Årsrapport 2015 Økt verdiskaping i naturgasskjeden / GASSMAKS (2007-2016) GASSMAKS går mot avslutning samtidig som NFD har kuttet i sine bevilgninger til programmet. Det er derfor ikke bevilget midler til nye prosjekter fra programmet i 2015. Det vil være 5 prosjekter i porteføljen som løper inn i 2017 og disse vil bli fulgt opp av BIA som etter avtale vil videreføre forskningen innenfor GASSMAKS sitt ansvarsområde. Dette er i tråd med NFD sine signaler. Prosess for produksjon av L-glutamat Av prosjektresultater kan det nevnes at SINTEF har utviklet en prosess for produksjon av aminosyren L-glutamat fra metanol. Prosessen er en mikrobiologisk fermenteringsprosess. L- glutamat brukes i stor grad som smaksforsterker i mat og har også anvendelse innenfor kosmetikk og farmasi. Denne aminosyren representerer ett av verdens viktigste bioteknologiske produkter både målt i produksjonsvolum og økonomisk omsetning. Industrielt foregår produksjonen i dag ved bakteriell fermentering av sukker. Den SINTEF utviklete prosessen er i forhold til eksisterende teknologi svært lovende økonomisk. Direktekonvertering av naturgass I et prosjekt ved Kjemisk institutt UiO er det blitt utviklet en ny katalysator som kan gjøre det mulig med en direkte konvertering av naturgass til benzen uten å gå veien om syntesegass. En slik katalysator vil være en "game changer" for store deler av den internasjonale petrokjemiske industri dersom den blir industrialisert. Konvertering av eten til buten og propen OLIGOM-prosjektet ved Kjemisk institutt UiO tar sikte på å omdanne (oligomerisere) eten direkte til buten og propen ved hjelp av katalytiske prosesser. I prosjektet er kjente og ukjente katalysatorer syntetisert og utviklet. Katalysatorene er blitt nøye karakterisert og utprøvd for omdanning av eten. Samtidig er omfattende teoretiske utregninger utført som støtte til det eksperimentelle arbeidet. Det er startet aktiviteter for å kommersialisere den mest effektive nye katalysatoren. Programmets overordnede mål/formål Programmets overordnete mål er: Gjennom styrket kunnskapsutvikling, næringsutvikling og internasjonal konkurransekraft å bidra til økt verdiskaping for samfunnet gjennom industriell foredling av naturgass. Bare 1 prosent av naturgassen som produseres i Norge blir brukt i Norge. Det øvrige blir eksportert til Europa, i hovedsak til Storbritannia og Tyskland. GASSMAKS ble etablert som en strategisk satsing for å oppnå merverdi ved å foredle en større del av naturgassen industrielt. En slik satsing ville legge til rette for å skape muligheter for regional verdiskaping og sysselsetting gjennom å gjøre eksisterende nedstrømsvirksomhet og annen petrokjemisk industri mer konkurransedyktig, samt legge grunnlaget for å etablere nye bedrifter basert på naturgass som råstoff. 1
Økonomi og prosjektomfang Disponibelt budsjett i 2015 34,8 mill. kroner Forbruk i 2015: 33,1 mill. kroner Programmets finansieringskilder i 2015: KD-SO 25 mill. kroner NFD: 4 mill. kroner Antall og type prosjekter i 2015: 21 prosjekter 13 forskerprosjekter 26,4 mill. kroner 5 innovasjonsprosjekter 3,4mill. kroner 2 kompetanseprosjekter 1,2 mill. kroner 1 arrangementsstøtte prosjekt 1 mill. kroner. Overordnet vurdering av måloppnåelse, resultater og utfordringer Selv om kjemisk og petrokjemisk industri er viktig for Norge, har det vært liten vekst de siste årene innen industrien som er knyttet til de prioriterte temaene i GASSMAKS. Det er likevel verdt å merke seg at norsk industri og norske akademiske miljøer fortsatt