Næringsrettet kompetansefelt - Marin teknologi Denne beskrivelsen skal gi et grunnlag for Forskningsrådets strategiske satsing på feltet. Marin teknologi er det vitenskapelige og ingeniørmessige grunnlag for å konstruere, bygge og operere fartøyer, konstruksjoner og andre innretninger på og under havets overflate. Norske fagmiljøer innen marin teknologi har en sterk internasjonal posisjon. Viktige forskningsutfordringer med relevans for flere næringsklynger er design- og produktutviklingsprosesser, sjøbelastninger og respons, marin kybernetikk, logistikk, driftsteknikk og sikkerhet. Høy kompetanse innen marin teknologi har betydning for utvikling av tre av de mest konkurransedyktige norske næringsklyngene: Sjøtransport og maritime aktiviteter(maritim), petroleumsutvinning til havs(olje og gass) og utnyttelse av marine biologiske ressurser(sjømat). 1. Bakgrunn og faglig avgrensning Hensikten med denne beskrivelsen av marin teknologi er å gi et grunnlag for Forskningsrådets langsiktige strategiske satsing på dette kompetansefeltet. Den er utarbeidet i samspill med forskningsmiljøer og næringslivet og vil bli løpende oppdatert. Norge har bygget seg opp til å innta en internasjonalt ledende posisjon innen marin teknologi både når det gjelder forskningsmiljøer og laboratorier. Denne kompetansen hadde sitt utspring i teknologi knyttet til skipsbygging og skipsfart sammen med fiskeri. Allerede fra etableringen av NTH i 1910 ble det utdannet skipsingeniører. Fra 1970 har offshorevirksomheten vært drivkraften i utviklingen og senere er også havbruk kommet inn. Faglig avgrensing og sentrale deltema Definisjon: Marin teknologi er det vitenskapelige og ingeniørmessige grunnlag for å konstruere, bygge og operere fartøyer, konstruksjoner, herunder oppdrettsanlegg og andre innretninger på og under havets overflate. Faglig sett er marin teknologi knyttet nær til byggteknikk og maskinteknikk. Samspillet med materialteknologi, IKT og kybernetikk spiller en stadig viktigere rolle. Fysikk og matematikk danner den matematisk-naturvitenskapelige basis. Følgende deltema er sentrale innen marin teknologi: Marine konstruksjoner Statistisk beskrivelse av havmiljø, konstruksjonsteknikk, hydrodynamikk, sjøbelastninger, fremdrift, sjøegenskaper, bygging og produksjon. Marine systemer systemteknikk rettet mot maskineri- og fartøyutforming, design- og produktutviklingsprosesser, drift og operasjon av fartøyer og konstruksjoner Marin infrastruktur konstruksjoner i kystsonen, fundamentering, forankring og konstruksjoner på havbunnen Logistikk teknologi hvor sjøtransport og marine operasjoner inngår i logistikk-kjede Navigasjonssystemer, marin kybernetikk, og systemer og utstyr for overvåking og styring Fagmiljøene benytter som simuleringsverktøy ulike fysiske laboratorier; Havbasseng, bølgetank, kavitasjonstunnel, coriolistank, maskinsystemer og testrigger for konstruksjoner og dediserte datasimuleringaboratorier for navigasjon og operasjon. Dessuten utvikles og benyttes i stor grad datamodeller, hvor det benyttes alt fra superdatamaskiner til arbeidsstasjoner og PC, for å gjøre analyser og utføre simulering av fysiske systemer. 2. Kunnskapsmessig status og virkemidler i Forskingsrådet Forskningsmiljøene innen marin teknologi har sitt tyngdepunkt i Marinteknisk senter på Tyholt i Trondheim, med Norsk marinteknisk forskningsinstitutt (Marintek) i SINTEFgruppen og Marinteknisk fakultet ved NTNU. Dessuten har en rekke andre fagmiljøer både i SINTEF og NTNU aktiviteter innen området. Særlig bør nevnes SINTEF fiskeri og havbruk 1
