Avanceret materialesubstitution
Danske produktionsvirksomheder skal fortsat være på forkant med anvendelsen af avancerede materialer og materialeteknologi. Fra et strategisk fokus i kriseårerne, som primært var rettet mod konsolidering, er fokus nu flyttet til at udvikle, innovere og forbedre produkter – herunder især hightech produkter – der matcher det globale marked.For at skabe fremtidens produkter opbygges i denne aktivitetsplan ny viden og produktionsrettede services inden for state of the art materialer, overfladefunktionaliteter og kombination/integration af disse. Det er netop i krydsfeltet mellem materialesubstitution og avancerede overfladebelægninger, at virksomhederne sammen med Teknologisk Institut vil udvikle nye materialeteknologiske løsninger og produkter, der giver adgang til de kommende års vækstmarkeder. Eksempler på konkrete løsninger, der skal udvikles i samarbejde med industrien er: Lettere og bedre varmeledende varmevekslere uden tendens til fouling ved at et alternativt basismateriale karakteriseret ved en høj varmeledningsevne kombineres med en korrosionsbeskyttende Sol-Gel coating med antifouling egenskaber. En tidligere succes case er high-end lydoptimerede højttalermembraner af et let basismateriale, der gøres stivere og samtidig dekorativt sort ved pålægning af ultra-tynde sandwich-PVD belægninger.
Aktiviteten tager udgangspunkt i Teknologisk Instituts veletablerede styrkepositioner inden for state of the art tyndfilmsteknologier og Sol-Gel coatings kombineret med et omfattende materialelaboratorium til test og validering af de nye løsninger. Indsatsen vil positionere Teknologisk Instituts Materialedivision som et naturligt videnknudepunkt for dansk erhvervsliv, der efterspørger nye produktorienterede løsninger tilvejebragt gennem substitution af de anvendte basismaterialer kombineret med optimeret overfladebehandling.
Det er ambitionen, at Teknologisk Institut til stadighed skal være den foretrukne nationale samarbejdspartner, når det kommer til at udvikle, rådgive, teste og dokumentere nye funktionelle materialer og overfladebelægninger.
En fortsat førerstatus kræver investering i nye løsninger, opbygning af ny viden og kompetencer, nyt udstyr og nye samarbejder – samt både nationale og internationale samarbejdsrelationer med førende aktører, herunder specielt de bedste universiteter.
Klimatilpasning i forhold til regn- og havvand
Klimaet er under forandring, og i Danmark er der et stigende behov for at tilpasse byer og infrastruktur til de nye klimaforhold. Der bliver brug for nye løsninger til håndtering af både regnvand og havvand. I de kommunale klimatilpasningsplaner, som står overfor at skulle implementeres, efterspørges fx nye teknologier og løsninger samt dokumentation for, at løsningerne virker. Der er endvidere et stort potentiale for vækst, jobskabelse og eksport af danske løsninger inden for klimatilpasning. Det ses bl.a. ved, at danske arkitekter og ingeniører vinder prestigefyldte projekter i udlandet, hvor klimatilpasning er en vigtig del af løsningen bl.a. har BIG vundet opgaven med klimatilpasning af Manhattan i New York.
Aktivitetsplanen skal bidrage med at løse de danske klimatilpasningsudfordringer med særlig vægt på udvikling og dokumentation af nye teknologier og løsninger. Derudover vil der være fokus på at skabe klimatilpasningsløsninger, som har flere funktioner, fx nye grønne elementer i bybilledet, der håndterer store regnmængder og samtidig bidrager til reduktion af luft- og støjforurening i byerne.
Aktiviteten har til formål, i tæt samarbejde med danske virksomheder, at muliggøre etablering af klimarobuste bygninger, infrastruktur og bydele gennem udvikling af nye komponenter, teknologier og materialer. Aktiviteterne vil desuden generere ny viden og supportere eksport, som kan understøtte de danske virksomheder, der er i front på området samt hjælpe SMV, der har klimatilpasning som nyt fokusområde.