har en internasjonalt ledende teknologiposisjon innenfor strategiske deler av de prosesstekniske fagfeltene. Dette vil være viktig i tiden fremover, gitt de vesentlige endringer som nå synes å feste seg hva gjelder gassmarkedene, energimarkedene og internasjonal klimapolitikk. Forutsetningene for å drive nedstrømsvirksomhet basert på naturgass i Norge er derfor i utgangspunktet gode hvis tilgangen og prisen på naturgass er konkurransedyktig. Målsettingen for programmet er svært ambisiøs, men med begrenset etterprøvbarhet. At forskningsresultatene fra programmet skal medføre en økt industriell aktivitet i stort omfang innenfor programperioden er urealistisk når man vet at det ofte tar 15-20 år før forskningsbaserte innovasjoner blir kommersialisert. Programmet har ikke klart å engasjere industrien på samme måte som var forutsatt i planene for programmet. Dette kan delvis forklares ved at oppstarten av programmet skjedde samtidig med at den petrokjemiske industrien i Norge hadde en gjennomgripende omstilling ved at både Noretyl, Hydro Petrochemicals og Borealis sin virksomhet i Norge ble kjøpt opp av INEOS (nå INOVYN). Samtidig har STATOIL i stadig større grad orientert seg bort fra nedstrømsvirksomhet. Dette medførte et mindre engasjement fra petrokjemiske bedrifter i GASSMAKS enn forventet ved planlegging og oppstart av programmet. Som en kompensasjon har programmet i større grad rettet seg mot grunnleggende forskning spesielt innenfor katalyse. Programmet har arbeider langs to akser: 1. Å bidra til tekniske løsninger som gjør det mulig for prosessindustrien å produsere mer økonomisk og med mindre utslipp av miljøgifter og klimagasser. 2. Å bidra til å gjøre naturgass mer tilgjengelig og til en konkurransedyktig pris for industrien. 2
Begge disse strategiske veivalgene har stått sentralt i programmets virksomhet siden GASSMAKS ble etablert. Som et resultat av dette har programmet brukt ressursene på å utvikle nye, samt modifisere eksisterende prosesser og øke forståelsen av gassmarkedet, hvordan det virker og hvilke flaskehalser som begrenser industriens bruk av naturgass i Norge. I dag er INOVYN sine anlegg i Norge blant konsernets mest lønnsomme og eieren har i tråd med dette skissert ambisjoner om å bygge "Europas største petrokjemianlegg" i Norge. Fremveksten av skifergass i USA vil få stor betydning også for Norge. INOVYN importerte i 2015 store mengder etan fra USA til Rafnes. Dette vil på sikt legge press på prisen på norsk etan. INOVYN sitt forbruk av etan vil altså øke vesentlig i årene som kommer, men med gass fra USA og ikke fra Norge. Også YARA vil sannsynligvis øke sitt forbruk av naturgass ved økt produksjon av ammoniakk. I den metallurgiske industrien vil det sannsynligvis også bli en økt bruk av naturgass på sikt, spesielt som reduksjonsmiddel. Disse strukturelle rammebetingelsene medvirker til at måloppnåelsen for GASSMAKS begrenses. GASSMAKS resultater i form av bedriftsetableringer belyser godt rammebetingelsene for denne sektoren i Norge: Programmet har bidratt til at det er etablert 9 nye bedrifter. 2 av disse er senere kjøpt opp av amerikanske bedrifter, 3 befinner seg i England og 4 av bedriftene er nedlagt. Nøkkeltall Antall 2014 Antall 2015 Totalt K M Totalt K M Prosjektledere - personer 29 7 22 22 5 17 Dr. gradsstipendiater - årsverk 7,4 1,8 5,6 11 3 8 Dr. gradsstipendiater - personer 12 3 9 12 3 9 Postdoktorstipendiater - årsverk 10,5 3,6 6,9 4,4 1,2 3,2 Postdoktorstipendiater - personer 13 4 9 9 3 6 Avlagte doktorgrader 1 1 1 1 Antall årsverk har økt i forhold til 2014 for dr. gradsstipendiater, mens antall personer er det samme. Når det gjelder postdoktorstipendiater, er antallet personer og årsverk noe lavere for 2015 enn for 2014. Dette skyldes antagelig avsluttede prosjekter. Kvinneandelen er lavere enn ønsket, men er på linje med den som er innenfor studiet til de lavere akademiske gradene på fagfeltet. 3
