| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Den teknologiske udviklings mulige miljøkonsekvenser

4 Udvalgte teknologiske domæner

4.1 Udvælgelse af teknologiske domæner
4.2 Bioteknologi
4.3 Energiteknologi
4.4 Materialeteknologi
4.5 Sensorteknologi

Dette kapitel indeholder uddybende beskrivelser af teknologier med særlig potentiale eller konsekvenser for miljøet, og hvor det danske samfund skønnes at have særlige muligheder. Af tidsmæssige årsager er de uddybende beskrivelser begrænset til 4 domæner, og det skal kraftigt understreges, at der indenfor hvert domæne er tale om enkelte udvalgte eksempler på teknologiske udviklingsmuligheder af interesse for Danmark og ikke en dækkende beskrivelse af danske potentialer indenfor de 4 domæner. De primære kilder i beskrivelserne af de enkelte domæner er strategiplaner med relation til forskning samt specialiserede studier med fokus på udviklingstendenser og teknologiske muligheder indenfor de enkelte domæner.

4.1 Udvælgelse af teknologiske domæner

Eksempler på teknologiske domæner af interesse for Danmark er udvalgt på basis af følgende relevanskriterier, som alle skal være opfyldt:
teknologier under udvikling
teknologier med miljømæssige potentialer
teknologier hvor Danmark har kompetencer og særlige muligheder

Radarundersøgelsen har identificeret en lang række af, udviklingstendenser, drivkræfter, teknologier og teknologiske domæner, som forventes at få stor miljømæssig betydning i fremtiden, se kapitel 2 og kapitel 3. Danske kompetencer og potentialer kan belyses med udgangspunkt i Erhvervsfremme Styrelsens analyse af danske kompetenceklynger (Erhvervsfremme Styrelsen 2001). Rapporten præsenterer 29 kompetenceklynger i dansk erhvervsliv med dominans af vidensbaserede og udviklingsorienterede virksomheder, se Tabel 12. I rapporten er kompetenceklynger defineret på følgende måde:

En gruppe af virksomheder, som via deres indbyrdes relationer skaber fælles kompetencer, der gør dem i stand til at producere med relativt høje præstationer i form af indtjening, indkomst og beskæftigelse.

Tabel 12.
Identificerede danske kompetenceklynger (Erhvervsfremme Styrelsen 2001).

 

Nationale

Regionale

Eksiste-
rende

Det blå Danmark
Vind
Høreapparater
Tekniske hjælpemidler for handicappede
Effekt elektronik
Frøavl
Pels
Vand
Køle-/varmeteknologi
Svinekød
Mejeriprodukter

Mobil- og sattelitkomm. i Nordjylland
Erhvervsturisme i hovedstadsregionen
Rustfrit stål i Trekantområdet
Erhvervsgartnere på Fyn
Medicoindustri i Øresundsregionen
Tekstil/beklædning i Herning & Ikast
Offshore industri i Esbjerg
Møbelindustri i Salling-området
Transport i Østjylland

Poten-
tielle

Bioinformatik
Sensorteknologi
Økologiske fødevarer
Affaldshåndtering
Børns Leg og læring

Film og TV i Storkøbenhavn
Øresund Food Network
PR/kommunikation i Storkøbenhavn
Pervasive Computing i Storkbh. og Århus


Coates et al. (1997) har udpeget fire teknologiske områder som særligt centrale for udviklingen frem til 2025: information technology, materials technology, genetics, energy technology. Set med danske øjne kan det være mere relevant at betragte bioteknologi i et bredere perspektiv end alene at fokusere på genteknologi. Hvad angår udvikling af informationsteknologi har Danmark internationalt set en beskeden rolle, hvorimod sensorteknologi er af større interesse for Danmark. Nedenstående teknologiske domæner er derfor udvalgt, der alle opfylder de opstillede relevanskriterier.
Bioteknologi (afsnit 4.2): Bioteknologi forventes at få særlig stor betydning for miljø, sundhed og fødevarer. Det er et område, der er i kraftig udvikling bl.a. forventes en tættere sammenkobling af genteknologi, informationsteknologi, kemi og materialeteknologi at udgøre en fremtidig basis for teknologisk innovation indenfor mange domæner. Bioteknologi og medicoindustri er centrale danske kompetenceområder.
Energiteknologi (afsnit 4.3): Energiforbrug, -produktion og -systemer vurderes i alle de inkluderede kilder til at udgøre væsentlige teknologiske udfordringer i fremtiden. De danske kompetencer omfatter bl.a. vindenergi, affaldsforbrænding, offshore.
Materialeteknologi (afsnit 4.4): Samtlige teknologiske fremsyn inddraget i dette projekt konkluderer, at materialer og materialeteknologi er af betydning for stort set alle teknologiske domæner. Specielt indenfor miljø og energi er udvikling af nye materialer af afgørende betydning for en bæredygtig udvikling.
Sensorteknologi (afsnit 4.5): Emner relateret til sensorteknologi (f.eks. monitorering, måling) er identificeret som værende af betydning i flere af de inkluderede teknologiske fremsyn. Sensorteknologi forventes at være en af Danmarks potentielle fremtidige kompetenceklynger på nationalt niveau.

