Udvikling af metoder til dokumentation og reduktion af luftbårne nano- og mikropartikler

Senest opdateret d. 13/4-2012
FORCE Technology
Resultatkontrakt 2013-2015 under temaerne Klima og miljø og Energi
Jens Roedsted
Direktør for Marked og Innovation

Aktiviteten skal skabe ny måleteknisk viden og ydelser til dansk industri og danske myndigheder: Kosteffektiv realtidsmåling af nano- og mikropartikler, karakterisering af partiklerne i røggasser og luftemissioner, sporbar kalibrering af måleinstrumenter og rådgivning vedr. design af rensningsudstyr. Specielt nano- og mikropartikler er særligt sundhedsskadelige, og samfundets krav til reduktion af partikelemissioner skærpes hele tiden. Vi vil drive etableringen af en national testfacilitet til måling og karakterisering af partiklerne.

UDVIKLING AF METODER TIL DOKUMENTATION OG REDUKTION AF LUFTBÅRNE NANO- OG MIKROPARTIKLER

Institut: FORCE Technology

Kontaktperson: Jens Roedsted

Ny viden og serviceydelser
Aktiviteten skal skabe ny måleteknisk viden og ydelser, der tilbydes dansk industri og danske myndigheder. Det drejer sig om:

  • Kosteffektiv, realtidsmåling af nano- og mikropartikler med henblik på bestemmelse af effektiviteten samt optimering af rensningsudstyr til fjernelse af nanopartikler;
  • Karakterisering af nano- og mikropartikler i røggasser og luftemissioner
  • Sporbar kalibrering af måleinstrumenter til måling af partikler fra forbrændingsprocesser;
  • Rådgivning vedr. design af rensningsudstyr

De nævnte ydelser efterspørges af industrier, leverandører af måleudstyr, energianlæg og myndigheder, og det udviklede system til realtidsmåling vil blive tilbudt producenter af rensningsteknologier samt til industri- og energianlæg, der benytter teknologier til partikelrensning.
FT vil som led i aktiviteten tage initiativ til og drive etableringen af en national testfacilitet til måling og karakterisering af nano- og mikropartikler. Testfaciliteten skal tillige omfatte test og karakterisering af materialer og produkter med nano- og mikrostrukturerede overflader fordi metoder og udstyr i vid udstrækning er de samme. En sådan samlet facilitet er ikke til rådighed for industrien i dag.

Centrale aktiviteter
Der udvikles i projektet målemetoder, der for danske virksomheder kan dokumentere effektiviteten af rensningsudstyr til nano- og mikropartikler. Denne dokumentation vil omfatte bestemmelse af antal, masse og størrelsesfordeling samt kemisk og morfologisk karakterisering af nano- og mikropartikler. For at opnå sporbarhed med hensyn til størrelse og masse opbygges en kalibreringsstand, der kan generere forbrændingspartikler i kendte størrelsesområder. Dette har til formål at understøtte danske virksomheder, der udvikler rensningsteknologier til fjernelse af partikler i røggas.
FORCE Technology kan som den eneste private udbyder i Danmark i dag tilbyde en kemisk og morfologisk karakterisering af nano- og mikropartikler, og denne ydelse ønskes videreudviklet til bl.a. at omfatte organiske forbindelser i partikler, under anvendelse af FTIR teknik

