Klimatilpasningslaboratoriet
Hvorvidt danske byer og landområder skal klimatilpasses er ikke længere til diskussion. Nu er spørgsmålet hvordan og med hvilke løsninger. Manglende test og dokumentation af produkter og løsninger er en stor udfordring for, at producenter kan sikre, at de lever op til de krav, der efterspørges. Derudover vil test og dokumentation også skabe grundlag for yderligere optimering og anvendelser af produkter og løsninger indenfor klimatilpasning. Teknologisk Institut har gennem de seneste år opbygget indgående kendskab til udfordringernes omfang samt hvilke klimatilpasningsløsninger, der virker godt i en dansk kontekst, og har dermed en central rolle i den fortsatte udvikling indenfor området.Vand er den primære klimaudfordring i Danmark og det er ikke kun skybrud, der giver problemer. Klimaændringerne betyder, at vandet kommer fra flere sider (nedbør, havvandsstigninger, vandløb og grundvand). Derfor er det vigtigt at forstå det samlede vandkredsløb, for at kunne vælge de bedste løsninger. Mange kommuner, forsyningsselskaber og virksomheder er godt i gang med at udføre nye anlæg til klimatilpasning. Danske og udenlandske slutbrugere af klimatilpasningsløsninger efterspørger i høj grad testmetoder og dokumentation på etablerede og nye løsninger. Uden dette vil det være svært at positionere løsningerne på både det danske og internationale marked.
Med denne aktivitetsplan vil Teknologisk Institut sætte fokus på udvikling, test og dokumentation af klimatilpasningsløsninger. Vi vil gøre rammerne for SMVere bedre, så det bliver nemmere at komme fra ide til produkt. Vi vil fokusere på at omsætte gode praktiske resultater til nye produkter fx i forhold til at indarbejde digitale løsninger. Vi vil sætte et større fokus på, at dokumentere løsninger, både de allerede eksisterende og nye under udvikling. Det vil foregå i vores Klimatilpasningslaboratorie samt på de lokaliteter, hvor de konkrete anlæg etableres. Målgruppen for aktiviteterne er primært producenter af klimatilpasningsløsninger samt de kommuner, forsyningsvirksomheder og rådgivere, der efterspørger nye innovative løsninger til klimatilpasning.
Ønsket er på sigt at centrere viden omkring Klimatilpasningslaboratoriet, så Teknologisk Institut kan blive en nordisk/europæisk HUB for test, udvikling og dokumentation af klimatilpasningsløsninger til gavn både nationalt og internationalt.
HVAC 2020 – Intelligente installationer til datadrevet drift af bygninger
Anvendelsen af ”Big Data” i energiforsyning og energiforbrug er en forudsætning for den grønne omstilling. HVAC2020 arbejder på bygningsniveau med databaseret styring og overvågning af installationerne. Indsatsen er afgørende for energiforbruget og energifleksibiliteten, og dermed for bygningens bidrag til omstillingen. Begrebet Big Data dækker sensorer, trådløs dataoverførsel, datalagring, Internet of Things (IoT), data-analytics, machine learning, digitale interfaces, applikationer mv. De digitale teknologier udvikles hurtigt og falder i pris. Dermed er der åbnet for radikalt nye muligheder for intelligent styring og overvågning af centrale bygningsinstallationer (HVAC): Smarte trådløse sensorer sender data til IoT, hvor data kombineres, analyseres og omsættes til de informationer, der løbende kan forbedre og tilpasse installationernes drift.
Efterspørgsel efter intelligente bygningsinstallationer, vokser i takt med den grønne omstilling og digitaliseringen. Eksempelvis forventer brancheorganisationen for El- og VVS-installatører, TEKNIQ, at andelen af installationsopgaver relateret til Internet of Things (IoT) vil udgøre 35 – 40 % i 2025, mod omkring 10% i 2016. TEKNIQ konkluderer, at installatørerne skal have nye IoT kompetencer.
En væsentligt del af de små og mellemstore producenter og servicevirksomheder på installationsområdet mangler kompetencer, som kan blive afgørende for deres konkurrenceevne. Af hensyn til dansk eksport er det især vigtigt, at disse producenter af bygningsinstallationer udnytter mulighederne.