(havbruks- og fiskeriteknologi), og fakultetene for bygg- og miljøteknikk og elektro og telekommunikasjon ved NTNU. Andre institusjoner er Norges Geotekniske Inst. (forankring og fundamentering) Christian Michelsen Research (måling, instrumentering), Univ. i Bergen (havmiljø), Norges fiskerihøgskole, Havforskningsinstituttet og Fiskeriforskning(havbruksog fiskeriteknologi), maritime fagmiljøer ved høgskolene i Vestfold og Ålesund (nautikk). Det Norske Veritas spiller en internasjonal lederrolle i FoU knyttet til økt sikkerhet i skipsfart og offshorevirksomhet. Statoil og Norsk Hydro har sterke fagmiljøer innen offshoreteknologi. Flere system- og utstyrsleverandører, både de store: Aker, Kværner, Kongsberg-gruppen og ABB, samt en rekke SMB-er, har sterke fagmiljøer innen marin teknologi. Status for virksomheten I vedlegg presenteres en tallmessig oppstilling for kjernefagene i marin teknologi. Oversikten er valgt slik at den mest mulig samsvarer med de enheter en finner ved våre forskningsinstitusjoner. Fagmiljøene innen marin teknologi har gradvis har fått reduserte forskningsmidler. De kommer i dag særdeles svakt ut når det gjelder strategisk forskning i Forskningsrådet (5 mill pr år), mens brukerstyrt forsking har vært bedre ivaretatt (50 mill pr år). Innen det maritime har samspillet med Norges Rederiforbund vært viktig. Innen offshore har norske oljeselskaper spilt en lignende rolle både som faglig samspillspartner og bidragsyter til på finansiere grunnleggende forskning. De siste årene har marin teknologi har blitt nedprioritert forhold til petroleumsteknologi både av oljeselskapene og Forskningsrådet. Petroleumsteknologi og geofag ligger mer sentralt innenfor det oljeselskapene ser som sin kjernekompetanse. Bevilgninger til FoU innen havbruksteknologi ble sterkt redusert etter at Fiskeridepartementet overtok hele ansvaret for havbruksforskning i 1993. Vurdering av faglig nivå Marintek er blitt evaluert av et ekspertpanel som sier at instituttet har marinteknologiske fagmiljøer som ligger langt fremme internasjonalt. Evne til å kombinere avanserte eksperimentelle undersøkelser med databaserte simuleringsverktøyer fremheves. Den lave finansieringen gjennom strategiske programmer gir ikke gir grunnlag for en sterkt påkrevet faglig videreutvikling og fornying. Forankring i grunnleggende forskning må styrkes samtidig som instituttet bør videreutvikle seg som designorientert rådgiver. De teknologiske fagmiljøer ved universitetene er ikke blitt evaluert, men ut fra publisering, internasjonale kontakter og doktorutdanning vurderes de å stå sterkt i forhold til tilsvarende miljøer i andre maritime nasjoner. I femårsperioden 1995-99 har marinteknisk fakultet ved NTNU utdannet 457 sivilingeniører og 31 doktorander. I tillegg kommer kandidater fra andre marinrelaterte fagmiljøer både ved NTNU og de andre universitetene. Søkningen til studiet har vært god, men i likhet med andre ingeniørfag merkes en svekkelse i søkertall de senere år. Samlet er bildet at Norge har sterke fagmiljøer innen marin teknologi, men hvis ikke bevilgningene økes vil det skje en gradvis forvitring. Redusert omfang av midler fra næringslivet, særlig offshoresektoren, vil kunne forsterke denne utviklingen. Det internasjonale bildet I Europa finnes sterke fagmiljøer i Nederland (skipsteknikk) og Storbritannia (skip og offshore) men også Frankrike, Italia og Hellas har aktive fagmiljøer. Norden, særlig Sverige, har vært på vikende front innenfor marin teknologi. Norske fagmiljøer har kommet godt ut i de deler av EU-programmene som har aktiviteter innen marin teknologi. Utenfor Europa står Japan og Korea(skipsteknikk) og USA (offshore) i første rekke. Fakultetet for marin teknikk ved NTNU har organisert samarbeid med alle de tre ledende amerikanske universiteter med marinteknisk utdanning - MIT, Univ. of Michigan og Univ. of California, Berkeley. Nye aktører innenfor hver sine deler av marin teknologi er Brasil, Singapore og Malaysia 2