Rationale for indsatsen
Kravene til reduktion af partikelemissioner forventes i de kommende år skærpet, og der imødeses behov for yderligere emissioner fra såvel mobile som stationære kilder. Danske virksomheder, der udvikler og producerer teknologier til partikelreduktion, forventer en stærkt stigende efterspørgsel, specielt inden for området nano- og mikropartikler. Disse partikler er særligt sundhedsskadelige, og der forventes en øget regulering på dette område i de kommende år, ikke mindst på transportområdet. For at kunne imødekomme de stigende krav, er det nødvendigt for virksomhederne at dokumentere de udviklede rensningsteknikker med avancerede målemetoder, der er sporbare i forhold til internationale standarder.
Som den eneste danske vidensinstitution varetager FORCE Technology denne udvikling og validering af nye metoder til måling af forbrændingspartikler. Som følge af den øgede indsats fra danske virksomheder for at udvikle nye miljøteknologier til fjernelse af partikler fra forbrændingsprocesser – herunder forbrænding af biomasse - vil behovet for at udvikle metoder til dokumentation af disse sundhedsskadelige partikler i de kommende år være stigende, og derfor er der behov for en ekstraordinær indsats på netop området partikler fra forbrændingsprocesser, både for mobile og stationære kilder
Målgruppen er danske producenter af teknologier til rensning af emissioner for partikler. Eksempler på virksomheder, der har behov for nye, sporbare måleteknikker, er producenter af keramiske filtre til at fjerne partikler fra dieselmotorer (Notox Ceramics (SME), Liqtec (SME), Daugbjerg (SME), Dinex A/S samt endvidere større virksomheder som Alfa Laval (scrubbersystemer til skibsmotorer), MAN Diesel (dieselmotorer til skibe), Wärtsilä Danmark (dieselmotorer til skibe og faste anlæg), Rolls Royce Danmark (dieselmotorer til skibe og faste anlæg), Novo Industri (renrums dokumentation), Holm & Halby  A/S (instrumentleverandør til renrumsdokumentation), Nilfisk (støvsugere, dokumentation).
FORCE har i de senere år opnået state-of-the art kompetencer på området karakterisering af luftbårne partikler. Denne viden udnyttes allerede af førende danske producenter af luftrensningsudstyr såsom MAN Diesel & Turbo, Aalborg Industries/Alfa Laval, og Notox Ceramic Filters. FORCE kan som den eneste private udbyder i Danmark i dag tilbyde en kemisk og morfologisk karakterisering af nano- og mikropartikler, og denne ydelse ønskes videreudviklet til bl.a. at omfatte organiske forbindelser i partikler, under anvendelse af FTIR teknik

Mulige samarbejdspartnere
FORCE ønsker med udgangspunkt i forbrændingsområdet at støtte DFM’s bestræbelser på at styrke metrologi og sporbarhed på området nanopartikler, bl.a. gennem udvikling af udstyr til kontrolleret dannelse af kendte koncentrationer og størrelser af sodpartikler.
Opbygningen af en sporbar kalibreringsstand vil foregå i tæt samarbejde med DFM under et planlagt Centre of Excellence for Particle Metrology (CEMP), med det formål at opbygge en platform for sporbar partikelmetrologi i Danmark. CEMP er planlagt at bestå af FORCE Technology, Dansk Fundamental Metrologi og Teknologisk Institut.
Nye metoder til on-line monitering af partikler i røggasser udvikles til brug for on-line måling af ultrafine partikler i røggas i samarbejde med Notox Ceramics, MAN Diesel, Alfa Laval, Maersk.

17 kommentarer

Herunder er indlæg og kommentarer fra interessenter på aktiviteter og aktivitetsforslag.

Ole Tvede Larsen
Torsdag d. 3/5-12 kl. 09:18

C.K. Environment A/S leverer instrumenter til forskningssektoren og industrien, hvor måling af partikler fra 10my og nedad til 6nm er et vigtigt område både i forbindelse med sundhedsfremmende foranstaltninger og i særdeleshed til produktudvikling inden for miljøteknik. Det er af afgørende betydning at der tilstadighed er adgang til kalibreringsfaciliteter og viden inden for området - her er FORCE Technology en vigtig samarbejdspartner, dels på grund af vidensindsamlingen fra nationale og internationale partner og dels via standardiseringsarbejde.
Vi anbefaler at der fokuseres på dette område, da der både er vækstpotentiale og arbejdspladser inden for dette område.