Resultatindikatorer Antall 2014 Antall 2015 Vitenskapelig publisering 1 : Publisert artikkel i periodika og serier 15 11 Publisert artikkel i antologi 15 12 Publiserte monografier 6 10 Formidling, samfunnspåvirkning: Rapporter, notater, artikler, foredrag på møter/konferanser 55 41 rettet mot prosjektets målgrupper Populærvitenskapelige publikasjoner (artikler/bøker, debattbøker/ 5 0 -artikler, høringer, utstillinger, skjønnlitteratur etc.) Oppslag i massemedia (aviser, radio, TV mm.) 6 5 Innovasjonsresultater: Ferdigstilte nye/forbedrete metoder/modeller/prototyper Ferdigstilte nye/forbedrete produkter 2 1 Ferdigstilte nye/forbedrete prosesser 1 Ferdigstilte nye/forbedrete tjenester Søkte patenter 1 2 Inngåtte lisensieringskontrakter 1 Nye foretak som følge av prosjektet 1 Nye forretningsområder i eksisterende bedrifter som følge av 1 1 prosjektet Bedrifter i prosjektet som har innført nye/forbedrete 1 metoder/teknologi Bedrifter utenfor prosjektet som har innført nye/forbedrete 1 metoder/modeller/ teknologi Bedrifter i prosjektet som har innført nye/forbedrete arbeidsprosesser/ forretningsområder Verdiene for nøkkeltallene er på nivå med foregående år, med unntak av populærvitenskapelige artikler som er vesentlig lavere i 2015 i forhold til 2014. Viktigste aktiviteter Forskningsfaglige Det har ikke vært utlysninger i programmet i 2015. De viktigste aktivitetene har vært å sette i gang sluttevalueringen av GASSMAKS, påbegynne sluttrapportene, samt forberede avslutningskonferansen som skal holdes i april 2016. Det ble avsluttet 7 prosjekter i 2015. Internasjonalt samarbeid Det har ikke vært tatt noen initiativ til økt internasjonalt samarbeid rettet mot Horisont 2020 i 2015. Programmets brukere er imidlertid godt kjent med rammeprogrammet og flere av brukerne deltar i prosjekter i rammeprogrammet. 1 Antologi er en tekstsamling, det vil si en bok med flere tekster/kapittel som har forskjellige forfattere. Monografi er en bok med én eller flere forfattere, gjerne om et avgrenset tema. Artikkel i periodika, serier og nettsteder omfatter tidsskriftartikler, artikler publiserte online og bøker knyttet til bokserier. Den enkelte publikasjonen kan ha én eller flere forfattere. 4
Kommunikasjons- og formidlingstiltak Det arbeides med å popularisere sluttrapporten for programmet. Planleggingen av avslutningsseminaret som skal holdes i april 2016 er også startet. Programmet har ikke hatt utlysninger i 2015. Programmet har bevilget penger til en stor internasjonal konferanse innenfor gasskonvertering som holdes i Tromsø i juni 2016. Driftsrelaterte aktiviteter Programmet har avholdt 3 programstyremøter i 2015. Programstyret har i 2015 hatt følgende sammensetning: Professor Unni Olsbye, UiO (Programstyreleder) Direktør Steinar Kvisle, INOVYN Forretningsutviklingsansvarlig Johan Arnold Johansen, Elkem Solar HMS- sjef Siv Åsland, Statoil Direktør Astrid Tugwell, North Energy Professor II Terje Halmø, UiS Direktør Tine Rørvik, Norner Seniorforsker Elisabeth Tangstad, SINTEF Sluttevalueringen av GASSMAKS ble gjennomført av Technopolis etter en anbudsinnbydelse. Sluttrapporten ble levert 31.1.2016. Konklusjonene