Grøn og bæredygtig transport
100 % vedvarende energi (VE) i transportsektoren er Danmarks mål for 2050. Det kræver markante tiltag inden for transportområdet, der hidtil kun i meget begrænset omfang har leveret på den grønne dagsorden. Til at tackle denne udfordring er der i denne aktivitetsplan udvalgt indsatsområder inden for fire væsentlige transportsegmenter: Nær- og persontransport, tung- og fjerntransport, non-road og den maritime sektor. Teknologisk Institut udvikler i denne aktivitetsplan den nyeste internationale viden og high-end test faciliteter, der på afgørende vis kan bringe el- og hybridløsninger, alternative brændstoffer og emissionsudstyr i øget og energirigtig anvendelse.Inden for elektrisk transport udvikles ny viden og serviceydelser, som kan øge anvendelsen af elbiler og plug-in hybridteknologi og dermed skabe nye danske arbejdspladser, herunder viden om køretøjsintegreret IKT. Teknologisk Institut viderefører herunder Videncenter for batterier og vil udvikle en række nye test- og diagnosemetoder.
Endvidere vil vi udvikle nye laboratoriefaciliteter til test og udvikling af bæredygtige brændstoffer til især den tunge transport og den maritime sektor. Her vil fokus være på forbrændingsegenskaber og brændstofsystemer.
Prøvning og certificering af emissionsreducerende udstyr til dieselmotorer vil også være i fokus, da mange danske virksomheder leverer udstyr til dette område. Her finder viden og produkter, der hidtil er udviklet til vejtransporten, også anvendelse inden for non-road og den maritime sektor. Vores mål vil især være at opnå international anerkendelse, og evt. akkreditering, af Instituttets prøvningsprocedurer for køretøjer med eftermonteret partikelfilter. Endvidere vil vi opbygge kompetencer til køretøjsprøvning med bærbart udstyr, PEMS-PM/SEMS-PM, samt in-situ måling af ikke regulerede miljøskadelige motoremissioner fra skibe, herunder metan og partikler.
For at sikre non-road-sektoren en effektiv forankring af den tilgængelige viden om krav og tilgængelige emissionsløsninger oprettes der et Videncenter for non-road.
For at understøtte en succesfuld grøn omstilling til el-, gas-, brint- og hybriddrift vil vi forbedre mulighederne for, at flådeejere tilbydes et mere eksakt data-grundlag at træffe beslutninger ud fra. Vi vil derfor udvikle et nyt koncept til omkostnings-effektiv dataopsamling/lagring/sortering og synkronisering af store mængder data fra forskellige kilder (GIS, CAN, OBD).
EnergyFlexStorage
Fremtidens fossilfrie elproduktion vil i stigende grad være baseret på fluktuerende vedvarende energikilder (VE) såsom vindmøller og solceller. Det medfører, at den producerede el skal anvendes øjeblikkeligt eller lagres for senere brug. En effektiv og økonomisk optimal udnyttelse af den stigende andel af fluktuerende VE skal derfor bl.a. håndteres ved hjælp af effektive energikonverteringsteknologier kombineret med flexible lagringsteknologier. Innovative SMV og større energivirksomheder er allerede i fuld gang med at udvikle disse nye teknologier sammen med Teknologisk Institut og en lang række universiteter. Virksomhederne er derfor stærkt interesseret i at få deres nye produkter demonstreret og kommercialiseret så hurtigt som muligt, hvorfor udvikling af nye teknologiske serviceydelser til understøttelse af denne markedsmodning er essentiel. Dette gælder især SMV, der typisk har en kort udviklingshorisont på 1-2 år.Teknologisk Institut vil afgrænse det meget brede teknologiområde og opbygge nye tekniske kompetencer gennem udvikling af nye komponenter, testmetoder og systemløsninger samt gennemføre videnspredning inden for fire indsatsområder:
• Termiske lagre integreret med store varmepumper i fjernvarme og industrielle applikationer
• Termiske lagre integreret med termisk elproduktion, fx dampturbiner, ORC (Organic Rankine Cycle) eller transkritisk CO2
• Stationære batterisystemer BESS (Battery Energy Storage Systems) tilsluttet el-nettet eller VE-anlæg (vindmøller og solceller)
• Flytning af energiforbrug i fjernvarme og industri ved hjælp af intelligent styring og brugerindsigt (virtuel lagring)
Simpel energilagring i vandakkumuleringstanke anvendes bredt i fjervarmesektoren i dag og i nogen udstrækning i industrien. Andre enkeltteknologier findes i tidlige udviklingsstadier og anvendes i begrænset udstrækning. Men fælles for dem alle er, at teknologierne bør videreudvikles for at blive modnet til markedet samt integreret og testet i større sammenhængende systemer; det drejer sig fx om BESS og om store termiske lagre, der anvender vand som lagringsmedie. Andre teknologier er stadig på et så tidligt udviklingsstadie, at behovet er laboratorie- og pilotskalatest og demonstrationsprojekter. Det drejer sig fx om virtuel lagring ved intelligent styring og brugerinddragelse, avancerede batterier, lav- og højtemperaturlagre, højtemperaturvarmepumper samt el-produktion fra termiske lagre.