Med venlig hilsen
Ole Tvede Larsen

David Larsson
Mandag d. 7/5-12 kl. 09:10

De internationale marine lovkrav indebær at skibsmotorer skal reducere udledning af NOX emissioner med op til 80 % fra 2016. Som udviklere af marine dieselmotorer har vi valgt at bruge en teknologi hvor røggassen bliver recirkuleret (EGR) for at opnå lovkravet. De seneste år har vi brugt flere forskellige tjenester, som Force Technology tilbyder for at sikre forskellige aspekter af de nye emissionskrav. Vores erfaring er, at det tager for lang tid selv at opbygge den ekspertise det skal til for at måle nano- og mikropartikler med det nyeste udstyr. Forces udstyr og ekspertise har derfor stor betydning for våres motorudvikling.

Torben Bruun Hansen
Fredag d. 11/5-12 kl. 07:59

Vi ser et behov for valide metoder til måling af nonopartikler i miljøet, såvel som i arbejdsmiljøet, som supplement til den viden der er og kommer mht mulige sundhedsskadelige effekter. Det vil bidrage til en bedre vurdering af eksponeringen for partiklerne, hvis anvendelse udbredes meget. Det understøtter den rådgivning COWI og andre leverer indenfor miljø og arbejdsmiljø.

Kåre Press-Kristensen
Fredag d. 11/5-12 kl. 16:35

FORCE Technology er anerkendt for at være en af de førende spillere indenfor måling af luftforurening. Det Økologiske Råd kan nu med stor tilfredshed konstatere, at virksomheden vil udvide deres kompetencer til også at omfatte det hastigt ekspanderende marked for måling og karakterisering af mikro og nanopartikler. Gode valide målinger er altid en forudsætning for at skaffe nødvendig viden til at løse miljøproblemerne.

Bent Iversen
Mandag d. 21/5-12 kl. 15:23

Wärtsilä arbejder løbende på at emissionsoptimere vort motor program og har stor nytte af at samarbejde med viden organisationer som Force Technology.
Valide data fra feltmålinger er altid velkommen og derfor deltager Wärtsilä også i et igangværende PSO projekt måleprojekt, hvor Force er projektansvarlig.

Hans Olaf Petersen
Mandag d. 21/5-12 kl. 15:48

Robert Bosch producerer testere til måling af udstødningsgasser på alle typer af køretøjer.

For måling af partikler og NOx har Bosch siden midten af 1990’erne i samarbejde med Statens Bilinspektion udviklet en metode for test af udstødningsgasser på busser, med fokus på specielt partikelindholdet i udstødningsgasserne.
Disse måleteknikker er nu for de nyeste biler ikke tilstrækkelige med de små partikelstørrelser, der kommer fra moderne dieselmotorer. Indsprøjtningssystemerne til disse motorer er udviklet af Bosch med henblik på sikre renere miljø, højere ydelse, mindre brændstofforbrug mv.
Bosch har derfor nu også udviklet nyt apparatur der kan måle partikelstørrelser ned til 50 nanometer.
Bosch vil derfor være meget interesseret i at Force Technology udfører forskning på området for kvantificering af disse partikler.

jørn jespersen
Mandag d. 21/5-12 kl. 20:40

Brancheforeningen Dansk Miljøteknologi arbejder for at identificere uløste miljøudfordinger, hvor ny teknologi kan medføre såvel bedre sundhed og bedre miljø som grøn omstilling i form af nye arbejdspladser og eksport.
I den sammenhæng er troværdige målinger af f.eks. små partikler og ikke mindst Force Technologies evne til at formidle viden mellem forskning og vores teknologileverandører af stor betydning, ligesom Force's evne til at kvalificere ny videns betydning for lovgivning og regulering er af stor betydning for os.

Henrik Sven Sørensen
Tirsdag d. 22/5-12 kl. 16:24

Hos Notox Ceramic Filters er vi overbeviste om, at de miljømæssige og sundhedsrelaterede forhold, der udspringer af emissioner med højt antal partikler, kun har været repræsenteret ved toppen af isbjerget. Tendensen med en større befolkningsandel i byerne og fortsat stigende transportbehov vil øge fokus på dette.