4.2 Bioteknologi

Moderne bioteknologi omfatter bl.a. bioteknologi anvendt på sundhedspleje, landbrug, fødevarer, industrielle produkter (f.eks. biomaterialer), energi og miljøbeskyttelse. Bioteknologisk udvikling foregår i tæt samspil med andre teknologier, se Figur 3. Der forventes en synergieffekt via interaktion med andre forskningsområder og dette forventes at ske indenfor områder såsom biosensorer, ’imaging’ og visualiseringsteknologier, enzymer til renere produktionsprocesser, nanoteknologi, informationsteknologi samt biokompatible materialer.

Figur 3.
Market sectors and technology convergence within the biotechnology industry (Sager 2001).

Biovidenskab og bioteknologi opfattes generelt som den næste bølge af vidensbaserede økonomier, der, i kølvandet på informationsteknologien, vil skabe nye økonomiske og samfundsmæssige muligheder både i offentligt og privat regi (KOM 2002b). Udviklingen indenfor bio- og sundhedsteknologi er præget af stor dynamik med høj kompleksitet og mange interesser, der trækker udviklingen i forskellige retninger. Det skal dog bemærkes, at den moderne bioteknologi er så forholdsvis ung, at der sjældent er klarhed over, hvilke anvendelser der evt. vil kunne realiseres på baggrund af forskning eller anden vidensproduktion på området. På trods heraf er der stor interesse for at investere i udviklingen inden for bioteknologi og medicinalindustri. Således er branchen placeret blandt de fem mest attraktive brancher på venture-kapital markedet.

Medicinalindustrien i Storkøbenhavn er formentlig den stærkeste regional baserede kompetenceklynge i Danmark og styrkes yderligere af nærheden af videnmiljøet i Skåne. Samlet set har Øresundsregionen en stærk position på det europæiske marked. Medicoklyngen er videnintensiv og har generelt et højt uddannelsesniveau (Erhvervsfremme Styrelsen 2001). Det europæiske bioteknologimarked forventes i år 2005 at repræsentere en værdi på over 100 mia. EUR. (KOM 2002b).

Vidensbaserede økonomier hviler på frembringelse, udbredelse og anvendelse af ny viden. Offentlige forskningslaboratorier og højere uddannelsesinstitutioner udgør vidensbasens centrum, der også indgår i samspil med virksomhedsbaseret og anden privat forskning. Investering i forskning og udvikling, alment og erhvervsrettet uddannelse og nye ledelsesstrategier er derfor af største betydning for at kunne tackle biovidenskabens og bioteknologiens udfordringer (KOM 2002b).

Danmark har siden 1987 gennem BIOTEK-programmerne anvendt ca. 1 mia. kr. til bioteknologisk forskning. Denne programsatsning udløb reelt i 1999, men der er sikret en fortsættelse af BIOTEK. Den bioteknologiske industri i Danmark har haft succes igennem flere årtier, og der er for et land af Danmarks størrelse et stort antal store danske virksomheder. En væsentlig del af væksten har fundet sted indenfor enzym-, fødevareingrediens-, bryggeri- og medicinområdet. Indenfor planteteknologien har den megen debat om GMO’er skabt en del usikkerhed om fremtiden for denne industri og kun et mindre antal danske virksomheder er aktive på området. Dette skal også ses i lyset af en koncentration af den planteteknologiske industri på et lille antal meget store internationale aktører. I den agrokemiske sektor, som også spiller en central rolle indenfor det planteteknologiske område, har mindre end 10 internationale virksomheder kontrol med fire femtedele af verdensmarkedet.

Biologiske videnskaber bidrager væsentligt til følgende områder: a) bæredygtig udvikling (industri & landbrug); b) fødevareområdet herunder mad til den 3. verden; c) menneskets sundhed; d) energi; e) biomaterialer (Cahil et al 1999). Genteknologien har en helt central placering i forhold til mange af disse punkter, men der er også fokus på andre biologiske teknologier og kombinationer af disse som f.eks. anvendelse af konventionelle metoder, hvor man udnytter en molekylær indsigt. Der er også fokus på udnyttelse af genetiske ressourcer til at imødegå svindet i konventionelle ressourcer og på forskning indenfor økologiske principper, som forventes at spille en øget rolle i det industrielle landbrug. På energiområdet beskrives forskellige initiativer i forhold til biobrændsel - herunder brændsel fra restmaterialer.

