunnskap på de felter en deltar. Det er i tillegg en viktig arena for nettverksbygging, mellom bedrifter i næringslivet og mellom næringsliv og forskningsinstitusjoner. Forskningssamarbeidet som skjer i Nordisk regi er viktig, spesielt innenfor problemstillinger som er særegne for regionen. Prosjekter gjennom EUs rammeprogram og EUREKA er viktige å få frem. 8