Ecodesign
Der indføres i disse år på EU-plan en række såkaldte ”ecodesignkrav” til energi-relaterede produkter, både til produkter der selv er energiforbrugende (eksempelvis varmepumper, ventilationsaggregater, fjernsyn, pumper etc.) samt til produkter, som har direkte betydning for energiforbruget, når de bliver anvendt, eksempelvis vinduer. Ecodesignkravene forbyder de mest energiforbrugende produkter, og er ofte ledsaget af parallelle energimærkningsordninger. Listen over produkter omfattet af EU’s ecodesigndirektiv ekspanderer voldsomt (tæller i dag ca. 30 produktgrupper og flere nye er på vej), og de nye produktkrav stiller komponent- og systemproducenter foran en række markante udfordringer med hensyn til udvikling af nye produkter, test og dokumentation etc. Ecodesign og EU’s energimærkning indføres for produkter, som produceres i stort antal, og hvor der er et signifikant energibesparelsespotentiale. Dette giver danske virksomheder og producenter af energiudstyr en række muligheder for at fastholde deres førerposition inden for energieffektive produkter samt for at udvide forretningsområderne med nye innovative ”best in class” produkter. Aktivitetsplanen sikrer, at den nyeste viden inden for ecodesign og energimærkning forankres i danske virksomheder, og at de får direkte adgang til ekspertviden samt til nationale testfaciliteter i international klasse, således at de kan styrke deres konkurrenceevne. Adgangen til nationale testfaciliteter er afgørende for mange virksomheder, da tidshorisonten for udviklingen af nye energieffektive produkter typisk er kort, og tiden fra ide til færdigt produkt typisk er afgørende for, om virksomheden vinder kapløbet med udenlandske producenter. Desuden er det vigtigt, at de kan tilgå højt kvalificeret rådgivning og vejledning ifm. design, energimærkning mv. inden produkterne lanceres på markedet. Derfor tager denne aktivitetsplan udgangspunkt i opbygningen af nye testfaciliteter og nye serviceydelser særligt rettet mod danske SMV, som producerer energirelaterede produkter til det europæiske marked.
iBygning – intelligente bygninger til et intelligent energisystem
Det ambitiøse danske mål om 100 % dækning med vedvarende energi i 2050 og de skitserede EU mål på 80-95 % markerer et stadigt voksende marked for danske energiløsninger og ydelser. Målene forudsætter en omfattende energieffektivisering kombineret med et fleksibelt energiforbrug, der sikrer udnyttelsen af den fluktuerende vedvarende energi fra vind og sol. I den sammenhæng er styring af en bygnings energiforbrug i samspil med energiforsyningen den centrale udfordring.Udfordringen for danske virksomheder er at udvikle intelligent energieffektiv teknologier og styringssystemer til intelligente bygninger, der udnytter den accelererende udvikling inden for Informations- og Kommunikations Teknologi. Udbygningen med vedvarende energi, teknologiudviklingen på energiområdet, og udrulningen af nye intelligente målere og nye tarifsystemer, vil øge markedet for teknologi og serviceydelser markant de kommende 5 år.
