”Når vi taler CO2-reduktion og kampen mod klimaforandringerne, er elektronik ekstremt vigtigt.”
Sådan lyder det fra Thomas Ebel, der forsker i kraftelektronik på Center for Industriel Elektronik. I centret har de derfor forpligtet sig til at arbejde inden for både det 3., 7., 8., 9. og 11. Verdensmål, da det er her de oplever, at deres kompetencer bedst kan komme til udtryk.
Helt specifikt om deres arbejde, fortæller Thomas Ebel blandt andet:
”Vi arbejder på nye komponenter til halvledere og passive komponenter for at forbedre drivlinjen i elbiler og andre elektriske køretøjer. Ved at udnytte batterikraften bedre kan man forbedre rækkevidden, så bilen ikke skal lades op så tit.”
Dette kan også overføres til andre apparater, der er stærkt afhængige af elektronik, pointerer Thomas Ebel. Det kan eksempelvis være kølesystemer og airconditions.
I Danmark har vi heldigvis ikke de samme problemer med varme, som andre lande har. I disse lande, er der et stort behov for kølesystemer og airconditions, som bruger en stor mængde af elektricitet. Her kan kraftelektronik have en betydelig indvirkning, eftersom det kan forbedre kølesystemerne og samtidig forbedre leveforholdene i byerne ved at reducere deres energiforbrug.
“Storbyerne lider under luftforeningen på grund af trafikken, og hvis vi kunne fremskynde skiftet til elkøretøjer til privat og offentlig transport, ville forureningen falde. Det hele hænger sammen med kraftelektronik,” argumenterer Thomas Ebel.
Hvordan kan en by blive bæredygtig?
En by som enhed bruger meget elektricitet. Det betyder ikke blot, at vi forbruger en del, men også at der er en del spild forbundet med elektricitet, siger Thomas Ebel, og klarer, at dette påvirker både køle- og varmesystemer samt transportmuligheder, men også fødevareforsyning.
Han argumenterer i den forbindelse for, at hvis vi reducerer vores forbrug og eksempelvis mindsker madspild, så vil ikke blot effektiviteten øges, men CO2-udslippet mindskes.
”Jo mindre energi, man behøver, desto bedre er den,” lyder konklusionen.
Der er imidlertid en stor forskel på, hvordan bæredygtighed forstås i store kontra mindre byer.
Store byer har flere problemer relateret til varme, eftersom de typisk har flere og større bygninger, som genererer varme. Derfor har de oftere brug for køleanlæg.
Samtidig bliver Jorden varmere, hvorfor der generelt er et større behov for at køleanlæg for at sikre gode levevilkår.
Kraftelektronik, støjreducering og bedre levevilkår
Kraftelektronik har ikke kun en indvirkning på reduktionen af CO2-udledning. Det kan også have en effekt på støj og dermed menneskers livskvalitet, eftersom for meget støj kan påvirke vores sundhed på flere niveauer.
”Elektriske maskiner er normalt mere støjsvage end kondensatormaskiner,” fortæller Thomas Ebel, hvorfor elektriske maskiner ikke skader vores hørelse i samme grad.
”I lige linje kan støj forårsage høreskader selv ved lave decibel-niveauer,” forklarer Oliver Niebuhr, der er lektor og specialist i akustik ved Center for Industriel og uddyber at det også handler om, hvor længe vi er eksponeret for støj både dagligt, men også på længere sigt.
Han fortæller i den forbindelse, at der er fire aspekter man kan overveje, hvis vi vil reducere en støjniveauet i byer.
- Elektriske transportmidler løser ikke alene problemet vedrørende trafikstøj. ”Den overfladestøj, som bilens dæk forårsager, er også en væsentlig støjkilde,” fortæller Oliver Niebuhr og forklarer, at dækkene på en normal benzin-dræven bil typisk larmer mere end motoren. Derfor arbejdes der lige nu på at udvikle nye måder at skabe asfalt på for at reducere støjen ved kørende biler. Dette afhænger selvfølgelig af bilens hastighed, men er især relevant ved hastigheder over 50-60 km/t.
- Hvad vi finder støjende og irriterende er meget subjektivt. Samtidig afhænger det også af, om vi kan identificere, hvor lyden kommer fra, er lyden forudsigelig, eller kommer den som en overraskelse? Kan vi selv kontrollere støjniveauet? Er vi selv skyld i støjen? Er støjen relateret til noget, der gavner os – fx når vi støvsuger?
- Støj er typisk forbundet med både akustik og kultur. Hvordan er et rum indrettet, og har vi fortsat mulighed for at tale med hinanden? Eller påvirker støjen omkring os så meget, at det er umuligt at høre, hvad hinanden siger? Kulturen hænger også sammen med, at forskellige sprog benytter sig af forskellige frekvenser. Derfor kan én type af støj være mere stressende og irriterende i Danmark end den nødvendigvis er i Tjekkiet.
- Vi er nødt til at fortælle både ingeniører og politikere, at støj ikke udelukkende forstås ud fra decibel-niveauer. ”Det er snarere støjens ”farve/nuance” og ”beskaffenhed”, der er afgørende for, hvor meget eller lidt vi bryder os om den,” fortæller Oliver Niebuhr, og forklarer, at decibel-niveauet blot er let at forstå og regne ud fra.
Om sit arbejde siger Oliver Niebuhr selv:
”Jeg er meget glad for at være så tæt integreret i IME’s forsknings- og udviklingsarbejde, både på det personlige og forskningsmæssige plan. Jeg tror på, at det vil hjælpe os med at gøre en stor forskel, fordi vi får førstehåndsdata om de konkrete problemer.”
Danmark og Power-to-X
Som Thomas Ebel indledte med at fortælle, så har kraftelektronik en særlig rolle i arbejdet mod en bæredygtig fremtid og reduceringen af vores CO2-udslip. Dette relaterer sig også til Danmarks arbejde med især Power-to-X, der producerer brændstoffer, kemikalier og materiale via grøn brint produceret ved elektrolyse*.
”I øjeblikket kører vi tre projekter i forbindelse med Power-to-X-aktiviteter,” fortæller Thomas Ebel og nævner blandt andet et projekt i samarbejde med Danfoss.
”Her prøver vi at bruge mindre strøm til at fremstille brint. Det sparer penge, hvilket – ud over miljøpåvirkningen – stadig er en enorm motivationsfaktor.”
Elektricitet er ofte ikke den billige løsning, og det er typisk økonomisk dyrere at producere bæredygtigt. Derfor er det vigtigt for forskere og virksomheder at producere billigere elektricitet.
Her kommer brint ind i billedet.
”I fremtiden vil vi forhåbentlig se flere processer, der anvender brint. Det er også grunden til, at den danske regering planlægger at opføre energiøer, hvor vindmøller opstilles som direkte-brintelektrolysator.”
Thomas Ebel er dog med på, at denne udvikling ikke sker over natten. Det er et komplekst emne, og regeringen, virksomheder og forskere bliver nødt til at arbejde tæt sammen for at nå målet.
”Det er vores opgave at sætte skub i den proces, regeringen har udstukket,” afslutter Thomas Ebel.
*Definition lånt af Energistyrelsens beskrivelse af Power-to-X
Thomas Ebel om Verdensmålene
“Verdensmålene hænger sammen. Til syvende og sidst er vores arbejde og forskning ikke kun baseret på ét enkelt emne.” For Thomas Ebel, kan FN’s Verdensmål ikke ses som enkeltstående. De hænger sammen og er fortsat lige så vigtige, som da de blev til. “Jeg arbejder eksempelvis med kraftelektronik. Ved første øjekast handler det om produktionen af vandkraft og energi, hvilket er relateret til Verdensmål nr. 7. Men det har også indvirkning på samfundet, så nu er det også relateret til Verdensmål nr. 9 og 11 om industri, innovation og infrastruktur i byer og lokalsamfund. Energi er altafgørende for samfundet, og hvis vi forbedrer den måde, vi forbruger og producerer energi på, kan vi ikke blot reducere forureningen, men også støj – og så er det pludselig relateret til Verdensmål nr. 3 om et sundt liv og trivsel. Netop derfor er alt dette så vigtigt – og det er vigtigt, at vi arbejder på det.” Verdensmålene viser vej og motiverer. Arbejder man med bæredygtighed, arbejder man med forskning, der er relevant for alle, og Thomas Ebel argumenterer for, at FN’s Verdensmål gør dette arbejde tilgængeligt for alle.