i evalueringen er: Uklart og lite etterprøvbart overordnet mål for programmet Ingen stor økning i foredling av naturgass Flere eksempler på at det kan bli betydelige effekter både i FoU-miljøene og i industrien 38 PhD-kandidater er utdannet To bedrifter som bygger på resultater fra GASSMAKS kjøpt av amerikanske bedrifter 3 bedrifter etablert i England Høy addisjonalitet i prosjektene Til tross for sterkt endrede rammebetingelser har programmet lyktes med å leve opp til de opprinnelige intensjonene Programmet har tilpasset seg de endrede forutsetningene Næringsmessige effekter som er større i utlandet enn i Norge er et tegn på at de bedriftsøkonomiske forutsetningene i Norge ikke er gode nok og at tilgangen på risikokapital har en del mangler. 5
Forskningseksempler - smakebiter Batteriene i elbiler kan lades like raskt som å fylle opp tanken på en bensinbil ved å bruke nanorør laget av naturgass i elektrodene En forskergruppe ved NTNU har utviklet løsninger for energilagring med helt nye egenskaper. Teknologien brukes både i superkapasitorer i elbusser eller hybridbiler og litiumion-batterier i elbiler. Hemmeligheten ligger i nye tredimensjonale strukturer på nanometernivå. Råstoffet er naturgass. Alt karbonet i nanorørene i batteriene kommer fra naturgass. Dette vil ikke bli den store forbrukeren av norsk naturgass, men nanorørene er et høyverdiprodukt. En Tesla bruker timer på å lade batteriene på vanlig måte. Med den nye teknologien kan en tilsvarende batteripakke lades på noen minutter. I laboratorieforsøkene har forskerne kommet ned i ladetid på fem minutter. Ved å bruke nanoteknologi blir elektrodene mye mer effektive til å lade og lade ut. De blir også mer stabile. Dette vil totalt kunne endre bruken av elektriske biler. Forskerne har også utviklet nye superkapasitatorer som kan inneholde mye mer energi enn dagens. Det gjør de ved å bruke «nanosvamper» der elektrodemateriale legges inn i nanohulrom. Superkapasitatorer er allerede tatt i bruk i elektriske busser. De gjør det mulig få lade opp bussen på ett minutt mens den står ved holdeplassen. Da kan bussen kjøre i typisk seks-sju kilometer. Oslo kommune planlegger slike busser og ladeholdeplasser. Med NTNUs teknologi vil bussen kunne kjøre 30 kilometer og i mange tilfeller trengs da bare ladning ved endestasjonene. Det sparer busselskapene for investering i ladepunkter på hver holdeplass. I tillegg er de nye superkapasitatorene sikrere og mer stabile. Reduksjon av klimagassutslipp fra kraftkrevende industri Når kull erstattes med naturgass i produksjonen av titanoksyd, silisium og mangan, blir utslippene av klimagasser kraftig redusert. Samtidig kan silisium- og manganfabrikkene levere hydrogen og karbonmonoksid (CO) som er hovedbestanddelene i syntesegass. 6
Karbon er en helt nødvendig ingrediens for å lage metaller. Men karbonet er uønsket i produktene og kan like gjerne komme fra andre kilder enn kull, f.eks. naturgass. I et stort prosjekt der Ferrolegeringens forskningsforening og titanoksydprodusenten TiZir var med, har NTNU og Sintef forsket på tre prosesser, en for produksjon av titanoksyd fra ilmenitt, en for produksjon av mangan og en for produksjon av silisium. Alle prosessene produserer eller forbruker syntesegass og dette vil kunne motivere for integrering av prosesser å gjøre det mulig å produsere både metaller og petrokjemiske produkter nesten uten utslipp. En slik klyngetank er tatt med videre til senteret for forskningsdrevet innovasjon SFI Metal production. Foto: Sverre Jarild 7