Det traditionelle begreb HVAC (Heating, Ventilation, Air-Conditioning) er i RK-aktiviteten udvidet, så det omfatter installationer og automatik til: Opvarmning, mekanisk og hybrid ventilation, køling, varmt brugsvand, belysning, el-udstyr, solafskærmning, bygningsintegreret vedvarende energi, mindre batterier og termiske lagre til bygninger. Det datadrevne samspil mellem de enkelte komponenter i den samlede HVAC installation er afgørende for installationens funktion og ydelser, energieffektiviteten og energifleksibiliteten.
HVAC2020 opfylder SMV’ernes akutte behov for IoT og BIG Data kompetencer til udvikling, installation og drift af intelligente installationer. Udfordringen for virksomhederne er at anvende Big Data og IoT mulighederne til produktudvikling, til implementering i byggeriet og til den afgørende drift. Yderligere skal produktudvikling, implementering og drift ses i sammenhæng, hvilket er en udfordring i sig selv. Den primære målgruppe er dermed SMV’er inden for: Producenter, rådgivere, entreprenører, installatører, servicevirksomheder og driftsansvarlige.
Aktivitetens udgangspunkt er ”DataEnergyLab” – et nyt kompetencecenter for intelligent HVAC.
Fokus er på udvikling af installationskomponenter, digitalt samspil mellem produkter, demonstration og hands-on undervisning.
Den ny service, der skal opfylde målgruppernes behov omfatter:
– Udvikling, test og dokumentation af IoT-opgraderet HVAC.
– Rådgivning om IoT styring af HVAC, databaseret tilstandsanalyse, driftsovervågning og rightsizing, funktionsafprøvning, og IoT i energistyring og Facility Management.
– Rådgivning om samspil drift og brug, samt brugeraktivering i intelligent byggeri
– Kompetenceopbygning hos målgruppen via kurser: ”IoT teknik – HVAC” (El og VVS installatører, inkl. øvelser i DataEnergyLab), ”Intelligent styring af varmepumper” og ”Datadrevet drift – indeklima og energieffektivitet”
– Kompetenceopbygning via temadage: ”IoT og HVAC”, ”Databaseret tilstandsanalyse og service”, ”Funktionsafprøvning af intelligent HVAC” og ”Intelligent styring af HVAC”.
Ecodesign2.0
Energiprodukter – både energiforbrugende (f.eks. hårde hvidevarer, varmepumper, køleanlæg, ventilationsanlæg m.m.), energiproducerende (f.eks. kedler, brændeovne, solceller m.m.) og passive produkter (f.eks. vinduer, isolering m.m.) – enten er eller bliver inden for nærmeste fremtid reguleret af EU’s ecodesignkrav, som bl.a. stiller en række minimumskrav til de enkelte produkter. Herudover vil mange af produkterne også blive omfattet af energimærkningsdirektivet, som bl.a. kendes fra hårde hvidevarer.Dette afføder et behov hos producenterne for nye laboratorie- og ekspertrådgivningsydelser inden for ecodesignområdet – et behov, som aktivitetsplanen skal understøtte. Herudover skal aktiviteten sikre maksimal dansk indflydelse på de kommende minimumskrav gennem deltagelse i relevante internationale komitéer under EU-Kommissionen, som er ansvarlig for tilblivelsen af den overordnede lovgivning på området.
Derudover er de standarder, som danner rammen om de enkelte produktkrav i ecodesignreguleringerne, helt afgørende for den enkelte virksomhed. Standarderne øges i kompleksitet, og det bliver stadigt mere vigtigt, at danske producenter har direkte indflydelse på deres udformning. Dette er en opgave, som mange virksomheder i dag må søge hjælp til, fordi det ligger uden for deres kernekompetencer. Derfor er en aktiv deltagelse i de relevante standardiseringsudvalg helt centralt i aktivitetsplanen.
Sidst, men ikke mindst, er det helt afgørende, at viden spredes effektivt og hurtigt til målgruppen. Kun herigennem kan det sikres, at virksomhederne er på forkant med de reguleringer, som EU-systemet har lagt i pipeline for de kommende år. Derfor er forskellige målrettede videnspredningsaktiviteter som f.eks. guidelines, webformidling, konferencer, temadage og gå-hjem-møder helt centrale i aktiviteten.
Med en årlig eksport på ca. 84 mia. kr. (jf. Energi-, Forsynings og Klimaministeriet – se: http://www.efkm.dk/media/8363/analyse-energiteknologieksporten.pdf – står danske energivirksomheder stærkt på det internationale marked. Danmark har en lang tradition for at være på forkant med EU’s reguleringer på energiområdet, og de danske producenter af energiudstyr vil kunne udnytte de kommende nye krav og stramninger til at opnå en konkurrencefordel. Dette forspring kan dog kun fastholdes og udbygges, hvis virksomhederne har adgang til nyeste viden om regler og standarder samt til de state-of-the-art testfaciliteter, som udvikles igennem aktivitetsplanen.