Teknologisk Institut vil i 2016-2018 opbygge et nyt synligt teknologisk service-område ”iBygning”, med viden, netværk og teknologisk service til det nationale og internationale vækstområde for produkter og serviceydelser til intelligente bygninger. Instituttets teknologiske service omfatter industriel forskning og ud-vikling, rådgivning, test, demonstration, dokumentation, analyser, undervisning og anden videnspredning for tre sammenhængende arbejdsområder:
– iSystemer: Intelligente komponenter og systemer, intelligent drift og styring.
– iAdfærd: Adfærdspåvirkning via interaktion med energiforbrug og energiydelser.
– iForsyning: Samspil mellem bygningens og forsyningens informationssystemer.
”iBygning” dækker nyt og eksisterende boligbyggeri, skoler og institutionsbyggeri, og bygninger i handels og service sektoren, primært kontorbyggeri.
Den primære målgruppe for de teknologiske serviceydelser er især SMV inden for:
• Producenter og leverandører af installationer, bygningskomponenter og IKT løsninger og udstyr
• Rådgiverbranchen
• Servicevirksomheder og driftansvarlige
• Udførende entreprenører og installatører
Økosystem for velfærd og sundhed
Vi udvikler nye erhvervsmuligheder på tværs af velfærds- og sundhedsområderne, så f.eks. velfærdsløsninger anskaffet af borgerne selv kan indgå i offentlige sundhedsydelser. Vi vil hjælpe private firmaer, så de kan udvikle løsninger, der f.eks. henter data fra private og offentlige kilder med Internet-of-Things (IoT) teknikker, og gør data tilgængelige under sikre former. Disse data kan således være privatindsamlede data, data fra hospitaler, fra kommunal rehabilitering og primærsektoren. De nye teknologiske services omfatter rådgivning om teknologi, software, internationale standarder, forretningsudvikling og sikkerhedsløsninger. Hertil kommer et nyt softwareudviklings- og testmiljø med open source-ressourcer, der er frit tilgængeligt. Det betyder, at udgiften er på et niveau, hvor typiske danske SMV’er har råd til at være med – for at komme i gang skal de kun lægge egne timer. Udviklingsmiljøets open source-moduler gør det således økonomisk og kompetencemæssigt overkommenligt for SMV’er at anvende internationale standarder, IoT-teknikker og moderne sikkerhedsløsninger – også på det niveau, der kræves for håndtering af offentlige sundhedsdata. Det betyder, at f.eks. produkter rettet mod private kan migrere fra privatmarkedet til det regulerede, offentlige sundhedsmarked. Og at det kan ske via pull fra borgerne, hvormed udvikling ud fra borgeres behov favnes, og firmaer derfor står med et attraktivt produkt at sælge til det offentlige.Centralt i indsatsen er brug af nye open source-værktøjer og -moduler til udvikling og test – men også at inddrage slutbrugerne af produkterne, både borgere og sundhedsprofessionelle, for at skabe bedre overensstemmelse mellem brugernes behov og det færdige produkt. Hermed reduceres dyr fejlretning, og produktets kvalitet højnes.
Som eksempel kan nævnes rådgivning af et firma, der ønsker at udvikle løsninger til private, og som samtidig ønsker, at disse privat indkøbte apparater og privat genererede data kan indgå i offentlige telemedicinske løsninger, dvs. BYOD-tankegangen, “Bring Your Own Device”, udvidet til BYOD2: “Bring Your Own Device and Data”. Med udgangspunkt i firmaets nuværende produkter kan vi med de teknologiske services yde grundlæggende rådgivning om offentlig infrastruktur og vejledning i brug af økosystemets komponenter, der muliggør BYOD. Dette kan i næste fase føre til teknologiske services om udvikling og demonstration af nye muligheder med BYOD, f.eks. visualisering af borgerens data fra såvel egne målinger som offentlige systemer. Dette vil ske i samarbejde med offentlige parter og repræsentanter for fremtidige brugere/kunder samt evt. andre leverandører, som komplimenterer hinanden.
