Strategisk forskningsområde HAVROM:

Transkript

1 Strategsk forsknngsområde HAVROM: Levende og produktve kystsamfunn Overordnet samfunnsmål: Verdensledende havet og nordområdene Sammendrag Norge er en lang og unk kyst og det er vktg at v har mange produktve og levende samfunn langs kysten. En vesentlg ngredens er en skker og påltelg kystnfrastruktur for nærngsvrksomhet, transport og bebyggelse. Tradsjonelt har det vært skpstransport langs kysten og fske som har vært den vesentlge utfordrngen. Men, nye utfordrnger har kommet tl med fornybar energ kystsonene, havbruk, utbyggng av veer og jernbane langs kysten, større etterspørsel etter bolger på kysten samt Arktsk kystteknkk. Som all annen nfrastruktur må den ha tlstrekkelg påltelghet og ha god nok regulartet. Klmaendrnger og kostnader gjør at vedlkeholdsplanleggng og styrng og adaptv desgn blr stkkord desgn og drft av ulke typer nfrastruktur. All nfrastruktur bygges for å bedre menneskenes lv og mljø slk at bærekraft og drekte påvrknng på menneskenes lv og helse må med. Tl slutt kan det nevnes at det nye Coperncus programmet gr nye mulgheter for overvåknng og nstrumenterng. V fnner det naturlg å dele nn følgende anvendelser: 1. Havner og farleder 2. Havbruk 3. Fornybar energ 4. Veer, jernbane og fjordkrysnnger langs kysten 5. Bolger og annen bebyggelse 6. Arktsk Kystteknkk

2 1. Beskrvelse av forsknngsområdet En framtd med levende og produktve kystsamfunn Norge forutsetter økt satsnng på forsknng og utvklng av kystnfrastruktur. Norge har en lang kyst med et stort og uforløst potensale for verdskapnng. Dette krever en påltelg og skker nfrastruktur. Klmaendrnger medfører uskkerhet predksjon av det fysske mljøet og skaper utfordrnger for ekssterende nfrastruktur og dens påltelghet. Det er behov for nnovatv adaptv desgn med nye teknologske løsnnger slk at det vl være mulg å modfsere konstruksjoner ut fra et økonomsk, operasjonelt, mljø- og helsemessg perspektv. Tradsjonelt har kystnfrastruktur vært havner og farleder, men denne sammenheng har v valgt å defnere all nfrastruktur kystsonen, eller på grunt vann offshore, som kystnfrastruktur. Utfordrnger knyttet tl havbruk, fjordkrysnnger, offshore vnd og annen fornybar havenerg, bebyggelse, rekreasjonsfaslteter, kystbeskyttelse og forurensnng blr dermed også med som en del av kystnfrastruktur. De ulke typene av nfrastruktur krever tl dels samme kompetanse nnen særlg hydrodynamkk og bølger, s og s-laster, konstruksjonsdynamkk, geoteknkk, betong, nstrumenterng, vedlkeholdsplanleggng, rskostyrng, kommunkasjon samt helse og mljøpåvrknng. Denne utvdelsen vurderes formålstjenlg selv om fnanserngen har vært lettere å få tl for noen av de nye anvendelsene enn for tradsjonell kystteknkk som havner og farleder. Kystnfrastruktur er grunnleggende sett tverrfaglg, konstruksjonene er utsatt for påkjennnger fra bølger, strøm, vnd og noen tlfeller s, de er forankret på bunn/land. De er ofte utsatt for dynamsk last som gr utmattng, samt mulge ulykkes-laster. De må være skre, ha tlfredsstllende regulartet og det er ofte behov for omfattende overvåkng slk at ulke sensorer og sensornettverk (dgtalserng) blr en ntegrert del av desgnen. Når det gjelder havner, og annen transportnfrastruktur er også logstkk et nøkkelord. I Arktsk kystteknkk er det særsklte utfordrnger med permafrost og s. Den globale oppvarmngen gjør at permafrosten tner og at det blr mndre s og dermed mer bølger. Dette akselererende kysterosjon og stabltets problemer for stasjonær nfrastruktur. I andre områder er det sen som gr desgn belastnng og man må kunne predkere hvordan sen påvrker nfrastrukturen. 2. Mål/Handlngsplan Etablere et tverrfaglg NTNU kystteknsk kompetansesenter (Trondhem og Ålesund) som dentfserer a) samfunnsutfordrnger, b) kompetanse (det v har og det som trengs) og c) nettverk, ndustrpartnere og offentlge nstanser og d) nærngens nåværende og framtdge behov Oppnå poltsk forståelse for statlg / offentlg fnanserng, for eksempel gjennom a) en kraftg oppjusterng av Kystverket budsjett og ansvarsområdet b) en avgft på 10 øre / tonn over havn vl g ca knok årlg tl forsknng. En slk avgft kunne forvaltes av Kystverket og relevante forsknngsnsttusjoner (analogt med Havbruk) Identfsere og nnlede samarbed med relevant ndustr og vdereutvkle samarbedet med Kystverket Renoverng av laboratorer på Valgrnda, eller byggng av tlsvarende Etablere en SFI/SFF nnen kystnfrastruktur Ny Professor nnen Kystteknkk