I følge OECD (1998) indeholder bioteknologisk forskning og industri et stort potentiale for udvikling af renere teknologier indenfor følgende områder:
Kemikalier: bulk kemikalier, specialiserede kemikalier, enzymer, katalysatorer, raffinerede olie- og kulprodukter, plastik, farmaceutiske produkter og plantebeskyttelsesmidler
Papir: blegemidler, biopulping (fremstilling af papirmasse vha. lignin-nedbrydende mikroorganismer), genbrug af papirmasse, fjernelse af biprodukter, transgene træer
Tekstil og læder: anvendelse af enzymer, genetisk modificerede planter og plantefibre, mikrobiel produktion af fibre, fremstilling af hjælpe- og farvestoffer vha. planter eller mikroorganismer
Fødevarer og foder: anvendelse af enzymer, genetisk modificerede planter, fremstilling af ingredienser og additiver enzymatisk eller ved fermentering, fremstilling af kulhydrater og fedt ved fermentering, thermophile organismer, extremozymer
Metaller og mineraler: bioudvaskning, biooxidering af mineraler, bioremediering og genindvinding af metaller, anvendelse af enzymer til affedtning
Energi: biodiesel, bioethanol, biologisk afsvovlning, fremstilling af brint

Moderne bioteknologi kan få stor betydning for udvikling af konceptet ’Planten som fabrik’. ’Planten som fabrik’ er en ide, hvor målet er enten at opnå en mere fuldstændig udnyttelse af de mange komponenter, som planter er i stand til at producere, eller at benytte planter til at producere højværdiprodukter, som hidtil er fremstillet af andre organismer eller ved kemisk syntese. Det gælder hele plantevæv til fødevarer, foder og bioenergi, specifikke molekyler i planteceller som farmaceutiske stoffer, samt strukturelle komponenter i cellevægge til biomaterialer og biofibre. Planten som fabrik kan omfatte genetisk modificerede planter til f.eks. produktion af farmaceutiske produkter (f.eks. vacciner, hormoner, enzymer, agroceuticals) eller planter til industriel anvendelse med produktion af højværdiprodukter, bulk og specialprodukter (biomasse, polymerer, fibre, biobrændstof). Et samfundsmæssigt behov om øget anvendelse af vedvarende ressourcer og reduktion af CO2 emissioner understøtter en teknologisk udvikling baseret på ’Planten som fabrik’.

I følge den nationale delstrategi for bioteknologisk forskning (Forskningsministeriet 1998) skal Danmark satse på bioteknologisk forskning indenfor emnerne præsenteret på:
Grundlæggende viden og metodik: Genregulering; Proteomanalyse; Proteinstrukturanalyse; Bioimaging; Transformationsteknologi; Biomolekylær interaktion; Biochips.
Det humane område: Genetisk diagnostik; Genetisk vaccination og genterapi; Molekylær cellebiologi og cancerbiologi; Molekylær farmakologi.
Husdyrområdet: Identifikation af DNA-markører; Fra markør til gen; Reproduktionsbiologi; Samspil mellem smitstoffer og værter.
Planteområdet: Planternes udvikling; Biosyntese i planter; Planters optagelse og transport af næringsstoffer; Planters stress-tolerance; Genmodificering af flerårige planter.
Mikroorganismeområdet: Mikrobiel fysiologi og diversitet; Mikroorganismer i jordbund og i tilknytning til planter; Fra eksperimentel bioinformatik til procesteknologi; Bioremediering; Mikrobiologiske bekæmpelsesmidler.
Fødevareområdet: Forståelse af biosynteseveje og regulering af essentielle gener i relation til råvarens egenskaber; Udvikling af biologiske og molekylærbiologiske teknikker og metoder med henblik på udnyttelse inden for fødevareproduktion og forarbejdning, herunder novel foods; Afklaring af miljø- og sundhedsmæssige risici, forbundet med udvikling og anvendelse af bioteknologi i fødevareproduktionen.
Miljø- og sundhedsrisici: Sygdomsrisici over for mennesker, dyr og planter; Resistensoverførsel og -udvikling; Direkte og indirekte effekter på populationsdynamiske forhold; Bio-geokemiske effekter; Spredning og invasivitet; Horisontal genspredning; Fænotypisk og genetisk ustabilitet; Fødevareallergi og -toksikologi.

I følge SJVF (Statens Jordbrugs- og Veterinærvidenskabelige Forskningsråd) er jordbruget i disse år underkastet en rivende udvikling mod specialisering, teknologisering og intensivering. Ændringer i produkter, dyrkningsformer, arealanvendelse, økonomi, befolkningsstruktur og livsstil udgør en stor forskningsmæssig udfordring i en tid, hvor husdyrproduktion, fødevarekvalitet, krav om bæredygtighed og naturudnyttelse er genstand for en stor offentlig interesse og kritisk debat. SJVF vil i de kommende år fokusere på 3 kerneområder (Planteproduktion og jord; Husdyrproduktion & veterinærvidenskab; Fødevarer) med følgende tværgående forskningsområder (SJVF 2002):
genomforskning og bioteknologi (planter, dyr, mikroorganismer, fødevarer)
natur og miljø (arealanvendelse; kvalitet af jord, vand og luft)
jordbrug i globalt perspektiv (fødevareproduktion; jordbrug i samspil med det globale miljø og klima).