Indsatsen organiseres i to spor:
• et teknik-spor, der omhandler open source-værktøjer, udviklings- og testomgivelse samt etablering af et lab.
• et økosystem-spor, der adresserer aktørernes deltagelse i økosystemet.
Teknik-spor: Udvikling af arkitekturer, værktøjer, moduler og udviklings-testomgivelse
Aktiviteterne i dette spor skal – i tæt samarbejde med relevante aktører – udvikle
• et sæt af softwarearkitekturer og infrastrukturer, der alle understøttes af tilhørende open source-værktøjer. Der vil være fokus på datadeling, samspil mellem closed source og open source samt internationale standarder og danske profileringer,
• en software udviklings- og testomgivelse, der samler disse værktøjer og stiller dem til rådighed sammen med en række gennemarbejdede eksempler og testcases i forhold til referencearkitekturer og danske profileringer af internationale standarder,
• processer for og eksempler på brug af værktøjer og integration af moduler i egen software,
• processer for kvalitetssikring, med fokus på migrering fra ureguleret velfærdsteknologi til reguleret sundhedsteknologi,
• et lab hvor forskellige aktører kan udvikle, teste og demonstrere løsninger. Lab’et vil understøtte såvel enkeltaktørers afprøvning af egne løsninger i samspil med f.eks. national infrastruktur, samarbejde mellem forskellige leverandører og demonstrationer for kunder. Lab’et vil også indgå i samarbejder med andre test- og demo-faciliteter, f.eks. i kommunalt regi.
Det er aktiviteterne i dette spor, der skaber grundlaget for at reducere den tekniske kompleksitet såvel som den økonomiske omkostning ved at deltage i økosystemet og dermed gør det attraktivt for SMV’er at deltage. Det er aktiviteterne i det næste spor, der klargør for SMV’er og andre virksomheder, hvordan de kan udnytte de nye forretningsmuligheder.
Økosystem-spor: Udvikling af økosystem
Aktiviteterne i dette spor skal fremme overblik, gennemsigtighed og dialog mellem leverandører og kunder. Der udvikles cases, der illustrerer konkrete muligheder for forskellige kategorier af aktører, og vi undersøger barrierer for deltagelse.
Virksomheder vægrer sig ofte ved at samarbejde med andre virksomheder, da de frygter at miste IP til konkurrenter. Cases og modeller, baseret på modulær opbygning, kan være med til at udvikle nye samarbejder. Aktiviteterne vil udvikle:
• muligheder for de forskellige typer af aktører, f.eks. leverandører af apps henholdsvis infrastruktur og kommunale sundhedsafdelinger,
• cases, der omfatter private og offentlige markeder, herunder synergi, når man går på tværs,
modeller for deltagelse i økosystemet, herunder brug af open source-software i egne produkter og bidrag til udvikling af open source software, (Roadmaps).
Sensorer og data
Man kan kun ”manage” ting man også kan måle – og dette gælder i høj grad også vand og miljø! Miljøovervågning er derfor nødvendigt for at forstå og forvalte miljøet, og ikke mindst for udnytte det på bæredygtig vis. Miljøovervågning og monitering er desværre meget dyrt, så reelt har vi aldrig data nok til at forstå alt hvad der sker i alle områder.
Brugerværdi ved udnyttelse af store datamængder
Brugere af DHIs modeller får hele tidsen større ambitioner mht.: større modelområder, hurtigere modeleksekvering, samt let og elegant præsentation af modelresultater, fx. på mobile enheder. Det betyder håndtering af ekstremt store datamængder, hvor der skal udvikles nye Big Data teknikker til at skabe merværdi for brugerne.
Klimatilpasning
Optimering af klimatilpasning i Danmark med ny innovativ teknologi til overvågning, varsling og styring af vandinfrastruktur under ekstreme vejrhændelser.