3. FoU-utfordringer Et høyt nivå på grunnleggende kompetanse innen marin teknologi og evne til å hente inn kunnskap fra andre fagområder har gitt muligheter for å gjennomføre dristige nyskapingsprosjekter med ivaretagelse av krav til sikkerhet og stor økonomisk suksess. Kværner utviklet den internasjonalt ledende design kuletankskip for transport av flytende gass for 25 år siden. Avansert kunnskap innen skallteori, bruddmekanikk og marin teknologi inngikk. Norske fagmiljøer var pionerer i å utvikle bøyelastingsskip og bøyer for oljelasting offshore. Avanserte laboratorier sammen med avanserte beregninger har avgjørende betydning for å identifisere og mestre nye fenomener. Miljø og sikkerhet må mestres på linje med økt verdiskaping. Det knytter seg særlige utfordringer til å unngå og redusere skadevirkninger av ulykkeshendelser og redusere skadelige utslipp særlig knyttet til energiproduksjon. Miljø og sikkerhet inngår som en integrert del av de fleste FoU-utfordringene. Marin teknologi for sjøtransport og andre maritime tjenester Norske rederier har vært pionerer og oppnådd en solide markedsposisjoner i flere nisjemarkeder hvor teknologisk innovasjon står sentralt: Gasstransport, nye skipskonsepter for frakt av kjemikalier, biler og papir, cruise, supplyskip og spesialskip for offshore. Følgende temaer kan fremheves: Utvikling av nye Skipskonsepter; IKT-systemer for prosjektering, bygging operasjon og drift, Produktutviklingssystemer, Lasthåndteringssystemer; Nye materialer; Motor og fremdriftssystemer inkl skipselektriske systemer. Marin teknologi for petroleumsvirksomheten til havs Utviklingen av kompetanse innen marin teknologi styres av den petroleumsteknologiske utvikling. Elementer som enten er flaskehalser eller hvor det økonomiske potensiale er stort prioriteres. Separasjon på og under havbunnen og boring av lange horisontale og høyavviksbrønner er utviklingsfelt, men like viktig fremover er drift og vedlikehold. Marine operasjoner med flytende plattformer eller skip som base er et nøkkelelement i forbindelse med installasjon og inspeksjon, reparasjon og vedlikehold av produksjonsanleggene i driftsfasen. Helhetsløsninger for produksjon og ilandføring fra nye felt krever marinteknologisk kompetanse: Enkle, lette flytende plattformer; Fartøyer for marine operasjoner; Effektive forankringssystemer og posisjoneringssystemer; Stigerørsløsninger for dypt vann; Undervannssystemer, inkl. farkoster; Nye logistikk/transportsystemer. Kartlegging av havbunnen, rørledningsteknologi og legging av rørledninger ved vanskelige bunnforhold. Marin teknologi for utnyttelse av marine biologiske ressurser Fiskefartøyer er plattformer for fangst der fartøy og redskap må integreres. Moderne fiskefartøyer er høyteknologiske, og fungerer dessuten som flytende produksjonsanlegg og transportbærer i et logistikksystem. Forskningsresultater relatert til andre typer fartøyer er også aktuelle for fiskefartøyer. Mens offshorevirksomheten i tidligere faser fikk overført kompetanse fra fiskeri og sjøtransport ligger det