OECD’s bud på fremtidige forskningsprioriteringer for anvendelse af bioteknologi til udvikling af renere teknologier (OECD 1998):
nye produkter baseret biologiske ressourcer
øget udforskning af biologiske systemer (enzymer, mikroorganismer, celler, hele organismer)
øget opmærksomhed på anvendelse af biokonsortier (dvs. flere kulturer og organismer)
nye metodologier for udvikling af biologiske processer (biomolekylær design, genomics)
anvendelse af innovative biokatalysatorer indenfor områder, hvor traditionelle biokatalysatorer ikke er anvendt (f.eks. petrokemisk industri)
biologiske genbrugsprocesser som konverterer affald og restprodukter til anvendeligt materiale
øget fokus på anlæg til produktion i stor skala, intensivering af processer, samt målings-, overvågnings- og kontrolsystemer
øget vægt på biodiversitet og udvidet efterforskning efter nye gener
fokus på udvikling og anvendelse af genteknologi.

Centrale emner i forhold til udvikling og anvendelse af bioteknologi indenfor sundhed og landbrug er forbrugersikkerhed og miljømæssig risikovurdering (IPTS 1999, SJVF 2002). I denne sammenhæng er der specielt fokus på anvendelse af genteknologi, hvilket bl.a. er formuleret af IPTS (1999):

- Risk aspects of the new technologies. both in terms of the environment and in terms of human health, will have to be continuously monitored. The benefits and the risks of including GMOs in the food chain need to be evaluated carefully and monitored over the long-term.
- Issues, such as gene-transfer between crops and weeds, impacts on human health, and impact on biodiversity need to be examined carefully in order to avoid long-term risks. Long-tem experiments are required in order to assess both the economic and ecological costs/risks and benefits.


Aspekter med relation til sikkerhed og risikovurdering i tilknytning til bioteknologi og biovidenskab giver ofte anledning til diskussioner i medier og offentlighed. Her er der en betydelig bekymring, med fokus ikke alene på uønskede virkninger for mennesker og miljø, men i høj grad også på nytteværdi og usikkerhed. Der er mange forskellige holdninger til f.eks. fremtidens afgrøder, og hvordan mulige potentialer i gensplejsede planter skal vægtes i forhold til risici ved anvendelse af teknologien (KOM 2002b, Christiansen 2002).

I følge Sager (2001) er der to fundamentale drivfaktorer som vil have en afgørende rolle i den bioteknologiske udvikling:

- First, the extent to which technological integration proceeds may strongly impact the way society uses and perceives technology. If technological integration and crossfield convergence remains low, biotechnology products may remain relatively rare, and require discrete markerting and highly targeted campaigns. If. however, the integration and convergence of biotechnology rapidly proceeds, then humanity may experience a nearly seamless integration of biotechnology into agricultural, medical, engineering and industrial products and processes.
- Second, the degree to which the public eventually accepts biotechnologically derived products and processes as legitimate and reliable alternatives to current products may shape both market demand and public policy


Disse to fundamentale drivfaktorer kan benyttes til at formulere fire alternative scenarier for fremtidig anvendelse af bioteknologi, se Figur 4.

Figur 4.
Scenarier for fremtidig udvikling og anvendelse af bioteknologi (Sager 2001).

4.3 Energiteknologi

Ingeniørforeningen i Danmark (IDA) har i 2001-2002 gennemført en radaranalyse af energirelaterede teknologier med det formål at identificere de mest spændende og perspektivrige energi- og energirelaterede teknologier i et tidsmæssigt perspektiv på 10-30 år (IDA 2002). Radaranalysen er organiseret omkring to parallelle processer: a) det tekniske mulighedsrum og b) det samfundsmæssige mulighedsrum.

Indledningsvis blev der foretaget en brainstorm over energiteknologier relateret til forsyning, lagring og distribution samt styringsteknologier og energiforbrugende teknologier. Undersøgelsen resulterede i en liste med 71 energiteknologier, som kan struktureres i 9 kategorier, se Tabel 13.

Tabel 13.
Radarscanning - Fremtidens energiteknologier. (IDA 2002).