3 Vdereutvklng av NTNU programvare slk som nnen forsknng og gjøre den ndustrrelevant Tlslag på nnsendte søknader (EU, NFR; annet) 3. Prorterte forsknngsutfordrnger Klmaendrnger, bestandghet og restlevetd, særlg kombnasjon av økt havnvå, ekstremvær og større bølger. Økt komplekstet og autonom kysttrafkk, krever bedre modeller for havnelogstkk, rskostyrng og forebyggng av store ulykker. Bølger og bølgekrefter på alle typer norsk kystnfrastruktur. Utvklng av modeller og strateger for å skre høy regulartet og effektv samhandlng og planleggng av vedlkehold for havner og fartøy. Effektve transportsystemer på kysten (ve og fjordkrysnnger). Påvrknnger på helse og mljø, for eksempel forurensng havner. Ras og skred strandsonen eller på sjøbunnen. Beredskap, oljesøl. Kystsoneforvaltnng (utnyttng av kystsone), Fornybar energ kystsone. Det er potensale for utvdet offshore vnd, bølge- og tdevanns kraftverk. Samvrke med annen lokal vrksomhet (havbruk eller annet). Bolger og annen bebyggelse, tursme nær sjøen: flytende konstruksjoner. Havbruk. Utvklng av metoder og modeller for tlstandsovervåknng, mer effektv vedlkeholdsplanleggng og bedre rskostyrng for de ulke typer av kystnfrastruktur. 4. Strateger Satelltt målnger bruk av Coperncus programmet. Arktske havner og kyster. Bruk av systemteknske analyser for bærekraftg kyst-nfrastruktur. Øke den poltske bevsstheten om kystens betydnng for soso-økonomsk utvklng av kysten og dermed motvere nasjonal satsnng og fnanserng. Identfsere relevant ndustr og utvkle NTNU kompetanse tl å håndtere ndustrens utfordrnger Bl en ledende / vesentlg nternasjonal aktør på norsk-spesfkke og utvalgte nternasjonale problemstllnger, for eksempel, bølger mot bratt kyst og Arktsk kystteknkk. 5. Relevante samarbedspartnere Kystverket og Statens vegvesen er de vktgeste nasjonale aktører. De ulke havnene Norges største byer burde kunne trekkes mer aktvt nn. UNIS og Longyearbyen havn er sentrale aktører nnafor Arktsk Kystteknkk. NTNU Ålesund har nære relasjoner tl Kystdrektoratet og Kystverket som er lokalsserte Ålesund. Flere av problemstllngene er tverrfaglge og relevante for Møre og Romsdal og Trøndelag noe som borger for vktgheten av samarbed mellom NTNU Trondhem og Ålesund. De mest aktve mljøene ved NTNU er Gruppene for Marn Byggteknkk, Marne Konstruksjoner, Konstruksjonsmekankk, Geoteknkk, Betong, Veg Transport, Geomatkk, ndustrell økolog og Havromsoperasjoner og byggeteknkk, men det er betydelg nteresse fra IE fakultetet omkrng