Dansk Udviklingscenter for Fremtidens Fleksible Energisystem
Energibranchen befinder sig midt i et paradigmeskifte, hvor man bevæger sig fra en forbrugsstyret produktion til et produktionsstyret forbrug. Det kræver større integration og samspil mellem komponenterne i distributionen og forbruget af energi for at kunne opnå den nødvendige fleksibilitet. Danske leverandører af energikomponenter og -systemer står derfor overfor en kæmpe udfordring med på den ene side et marked, der efterspørger mere fleksible komponenter og systemer, og på den anden side et eksisterende produktprogram, der ikke pt. lever op til denne efterspørgsel. Nærværende aktivitetsplan vil være med til at afhjælpe denne ubalance mellem udbud og efterspørgsel ved at tilføre virksomhederne de nødvendige tekniske kompetencer og adgang til avancerede udviklings- og testfaciliteter. De udviklede faciliteter vil afspejle driften af komponenter og systemer i det virkelige energisystem under dynamiske forhold. Aktivitetsplanens overordnede fokus er at øge energifleksibiliteten i forsyningssektoren for el og varme i tæt samspil med energiforbruget og -produktionen i industri, transport og bygninger.Den politisk bredt funderede Energiaftale af 29. juni 2018 indebærer at i 2030 skal 100% af Danmarks strømforbrug og 55% af det samlede energiforbrug komme fra vedvarende energikilder. Energiaftalen lægger op til en øget elektrificering af vores energisystem, flere vindmøller og solceller samt mulighed for at indføre dynamiske tariffer og afgifter på forbrugssiden. Desuden er det besluttet at fremme udnyttelsen af overskudsvarme og arbejde for en modernisering af varmesektoren med større grad af frihed i forhold til investeringer i nye innovative tiltag. Endelig estimerer Energistyrelsen i Basisfremskrivning 2018, at elforbruget til store datacentre vil udgøre 17% af det samlede elforbrug i 2030, svarende til 7 TWh el. I hvor høj grad overskudsvarmen fra datacentrene vil kunne udnyttes, afhænger i høj grad af hvor omkostningseffektivt integrationen i fjernvarmesektoren kan udføres. Alle disse politiske tiltag skaber øgede incitamenter for mere fleksibilitet i distribution og forbrug af energi, hvilket igen skaber nye forretningsmuligheder og teknologiske udfordringer for aktivitetsplanens målgruppe.
Målgruppen for aktivitetsplanen er danske komponentleverandører, styringsleverandører og forsyningsselskaber til fremtidens fleksible energisystem. Det er f.eks. producenter og leverandører af batterianlæg, invertere, solceller, elbilsladestationer, solfangere, varmepumper og køleanlæg til fjernvarme og industri, termiske lagre samt energistyringer og softwareløsninger til styring af fleksibelt forbrug i transport, industri og større erhvervsbygninger. Mange af disse er innovative SMV’er, der ikke selv har økonomiske og tekniske ressourcer til at deltage i standardiseringsarbejde, opbygge testfaciliteter for integrerede systemer eller til at tage initiativ til store demonstrationsprojekter med mange deltagere og kompliceret projektstyring.
På Bedreinnovation.dk har 51 unikke virksomheder fra målgruppen, herunder størstedelen SMV, tilkendegivet, at de er interesseret i at udvikle og tilpasse deres produkter til at indgå i integrerede løsninger til fremtidens fleksible energisystem. De udtrykker samtidigt et behov for viden, faciliteter og større demonstrationsprojekter til test og demonstration af løsningerne i drift under virkelige, dynamiske forhold. Derudover har de brug for viden om internationale standarder og hvordan disse implementeres i deres nye produkter.
I nærværende aktivitetsplan vil Teknologisk Institut derfor gennemføre udviklingen af følgende nye teknologiske serviceydelser:
• Etablering af Udviklingscenter for Fremtidens Fleksible Energisystem for udvikling, test og demonstration af integrerede energisystemer. Centeret integreres med det eksisterende laboratoriemiljø og der designes, udvikles og etableres: Distribueret el-, varme- og kølenet, elektriske og termiske lagre, intelligent styringssystem, udstyr til synkron dataopsamling og værktøjer til online visualisering, samt en række installationer til test af komponenter og større systemer under dynamiske forhold.
• Deltagelse i standardiseringsarbejde inden for integrerede energisystemer, f.eks. IEA og DS.
• Medvirke til udvikling af intelligente komponenter til et fleksibelt energisystem (herunder net-tilsluttede batterier, store varmepumper, køleanlæg, termiske lagre og styringer) i tæt samarbejde med danske virksomheder.
• Medvirke til udvikling af koblede systemer, hvor f.eks. batterier integreres med solceller, elbilsladestationer og varmepumper/køleanlæg med termiske lagre via avancerede styringskoncepter og afregningssystemer.
• Udvikle dynamiske dataserier til simulering og test af systemer, komponenter og styringer, baseret på data fra virkelige systemer.
• Etablering af national prøvningsordning for net-tilkoblede batteri- og solcellesystemer
• Koordinering af aktiviteter med Power-Lab(DTU), Smart Energy Systems Laboratory(AAU), Center Danmark og lignende initiativer, herunder dataudveksling, videndeling og –formidling.
• Afholdelse af en årlig konference med fokus på integrerede energisystemer, hvor fleksible energiløsninger og business cases præsenteres af danske og internationale virksomheder og vidensinstitutioner.
Aktivitetsplanen bygger videre på igangværende aktiviteter og samarbejder i A3 EnergyFlexStorage, hvor der er fokus på termisk og elektrisk lagring. I nærværende aktivitetsplan udvides fokus til at omfatte energilagring i samspil med andre komponenter i forsyning og forbrug. Derudover bygges der videre på erfaringerne fra CITIES og Power-Lab på DTU, Center Danmark i Trekantområdet samt Smart Energy Systems Laboratory på AAU.
Prædiktive 3D cellemodeller
Serviceydelser:Bioneer vil rådgive danske virksomheder om anvendelsen af tredimensionelle (3D) celleteknologier. En central teknologi vil være 3D bioprintning, som omfatter dyrkning af flere forskellige celletyper, der printes eller placeres i bestemte rummelige strukturer for at efterligne forskellige væv i kroppen (f.eks. levervæv). Ydelserne omfatter endvidere virksomhedsspecifik 3D bioprintning af vævsstrukturer, samt analyser af lægemiddelstoffers, materialers og implantaters mulige effekter på de forskellige celletyper i den printede cellestruktur. Bioneer vil samtidig udnytte sine stærke kompetencer inden for toksikologi og kræftområdet til at opbygge og udbyde 3D cellemodeller som screeningsservice.
Målgrupper og relevans:
Øgede myndighedskrav om præklinisk dokumentation i forbindelse med udviklingen af nye lægemiddelstoffer kræver velunderbyggede prædiktive cellemodeller baseret på sygdomsforståelse, der i højere grad afspejler den enkelte sygdom. 3D bioprintede humane cellemodeller vil sætte farma- og biotekvirksomheder i stand til at tilvejebringe denne dokumentation på et niveau, der giver dem et langt bedre grundlag for at vurdere stoffernes potentiale. Bioneers services indenfor 3D bioprintning vil også være relevant for medikovirksomheder i forhold til afprøvning af biologiske elementer indenfor f.eks. implantatområdet. Endelig vil kosmetikbranchen kunne få gavn af 3D cellemodeller til test af kosmetiske produkter.
Væsentlige aktiviteter:
Bioneer vil udvikle og implementere 3D celleteknologier, herunder celle-printteknologi til fremstilling af biologiske 3D cellemodeller. Bioneer vil opbygge en bred vifte af 3D celleteknologier, samt udvikle specifikke vævsmodeller bestående af en eller flere celletyper, som er relevante for en række virksomhedsproblemstillinger i udviklingen af lægemidler, og dokumentere den biologiske funktionalitet ved hjælp af molekylære- og cellulære analyser.
Inflammatoriske tilstande
Serviceydelser:Bioneer vil tilbyde danske virksomheder services der omfatter cellemodeller til screening af lægemidler, avancerede molekylær- og cellebiologisk analyseservices, herunder digitaliserede histologiservices: 1) Cellemodeller, der kan bruges til at undersøge hvorledes lægemiddelkandidatstoffer påvirker inflammatoriske og syge celler/væv; 2) Avancerede digitale histologiske kombinationsanalyser; 3) Infrastruktur som kan bruges af virksomheder til test af sensitive analysemetoder indenfor væskebaserede biopsier (”liquid biopsies”).