nå et potensiale i å trekke veksler på offshorekompetanse innen havbruk. Oppdrettsanlegg er marine konstruksjoner og skal være funksjonelle og kostnadseffektive og fungere sikkert og pålitelig i et værhardt havmiljø. Prioriteringer av forskningstemaer med relevans for flere næringsklynger Noen forskningsutfordringer har en mer generisk karakter med et bredt nedslagsfelt og kan bidra til å utvikle en grunnleggende kompetanse som er verdifull for anvendt forskning rettet mot den enkelte næringsklynge:sjøbelastninger og respons og Marin kybernetikk er spissområder hvor vi har høy kompetanse som bør utvikles videre til en internasjonalt ledende posisjon.design- og produktutviklingsprosesser, Marin driftsteknikk, Marin sikkerhet og Logistikk for flermodal transport er satseområder hvor det bør bygges opp ny kompetanse. 3
4. Verdiskapningspotensiale Marin teknologi er et sentralt kunnskapsområde for de tre næringsklyngene Maritim, Olje og gass og Sjømat. Den følgende omtale er basert på en studie ved Bedriftsøkonomisk institutt Et verdiskapende Norge. Figuren under viser utviklingen i omsetning over en tiårsperiode. Næ ringsklyngene Om setningsvekst vokser raskere fra 1988 enn til 1998 resten av næ ringslivet 6,00 5,00 4,00 3,00 Rest of Norway Maritime Fish & aquaculture T e le & IT Oil & gas 2,00 1,00-1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 ET VERDISKAPENDE NORGE, Kongsberg 4. april 2000 Reve / Jakobsen Tabellen nedenfor viser verdiskaping og sysselsetting innen de tre næringsklynger og estimater for vekst som knytter seg til deler av næringsklyngene hvor kompetanse innen marin teknologi vurderes som vesentlig. Lønnsomheten og lønnsevne ligger betydelig over resten av Norge for de treklyngene og vekst i verdiskaping var også høyere. For maritim er marin teknologi en viktig faktor for hele næringsklyngen. For Olje og gass- og Sjømat-klyngen vurderes marin teknologi å være viktig for omlag halvparten av verdiskapingen. På dette grunnlag kan en si at kompetansefeltet marin teknologi i dag har betydning for en årlig verdiskaping på om lag 60 mrd kr og at dette kan dobles over de neste 20 år. Næringsklynge Verdiskaping Sysselsetting Antatt vekst Økt verdiskap. (milliarder kr) prosent/år 2020 Gj. snitt 89-98 1998 Gj. snitt 89-98 1998 Milliarder kr Maritim 17 27 40.000 43.000 3-5 15-25 Olje og gass 38 62 57.000 63.000 1-3 20-60 Sjømat 5 10 19.000 21.000 5-10 20-40 Totalt 50 99 116.000 127000 55-125 Maritim. Klyngen betegnes som global, eksportorientert, sterkt internasjonalt orientert, mest komplett, mest mobil, en viss fare for forvitring, svakheten er verftene. Tjenestesiden av maritim står for 75% av verdiskapingen i klyngen og utgjør halvparten av all norsk tjenesteeksport. I løpet perioden 1989-98 er det antall foretak i klyngen mer enn fordoblet, det overveiende antall på tjenestesiden. Skipsfarten forventes å være motoren i klyngen også i de neste 10-20 år. Utstyrsleverandører har også en viktig plass i klyngen Olje og gass. Denne klyngen betegnes som nasjonal, eksportorientert, kraftig vekst, mest teknologisk, men med svak internasjonalisering. Maritime aktører har bidradd til innovasjon på norsk sokkel. Med sin globale virksomhet vil maritime aktører i stor grad kunne bidra til internasjonaliseringen av offshore basert på norsk teknologi, produkter og tjenester. Dyphavs mineralutvinning (av metall noduler) er et nytt felt der norske maritime aktører har et potensiale. Olje og gass har en verdiskapingskurve med sterke svingninger. Internasjonalisering er en særlig utfordring hvor det forventes at maritime aktører leder an. Sjømat. Denne klyngen er utpekt som vinner når det gjelder å fylle verdiskapingsgapet i 2020. Potensialet ligger først og fremst på oppdrettssiden, der anleggene fortsatt må forventes å ligge i kystnære, og til dels værharde farvann. Marinteknologisk kompetanse forventes særlig knyttet til ulike former for oppdrettsanlegg for nye arter, høstesystemer for 4