Kategori

Energitekniske muligheder

Transport

Elektricifisering af transporten
Brændselscelledrevne køretøjer
Hybriddrift af køretøjer
Naturgasdrift CNG
Hybrid CNG drift af køretøjer
LPG som drivmiddel
Nye propellertyper (Skibsfremdrivning)
Energioptimering på projektstadiet gennem computersimulering

Bygninger og boliger

Passiv hus teknik/Energirigtige bygninger
Vinduer med indbyggede solceller
Mikro kraftvarme
Intelligent elsystem til bygninger
Integrerede bygnings-energisystemer

El og varme på basis af fossil brændsel samt kernekraft

Konventionelle kernekraftværker
Hurtige formeringsreaktorer
Fusionsreaktorer
Lavtemperatur fjernvarme- og centralvarmesystemer
Brændselsceller
SOFC brændselsceller
PEM brændselsceller
Kulkraft
Varmepumpeanlæg

VE-teknologier

Solceller
4.-generations solceller med lagringsteknologi
Polymer baserede solceller
Solceller baseret på nano-teknologi
Solkøling
Vindkraft
Geotermi
Solvarme
3.-generations bølgeenergi
Undervandsmøller

Biomasse & Bio-
teknologi

Forgasning af biobrændsler
Stirling motor til biomasse-kraftvarme
Tilsatsfyring med biomasse til fossilt fyrede anlæg
Bioteknologisk affaldsbehandling
Fotocatalyse

Lagring

Brint
Varmelagre af sand
Sæsonlagring
Energi lagring i svinghjul

Elektricitets-
lagring og distribution

Superledende elkraft
Udvikling og anvendelse af stuetemperatur superledere
Superledende DC transmissionsforbindelser til bla. vindmølleparker
"Coated conductors" til el-kabler og magnetfeltanvendelser
Vanadium batteriet
Superleder baserede energilagre

Besparel-
sesteknologier og anden produkt-
teknologi

Reduceret forbrug ved anvendelse af energitjenester
Lavt standby forbrug
Lavenergi-livsstil
0-kraftværk
Enhver teknologi med lavt energiforbrug i forhold til nytten
CO2 køleanlæg
Forbedringer af katalysatorer i almindelighed
Distribueret el- og varmeproduktion
Gas to Liquid

Styrings-
teknologier og system-
teknologier

Frekvensomformning
Motorer med indbygget frekvensomformere
Termosyphon
Reguleringsteknologi til decentrale kraft/varme-værker
Stik til stikkontakt som kan slukkes fra en mini pc/fjernbestjening
Real-time tariffer for elafregning
Central styring af elforbrug i private huse, baseret på en prioritet.
Effektelektronik
Integration af vedvarende energi i el-nettet
Informationssystemer for integration af forsynings- og slutforbrugsteknologi
El-nettet som el-motorvej
Decentrale strukturer
Brændselsceller til distribueret elproduktion
Vindenergi i kombination med brintlagring (også til transport) og superledning
El og varmeproduktion – distributed generation


Det samfundsmæssige mulighedsrum sættes af en lang række andre faktorer end de direkte energipolitiske. Der kan bl.a. peges på en række megatrends som centralisering/decentralisering, globalisering, individualisering af forbrugsmønstre, grøn bevidsthed, øget opmærksomhed om og aversion mod risici mv. Nogle stikord for nogle af de centrale af disse tendenser, der indbyrdes sagtens kan være modsætningsfyldte, er (IDA 2002):

- Øget mobilitet af varer og personer.
- Øget og tættere integration af virksomheder i netværk eller leverandørkæder på tværs af landegrænser.
- Nye boformer og større boliger.
- Grønnere bevidsthed og grønne forbrugere
- Nye geografiske bosætningsmønstre – enten større urbanisering eller spredning i mindre landsbynetværk.
- Forstærket brug af energiforbrugende IKT-løsninger ifm. såvel hverdagsforbrug som produktionsprocesser m.v.
- Koncentration i færre og større energiproduktionsselskaber (også tværnationale), som vil blive vanskeligere at regulere og samtidig kan få dominerende markedsstatus.
- Mulighed for skabelsen af regionale eller globale oligarkiske markedstilstande.
- Hastigere eller lavere økonomisk vækst og dermed ændret købekraft.
- Større demografiske forskydninger og dermed ændret efterspørgsel.
- Omstilling af livsstil f.eks. til mindre energiforbrug.
- Fundamental forandret sikkerhedspolitisk situation i verden (f.eks. efter 11. september).
- Dyrere energipriser, fordi let omsættelig fossil energi bliver en knap ressource – eller fordi udbyder sætter prisen.
- Drastiske omlægninger af infrastrukturen.
- Forstærket international afregulering og overdragelse af restende regulering til et WTO-lignende organ, hvis primære mål er at sikre kortsigtet markedsadfærd for at fremme konkurrence.
- Systemisk kompleksitet og integration, der kan skabe større sårbarhed overfor uheld og forstærke forbrugeraversion mod risici.