For at substantiere denne antagelse og sikre udvikling af nye systemer, produkter og målemetoder er FORCE’s oplæg og forslag et rigtigt skridt på vejen. Vi vil helt sikkert kunne få udbytte af et sådant initiativ, idet det vil udvikle vort igangværende samarbejde både fsva. teknologi, karakterisering af partikler, udvikling af nye løsninger og ikke mindst det netværk, der vil være forbundet med etableringen af det omtalte testcenter. Danmark har en unik mulighed for at være blandt de førende nationer på dette område, men det kræver et tværgående samarbejde, hvor vi hilser FORCE’s initiativ velkomment. Det vil samtidig kunne bidrage til vor egen indsat for at udbygge og etablere os med en position internationalt både på off-road og marine området.

Bent L. Hansen
Onsdag d. 23/5-12 kl. 22:11

Som distributør for TSI Inc., MN, USA kan vi levere alt hvad der er behov for indenfor målinger og analyser af partikler i området 2 nanometer til 30 micron og da de stigende krav til monitorering af- og kontrol med partikler breder sig til forskellige industrier, hvor man ikke kan forvente at alle brugere vil have en videnskabelig baggrund og/eller kendskab til partikelmåling, finder vi det særdeles fornuftigt, at der hos Force Technology arbejdes på at oprette et videncenter, hvor man kan tilbyde kvalificeret hjælp til partikelanalyser og være med til at udarbejde nogle gode analyserutiner.

Bent L. Hansen, Danalytic ApS
Distributør for TSI Inc. siden 1990

Jesper Schramm
Torsdag d. 24/5-12 kl. 10:10

DTU Mekanik måler jævnligt emissioner fra køretøjer på vores rullefelt i laboratoiet. Målinger af partikelantal og størrelsesfordelinger er vanskelige at foretage og kræver større investeringer. I dén forbindelse har vi haft stor gavn af FORCE Technology til udførelse af målingerne. Jeg forventer at vi vil kunne samarbejde med Jer om mange lignende ting i fremtiden.

Jesper Schramm
Associate Professor
DTU Mekanik

Anders Hedetoft
Fredag d. 25/5-12 kl. 11:16

Igennem den seneste årrække har vi oplevet en støt stigende bevågenhed på miljøet og på vores muligheder for at nedbringe forurening inden for bl.a. transportsektoren.

Som advokat med speciale inden for bl.a. transport- og søret oplever jeg på tæt hold de initiativer til bekæmpelse af partikeludledning, som EU indtil nu har søsat. Og én ting er sikkert: tendensen er en endnu skrappere regulering.

Grundige forskningsresultater er i den forbindelse essentielle for at sikre korrekt og effektiv lovgivning inden for dette komplekse felt.

Med sit projektforslag om dokumentation og reduktion af nano- og mikropartikler har FORCE Technology således muligheden for at indsamle og udvikle vigtig viden, der kan danne grundlag for primært EU-kommissionens, men også den danske regerings – fortsatte lovgivningsarbejde.

Jeg kan kun give mine anbefalinger til et sådant projekt, der kan være med til at præge den fremtidige lovregulering af netop dette område.

Anders Hedetoft
Advokat
DELACOUR DANIA Advokatpartnerselskab

mbilde
Fredag d. 25/5-12 kl. 15:05

Luftbårne nano- og mikropartikler påvirker luftkvalitet og klima. I både laboratorie og feltforsøg er det afgørende at kunne udføre præcise målinger af sådanne partiklers størrelse og egenskaber. Det er derfor vigtigt at opbygge nationale test og kalibreringsfaciliteter inden for luftbårne nano- og mikro partikler som foreslået af Force Technology. Kemisk Institut, Københavns Universitet har haft et godt samarbejde med Force Technology. Vi bakker op om deres tiltag for at opbygge nationale test og kalibreringsfaciliteter inden for luftbårne nano- og mikro partikler.