marine ressurser, bioprospektering og fiskeri og redskapsteknologi. For å realisere dette potensialet kreves et samspill mellom næringsrettet FoU, andre offentlige virkemidler og innsats fra næringslivet. Alle de tre næringsklyngene arbeider i en åpen internasjonal konkurranse hvor særlig for den maritime, men også for olje og gass, er en betydelig fare for forvitring med redusert verdiskaping til følge hvis en ikke makter å holde en ledende kompetansemesig posisjon. 5. Kunnskapsmessige resultatmål Høyt kvalifisert personale: 100 kandidater på hovedfagsnivå og 10 doktorander pr år Internasjonalt samarbeid: Samarbeidsavtaler med utvalgte internasjonale fagmiljøer. Utenlandske gjesteforskere og stipendiater Deltagelse og prosjektlederansvar i EU-prosjekter Faglige bidrag: 50 artikler i faglige tidsskrifter pr år 20 innlegg på internasjonale konferanser Relevant kompetanse 5 nye bedrifter med kompetanse fra forskningsmiljøene pr år Omfang av nasjonale og internasjonale forskningsoppdrag 6. Synergi-/Samhandlingsområder andre kompetansefelt og innovasjonsfelt Merk at marin teknologi ikke på noen måte skal være heldekkende for den kompetanse disse de tre næringsklyngene maritim, olje og gass og sjømat betjener seg av. Andre kompetanseområder spiller også en viktig rolle. Koblinger til andre kompetansefelter Energi og petroleum. Den norske oljevirksomheten foregår til havs og dette gir en sterk kobling mellom petroleum- og maritim næringsvirksomhet, og tilsvarende kobling mellom petroleums- og marin teknologi, begge med kompetanse i internasjonal front. Denne koblingen bør videreutvikles fordi det kan gi opphav til spennende innovasjoner Materialteknologi. Bruk av aluminium og plastkompositter i fartøyer og marine kontruksjoner, samt i marine systemer og utrustning forøvrig. IKT. Tett kobling i en rekke sammenhenger. Bioproduksjon. Fiskeri- og redskapsteknologi og oppdrettsanlegg. Prosessteknologi. Felles problemstillinger knyttet til styring gjennom kybernetikk. Bygg og miljø. Marint miljø og marin infrastruktur Koblinger til innovasjonsfeltene. De tre næringsklyngene; maritim, olje og gass og sjømat ligger innenfor innovasjonsfeltene. Marine ressurser. Denne dekker sjømatklyngen. Fiskefartøyer og oppdrettsanlegg er koblingsområder til marin teknologi. Naturgass. Transport av naturgass og prosessering av gass på flytende anlegg. Tjenesteyting. Sjøtransport og marine operasjoner utført av rederier, samt og de maritime tjenesteyterne, de fleste utpregede KIFT-foretak (megling, finansiering, forsikring, klassifikasjon, konsulenter m.m.), vil ha sin forankring i dette innovasjonsområdet. Som pådriver for utvikling av sjøtransport- og fartøyskonsepter, vil skipsfarten være en sentral bruker av resultater fra kompetanseområdet marin teknologi, både direkte og indirekte gjennom produkter og systemer fra maritim industri. Etablert næringsliv. Verftene og de marint rettede utstyrsleverandører befinner seg her. Marin kybernetikk er et kjerneområde for kompetanse når det gjelder maritime produkter der norske leverandører ligger i front internasjonalt. 5