Overordnet set, er der tre styrende hensyn i energipolitikken (IDA 2002):

  1. Miljøhensynet domineres i dag af klimapolitikken, hvor der aktuelt er store globale spændinger omkring opfølgningen af Kyoto-aftalen.
  2. Forsyningssikkerhed har siden oliekrisen i 70’erne spillet en væsentlig rolle. Forsyningssikkerhed og adgang til fossile brændstoffer er en central del af den globale sikkerhedspolitik. Det tætte samarbejde mellem EU-landene betyder, at forsyningssikkerheden ikke længere kan tage et ensidigt nationalt udgangspunkt.
  3. Den økonomiske effektivitet har i EU spillet en afgørende rolle med fokus på kontinuerlig og billig adgang til energi for industri og serviceerhverv.

Af EU Kommissionen Grønbog om energiforsyningssikkerhed (KOM 2001) fremgår, at der er ubalance i EU’s energipolitik:

- De voldsomme olieprisstigninger, som har givet sig udslag i, at prisen på råolie er tredoblet siden marts 1999, risikerer at underminere det økonomiske opsving i Europa. Det understreger endnu en gang EU’s strukturelle sårbarhed med hensyn til energiforsyning, som skyldes den stigende europæiske afhængighed af importeret energi, oliens rolle for prisdannelse på energiområdet og de fejlslagne forsøg på at begrænse forbruget med politiske midler. Der er brug for en aktiv energipolitik, for at EU kan sætte ind mod den stigende afhængighed på energiområdet.
- Hvis der ikke gribes ind, vil EU inden for de næste 20-30 år skulle dække 70% af energibehovet med importerede produkter og ikke som nu 50%. Afhængigheden gælder for alle dele af økonomien.
- I løbet af de kommende ti år skal der foretages nye investeringer i energisektoren for både at erstatte eksisterende anlæg og tilgodese det stigende energibehov. De europæiske lande er derfor nødt til at tage stilling til, hvilke energiprodukter, de vil satse på fremover, hvilket med den træghed der ligger i energisystemerne, vil få betydning ofr udviklingen tredive år frem i tiden.
- EU skal blive bedre til at kontrollere energisituationen. Det er en kendsgerning, at der på trods af de kriser, der har præget den europæiske økonomi i de seneste tredive år ikke har været nogen egentlig debat om, hvilke energiformer, der skulle satses på, og at der slet ikke har været ført en energipolitik, som kunne forbedre forsyningssikkerheden. Nu hvor de miljømæssige problemer presser sig på, og det indre marked for energi er en realitet, er vi nødt til at tage denne debat.
- Hvad angår efterspørgslen efterlyser grønbogen en helt ny adfærd hos forbrugerne og peger på fordelen ved de skattemæssige foranstaltninger, der kan anvendes til at dirigere efterspørgslen i retning af energiformer, som er lettere at kontrollere og mere gavnlige for miljøet. Der bør lægges skatter eller skattelignende afgifter på energikilder, som skader miljøet.
- Hvad angår udbudet bør hovedvægten lægges på at bekæmpe den globale opvarmning. Udviklingen af nye og vedvarende energikilder (herunder biobrændstoffer) er nøglen til forandring. Målet bør være at fordoble de vedvarende energikilders andel af energibalancen fra 6% til 12% og at øge deres andel af elproduktionen fra 14% til 22% i løbet af de kommende ti år.

4.4 Materialeteknologi

Materialeteknologi omfatter mange forskellige typer af materialer som f.eks. biokompatible materialer, kompositter, superledende materialer, magnetiske materialer, metaller, optiske materialer, polymerer, katalysatorer, keramiske materialer (Cahil et al. 1999). Materialeforskning er interdisciplinær og kan defineres som forskning relateret til materialefremstilling, materialeprocessing, materialeegenskaber, og materialeanvendelse (Forskningsministeriet 1999).

Materialer har altid spillet en afgørende rolle i den teknologiske udvikling. I dag man imidlertid ikke komme uden om de negative sider ved materialeteknologien: Fremstillingen af materialer er energikrævende og miljøbelastende, og brugte materialer hober sig op, hvis de ikke genanvendes eller nedbrydes. Den omfattende forskning i materialeteknologi indebærer nye miljømæssige risici. F.eks. er mikro- og nanoteknologi, som i et vis udstrækning kan ses som videreudvikling af materialeforskningen, blevet forbundet med risiko for asbestlignende problemer (mikrofibre og mindre) og med risiko for at selvorganiserende materialer spreder sig andre steder end ønsket. Hertil kommer, at råstofreserverne er begrænsede. Den moderne materialeteknologi befinder sig derfor ved en korsvej. Industrien stiller stadigt stigende krav til materialernes egenskaber, men samtidig stiller samfundet krav om energiøkonomi, reduceret miljøbelastning, genbrug og ressourcebevidsthed. Vigtige problemstillinger knyttet til materialer er derfor energiforbrug ved fremstilling af materialer, materialers miljøbelastning, mulighederne for genbrug, samt industriens stadig stigende krav til materialeegenskaber. Materialeforskningen er vigtig, fordi den har direkte eller indirekte betydning for udviklingen indenfor alle andre teknologi- og forskningsområder. (Forskningsministeriet 1999, STVF 1998).