4 dgtalserng, sensorer og overvåknng, robotkk og autonome fartøy, og fra ØK fakultetet om logstkk. NT er selvfølgelg tungt nne havbruk, SVT leder et plot prosjekt nne NTNU Havrom som heter: NTNU Oceans Plot - Norway as a sea naton. De vktgeste nternasjonale samarbedspartnere er DTU, TU-Delft, IIT Madras, IIT Mombay, Unversty of Hanover, Aalto, 7. Ressurser Det er vesentlg å kunne kombnere teoretske, ekspermentelle og numerske studer. Dagens numerske modellene for hvordan bølger forplanter seg nn mot kysten og rolghetene havner er kke gode nok, slk at modell-skala testng er vktg forbndelse med praktsk desgn og som forsknng. Det er et sterkt behov for oppgraderng av dagens nedsltte nfrastruktur ved Valgrnda. Men, fremtdens laboratorebehov blr ltt annerledes enn dagens. Det vl fremtden blr mndre behov for kvanttet laboratorer og mer behov for kvaltatvt gode målnger som kan brukes for kalbrerng og valderng av numerske modeller. Det pågår en rask utvklng av de avanserte numerske verktøy (for eksempel REEF3D) og en vdere utvklng på denne fronten krever tungregnekapastet. Den bør være grats, eller det mnste bllg. Det har vært vanskelg å etablere store prosjekter nnen så v har et behov for stpendat og Post-doc stllnger samt en Kystteknkk professor med kompetanse nnen ekspermentelt arbed og analyse, slk at renoverte laboratorer blr benyttet undervsnng og forsknng. 8. Fnanserngsklder Fnanserngsstuasjonen er ulk for de ulke anvendelsesområdene. Innen Havbruk og Offshore vnd, er det og har vært store sentre som Novtech, SFI-Exposed, SFI-Move. Også E39 prosjektet har gtt betydelg aktvtet ved NTNU. Innenfor tradsjonell kystteknkk har det vært vanskelg å etablere store forsknngsprosjekter. En vktg årsak tl dette er Norges soso-økonomske struktur hvor det mangler en stor offentlg eller prvat aktør som har nteresse av å støtte forsknng. V ser for oss følgende fnanserngsklder, NFR (dverse programmer samt SFI/SFF), EU Horzon 2020, og offentlge nstanser som Statens vegvesen (SVV), Kystverket, Departementer, og Havneeere. Relevant ndustr er oljeselskap (særlg med hensyn tl Arktsk Kystteknkk), entreprenører og konsulenter, ndustr som jobber med autonome og elektrske skp (for eksempel Rolls Royce og Semens), kan det være mulg å motvere rederer? Innen havbruk og Offshore vnd er relevant ndustr de store aktørene som leverer utstyr og nnretnnger, slk som Semens. På lengre skt bør det jobbes for å styrke Kystverket vesentlg, men dagens poltkk gjør det motsatte. Hvs v fkk et «Statens Vegvesen for kysten» med tlsvarende ressurser og ansvar, vl det åpne seg helt andre mulgheter for å jobbe med Norges samfunnsutfordrnger langs og på kysten. En havneavgft tl forsknng som beskrevet ovenfor kan medføre betydelg større aktvtet nnen tradsjonell kystteknkk slk at NTNU kan være med på å sørge for at v har levende og produktve kystsamfunn Norge.

5 Tabell 1. Anvendelser og kompetanse. Hydrodynamkk og bølger Konstruksjonsdyna mkk Ras og skred Havn er Farle der Fornyb ar energ Veer, jernbane fjordkrysn nger, Havbr uk Bebygg else Autono me og elektrs ke skp Arkt s,, KM KM Sensorer og elektro Satelltter VTG VTG VTG VTG VTG VTG VTG VTG Forurensnng og oljesøl Logstkk Rsko, påltelghet, regulartet og levetd,, RA MS Is og permafrost, GT Mljøpåvrknnger/p åvrknng klmaendrnger ell ell ell ell