Målgruppe og relevans:
Inflammatoriske sygdomme omfatter traditionelt autoimmune sygdomme og kroniske betændelsestilstande. Det er nu erkendt, blandt mange danske virksomheder, at inflammation har en væsentlig betydning for mange andre sygdomsområder, herunder for kræftsygdomme. Inflammatoriske tilstande som behandlingsområde har derfor vundet stor opmærksomhed hos danske biotek- og farmavirksomheder de seneste år. Den intensiverede konkurrence blandt virksomhederne og øget krav fra myndighederne betyder at dokumentation af lægemidlers virkningsmekanismer før kliniske forsøg igangsættes er blevet endnu vigtigere end tidligere. Stratificering af patienter og deraf målrettet udvikling af lægemidler er en væsentlig konkurrenceparametre og her er dokumentation af lægemidlers effekter på det cellulære niveau pga. det komplekse inflammatoriske cellulære miljø hvori lægemidlet skal virke, specielt vigtigt.
Derfor har lægemiddeludviklingsindustrien fået et kritisk stigende behov for nye in vitro modeller, samt sensitive analyseteknologier, der kan belyse hvorledes inflammation på- og vekselvirker med sygdomme.
Væsentligste aktiviteter:
Bioneer vil udvikle en specialiseret in vitro makrofagmodel, opbygge og implementere digitale teknologier til analyse af DNA, RNA og proteiners tilstedeværelse i komplekse vævsnit, samt opbygge en infrastruktur til test af nye analyseteknologier indenfor lettilgængelige ”liquid biopsies” (blodprøver etc.).
Mikrobiomet i sundhed og sygdom
Teknologiske serviceydelser:Kroppens naturlige bakterieflora, kaldet mikrobiomet, har fået en stadigt stigende industriel og videnskabelig opmærksomhed i forhold til sundhed generelt, for udvikling af sygdom og for effekt på behandling inden for f.eks. kræft og kroniske sygdomme. Bioneer vil tilbyde serviceydelser baseret på cellemodeller til analyse af bakteriers/mikrobiomers effekter på lægemiddelomsætning og effekter på immunsystemet, der findes omkring tarmen, samt serviceydelser til håndtering, opretholdelse og dyrkning af bakterier/mikrobiomer. Disse tværfaglige services er unikke inden for mikrobiomområdet og udbydes ikke i Danmark.
Målgruppe og relevans:
Målgruppen omfatter SMVer med fokus på udvikling af probiotika, samt mindre og større farma– og ingrediensvirksomheder, som har fokus på mikrobiomets betydning for menneskers helbred og på mikrobiomets betydning for omsætning af lægemidler. Teknologisk orienterede virksomheder, der udvikler produkter, f.eks formuleringer og procesudstyr er også omfattet. Bioneers serviceudbud imødekommer et stort behov fra adskillige danske SMVer (cirka 40) og større virksomheder (cirka 15-20) for forbedring af probiotiske formuleringer og andre ingredienser. Farmaceutiske virksomheder har behov for at undersøge orale administrerede kandidatstoffers interaktion med mikrobiomet for at effektivisere deres optag i kroppen. Desuden er der behov for at hjælpe danske forskningsgruppers kommercialisering af forskningsresultater inden for området. Serviceydelserne vil sætte danske ingrediensvirksomheder i stand til at identificere nye bakterielle produkter og andre ingredienser, samt pege på mulige sundhedsmæssige effekter. Lægemiddeludviklende virksomheder vil opnå en bedre forståelse for hvorledes kandidatstoffer påvirkes af miljøet i mavetarmkanalen og vil dermed kunne dosere bedre, f.eks. via skræddersyede formuleringer.
Væsentligste aktiviteter:
Bioneer vil med en unik tværfaglig tilgang udvikle nye teknologiske serviceydelser inden for mikrobiomområdet, der kombinerer mikrobiologiske, immunologiske og farmaceutiske kompetencer. Bioneer vil udvikle cellemodeller, der efterligner det mikrobiologiske miljø i tarmen, samt modeller, der kan anvendes til at analysere mikrobiomers effekt på immunsystemet. Endvidere vil Bioneer udvikle protokoller og processer til dyrkning af specifikke bakterier/mikrobiomer samt teknologier til analyse af hvorledes lægemiddelkandidater påvirkes af mikrobiomet. Forbedrede formuleringsteknologier til beskyttelse af probiotiske stammer under transit i mavetarmkanalen vil også blive søgt udviklet.