Med venlig hilsen
Merete Bilde (Professor)og Ole John Nielsen (Professor), Kemisk Institut, Københavns Universitet

JensPeterHansen
Tirsdag d. 29/5-12 kl. 15:24

Fra 2015 skal skibe der sejler i Østersøen, Nordsøen og den Engelske Kanal reducere deres svovl- og partikeludledning markant. Alfa Laval har udviklet en såkaldt scrubber til dette formål. Måling og karakterisering af sodpartikler før og efter denne skrubber er meget vigtige for at klarlægge problemets omfang, og for at optimere scrubberens design og effektivitet.

nkr2512
Onsdag d. 30/5-12 kl. 14:15

Scan Global logistics er en 3PL (third party logistics provider)

Vi leverer transport og logistik løsninger til den skandinaviske industri, og oplever et stigende kundekrav til måling og rapportering af alle former for udslip i forbindelse med Transport. Kravet kommer fordi flere og flere af vores større kunder har et ønske om at nedbringe deres virksomheds miljø belastning, og ønsker dermed også at få dokumentation for hvad deres transport og logistik belaster miljøet med.

Dette krav forsøger vi at imødekomme med de gennemsnitsberegninger der idag er tilgængelige for de forskellige transportformer, men konstaterer også at langt de fleste af vores leverandører, som omfatter rederier, vognmænd og airlines, har problemer med at rapportere et helt konkret veldokumenteret tal, per transport eller rejse.

Alt hvad vi idag har adgang til bygger på gennemsnitstal og benchmarks.

Transport industrien savner generelt en metode til at kunne rapportere veldokumenterede og præcise tal for hvad hver transport udleder af partikler.

Omar Frits Eriksson
Torsdag d. 31/5-12 kl. 13:05

Der er vedvarende fokus på emissioner fra den maritime transportsektor, og der er, som bekendt for de fleste, gang i en del initiativer på området.
En forbedring af dansk måleteknisk viden og kompetence på dette område må være af det gode, herunder også opbygningen af nationale test- og kalibreringsfacilitetter.

Gurli Mogensen
Fredag d. 8/6-12 kl. 13:37

Forskellige former for katalysatorer anvendes til rensning af røggasser og industrielle luftemissioner for skadelige forbindelser. Disse katalysatorteknologier kan suppleres med filtre til fjernelse af sundhedsskadelige partikler. Nye rensningsmetoder, hvor katalysatorer og filtre kombineres i en samlet teknologi, udvikles løbende. Denne form for gasrensning har anvendelse i kraftværkssektoren og i industrielle produktioner (eksempelvis stål, cement, glas, farmaceutiske produkter).
Inden for transportsektoren (biler, tog, skibe) foregår der ligeledes en stadig udvikling af katalysatorer og filtre til rensning af udstødningen.
Fælles for disse teknologier er, at der er behov for målemetoder, der hurtigt og nøjagtigt kan måle partikelemissionerne, og for karakterisering af partikelstørrelser og sammensætning.
Udbygning af kompetencer og serviceydelser inden for partikel-måleområdet vil have betydning for den fortsatte udvikling af kombinerede katalysator- og filterteknologier.

Jesper Aagesen
Torsdag d. 7/6-12 kl. 13:43

Lloyd's Register finder som klassifikationsselskab det omtalte projekt ganske interessant, navnlig set i lyset af de skærpede krav til emissioner fra skibe, som er under indfasning i disse år. Lloyd's Register har deltaget i en række projekter med det formål at reducere skibes brændstofforbrug og emissioner, bl.a. det såkaldte ECA Retrofit Technology Project under Green Ship of the Future partnerskabet, hvori FORCE Technology også har en meget aktiv rolle. Derudover har Lloyd's Register en række andre igangværende projekter og studier med henblik på reduktion af emissioner og inden for alternative brændstoffer.