Materialeanvendelse og materialeforskning er påvirket af de generelle samfundsmæssige krav om ansvarlighed over for miljø og ressourcer. Samfundets overordnede behov for udvikling af materialer kan beskrives ved følgende stikord (se bl.a. National Research Council 2001, Forskningsministeriet 1999):
Ansvarlighed overfor miljø (bæredygtig udvikling, udnyttelse af ressourcer, øget genanvendelse af stoffer og materialer, reduktion af miljøskadelige emissioner).
Effektivitet (forbedret materialeudnyttelse, udvikling af nye materialer, forbedrede industrielle processer).
Sundhed (diagnosticering og behandling af sygdomme, biokompatibilitet af kunstige materialer, bedre hjælpemidler til handicappede).
Kommunikation (informationsbehandling, lagring af data, kapacitet og hastighed, kommunikationssystemer).
Mobilitet (trafikintensitet, infrastruktur).
Brugervenlighed (brugercentreret informationsteknologi, menneske-maskine interaktion, apparaturer).
Sikkerhed (levetid af produkter, større industriel sikkerhed, sikkerhed i forbindelse med arbejde eller fritid, transportsikkerhed).
Fødevarer (kvalitet af fødevarer, fødevaresikkerhed, fødevareforsyning).
Energi (energiproduktion, energilagring, energidistribution, udvikling af energiteknologier, materialer til energibesparelser). Eksempler på materialer til energiformål: brændselsceller, vindmøllevinger, brintlagring, fusionsreaktorer, superledere, materialer til solceller samt forbrænding af biomasse.
Fritid (sport, komfort, underholdning, beskyttelse af kulturarv).

Materialeteknologi er et meget stort område, som det er umuligt at give en dækkende beskrivelse af. Følgende aspekter omtales i flere fremsynsanalyser, strategiplaner m.m.:
Funktionelle materialer - som vælges pga. deres fysiske egenskaber. Hovedvægten ligger på anvendelsen af materialer i funktionelle strukturer (komponenter), samt på fysiske egenskaber. Eksempler er uorganiske materialer til brændselsceller til produktion af elektricitet med minimal emission af miljøgifte og CO2, nanostrukturmaterialer til anvendelse i mikroelektronik, polymermaterialer med særlig membranegenskaber.
Smarte/intelligente materialer - som kombinerer informationsteknologi og materialeteknologi. Eksempler er byggematerialer der kan forbedre energiudnyttelsen, indbygget monitorering af materialers tilstand, materialer med indbyggede kontrolfunktioner f.eks. fødevarers tilstand, driftstilstand af køretøjer.
Biomimetiske materialer - som efterligner naturen hvad angår opbygning og funktion af materialer. Dette område er interessent af flere årsager. For det første er der mange anvendelsesmuligheder indenfor sundheds- og medicinalindustri, f.eks. implantater og medicin. For det andet kan det være muligt at finde materialer og processer, som efterligner naturens effektivitet og struktur, f.eks. katalyse, bioelektronik og energiproduktion.

Livscyklusperspektivet forventes at få en betydning i materialeforskning, idet en kvalificeret integrering af miljø- og sundhedsaspekter i materialeforskning skal sikres f.eks. ved dokumenterede miljø- og sundhedsvurderinger for hele materialets livscyklus (Forskningsministeriet 1999). Mulighederne for genindvinding og genanvendelse samt reduceret energibehov ved fremstilling og anvendelse af materialer vil få større betydning fremover. Brancher med miljøproblemer kan få vanskeligere ved at rekruttere arbejdskraft, og derfor vil faktorer som design, miljø, etik og sikkerhed fremover blive vurderet som mere betydningsfuldt en i dag. (Sveriges Industriförbund 2000, panel 6).

Faktorer som genanvendelse, energiforbrug, energibesparelser og holdbarhed kan få særlig betydning for byggebranchen. Eksempler på dette er funktionelle byggematerialer, materiale-system kombinationer som er varmelagrende og isolerende, materialer som er stærke og lette at vedligeholde. Som områder med særligt udviklingspotentiale kan nævnes højstyrkebeton og fiberbeton (STVF 1998, Sveriges Industriförbund 2000 panel 6).

Globaliseringen kan blive en drivkraft der øger behovet for transport af mennesker og gods. Der vil derfor være et stort behov for lette materialer med stor styrke, f.eks. fiberforstærkede kompositmaterialer. (Sveriges Industriförbund 2000, panel 6).

4.5 Sensorteknologi

Sensorer benyttes til mange forskellige formål, f.eks. styring af produktionsprocesser, kvalitetskontrol, alarmsystemer og miljøovervågning. Ved hjælp af sensorer er det muligt at måle, fortolke og reagere på en lang række fænomener som f.eks. lys, lyd, tryk, hastighed, temperatur, koncentration, viskositet. Flere internationale teknologiske fremsyn identificerer sensorteknologi som et område med store teknologiske og kommercielle muligheder, bl.a. i forbindelse med monitorering af miljøets tilstand, detektering af farlige stoffer, vandkvalitet m.m. (f.eks. Moore et al 1997, Hollingum 1999).

Erhvervsfremme Styrelsen anbefalede i 1998 at iværksætte det såkaldte ’sensorinitiativ’, hvor der over en fireårig periode blev afsat 101,8 mio. kr. til forskning, udvikling, netværk m.m. (Erhvervsfremme Styrelsen 1998). I Danmark produceres og udvikles avancerede sensorer, som anvendes indenfor bl.a. fødevaresektoren, biomedicin, optik og miljøområdet (Erhvervsfremme Styrelsen 2001).

Et vigtigt omdrejningspunkt for udvikling af sensorteknologi er Sensor Technology Center, der er en netværksorganisation. Sensor Technology Center tog i 2000 initiativ til et teknologisk fremsyn med fokus på sensorteknologi (Dannemand Andersen et al 2001). Denne analyse omfattede bl.a. en vurdering i hvilke sektorer sensorer og sensorteknologi vil få betydning. Som det fremgår af Figur 5 er konklusionen, at specielt sundhed men også fødevarer og miljø forventes at være fremtidige markeder af betydning for sensorer og sensorteknologi.

Figur 5.
Markeder - sensorteknologi (Dannemand Andersen et al 2001).

Det teknologiske fremsyn om sensorteknologi omfattede bl.a. en radarundersøgelse. Eksempler på udsagn som indeholder aspekter med mulig miljømæssig betydning er følgende:

- Development of need-based sensor-rich systems to optimise the production and processing of our biological raw materials (Sveriges Industriförbund 2000).
- A promising research field that combines materials technology with information technology is "intelligent materials". By building microprocessors into materials and products, new functions are possible, for example process control, inspections and security. Sensor technology, an important element of this work, can help create resource-efficient, durable products such as low-emission engines and "intelligent" transport and logistics systems (Sveriges Industriförbund 2000).
- Remote sensing for monitoring, understanding, management and utilisation of natural resources and the environment, e.g. satellite instrumentation, with instruments in aircraft, or by land-based instrumentation. (Hollingum, 1999).
- Monitoring the state of the environment, monitoring changes in land use, monitoring use of pesticides, constructing area maps. (Hollingum, 1999).
- Biological sensors to be applied in hazardous materials and environmental monitoring. (RAND Europe 1998).
- There is a large potential for sensors that assist in energy saving. In general, environmental needs are a significant driving force in the development of new sensor technologies. (Moore et al., 1997).
- Environmental monitoring entails observing the state of air, water and land. For example the need for: portable instruments for water quality monitoring; fixed instruments for water quality and effluent monitoring; sensors to monitor stack gases and particulates; airborne remote sensors; portable and transportable gas analysers. (Moore et al., 1997).
- Sensor-augmented heating ventilation and cooling (HVAC) systems, delivering dramatic improvements in performance and energy savings. (Institute for the Future, 1997).
- Sensors containing a biological component, known as biosensors, will enable researches to discover and measure levels of many chemical, odours etc. In medicine, it will be possible to use miniaturised sensors in a number of applications. (Sveriges Industriförbund 2000).
- Chemical sensors to be applied in manufacturing, environmental monitoring, product tracking. (RAND Europe 1998).
- The industry vision in the manufacturing sector is of sensors and supporting technologies that make possible automated manufacturing through control of all stages of production, from raw materials to final manufactured product. The objectives are high efficiency, improved quality, a safe workplace and a minimum impact on the environment. (Moore et al., 1997).
- Sensors will be integrated/embedded in products for monitoring, control and regulation throughout the entire product life cycle (Pendrill, L., 2000).
- Sensors should also be integrated with electronics either in a homogeneous or at least hybrid form. This creates a demand for improvements in: Folio technology; Phase optics; Integrated optics (founded on thin layer and semi-conductor technology); Ceramics technology; Semi-conductor technology; Thin layer technology; Thick layer technology; Micromechanics (in combination with semi-conductor, thin layer technology or integrated optics). (Kretschmer & Kohlhoff, 1997).
- Trends in sensor technologies are: Miniaturisation; Compatibility with the attached electronics; Many development efforts are performed in intelligent sensors or multisensor systems. (Kretschmer & Kohlhoff, 1997).

 

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |