Projekter vi har finansieret

I dette forskningsprojekt vil jeg i samarbejde med professor Shoubhik Das fra Antwerpen Universitet udvikle den første metode til at omdanne CO2 til brugbare kemikalier under så milde betingelser at det på sigt kan kommercialiseres. Vi vil bruge såkaldt homogen katalyse til at opgradere CO2 fra at være et miljøskadeligt molekyle til at blive til industrielt værdifulde produkter. Dette kan lade sig gøre, og endda under hidtil usete milde og økonomisk rentable betingelser, fordi vi vil få to typer katalysatorer til at samarbejde. Den ene katalysator vil aktivere CO2 under meget milde betingelser, men kan ikke i sig selv omdanne CO2. Den anden katalysator vil omdanne CO2, men da den ikke selv formår at aktivere CO2 skal man i dag bruge meget barske betingelser for at opnå omdannelsen. Når de to katalysatorer samarbejder får man et system, der kan både aktivere og omdanne CO2 under meget milde betingelser.

I dette projekt undersøger og udvikler vi grøn omstilling i dagtilbud som et spørgsmål om verdensomsorg. Det er en stor udfordring at få den kommende generation til at blive en del af løsningen snarere end en del af problemet i forhold til klima, biodiversitet og forurening, og en endnu større udfordring, at de voksne som skal opdrage børnene i den retning, ikke selv er optimale rollemodeller. Ved at fokusere på uddannelsessystemets yngste i dagtilbud har vi mulighed for at påvirke børnenes grundlæggende indstilling til naturen, da de stadig er i gang med at orientere sig i verden og forstå hvad der er vigtigt at passe på og hvorfor. Samtidig er dagtilbuddet den del af uddannelsessystemet der har den tætteste kontakt til familierne som er vigtige allierede i forhold til at styrke den grønne omstilling. Men småbørn er sårbare overfor klima-angst og håbløshed, så vi skal inddrage dem med forsigtighed i de problemer de forrige generationer har skabt for dem og påtage os ansvaret for at vise at den grønne omstilling kan lykkedes. Det er helt centralt at børnene opdrages til at forstå sig selv som en del af naturen snarere end som forbrugere af den og derfor er kodeordet omsorg. Verdensomsorg. Sammen med pædagoger, forvaltning og forældre vil vi udvikle og undersøge hvordan man kan opdrage til verdensomsorg i dagtilbud og udpege muligheder og udfordringer for en bæredygtig pædagogik i dagligdagens praksis, aktiviteter, projekter, vaner og strukturer.

Den største udfordring for at gennemføre den grønne omstilling er nu energilagring. Modeller af et elnet i 2050 som er CO2 neutralt og kun er baseret på grønne energikilder viser at det mest optimale mix af lagringsteknologier næsten udelukkende vil bestå af batteri- og brintlagringsteknologier. Projektet er relateret til forskning i en radikalt ny hybrid teknologi som kan både producere brint og fungere som et batteri. Dette sker ved hjælp af vandopløselige molekyler som vil være baseret på enten jern, mangan eller titanium som er ekstremt billige grundstoffer og som produceres i så store mængder at de ville kunne udfylde det behov som der er i 2050 (TWh). Det ultimative mål med projektet er at løse nogle af de grundlæggende udfordringer ved teknologien og bane vejen for fremtidig opskalering. Hvis projektet når sine mål, vil det potentielt kunne være en gamechanger for priseffektiv el lagring og brintproduktion.

Grøn omstilling er i vid udstrækning afhængig af massiv udvikling af offshore vindenergi. Det er fortsat nødvendigt at arbejde med at reducere omkostningerne og endnu vigtigere at formindske den miljømæssige påvirkning, som offshore vindenergi har, for at nå de nødvendige produktionsniveauer. De største bidrag til levetidsomkostningen (Levelized Cost of Energy - LCoE) i forhold til produktion kommer fra energiproduktionen, som er bestemt af placeringen af turbinerne, og det elektriske system, dvs. de komponenter der opsamler elektriciteten fra vindturbinerne og transporter den til land. Selvom de i høj grad påvirker hinanden, er paradigmet i dag at designe dem separat, hvilket fører til alt for dyre løsninger. Projektet har som mål at forbinde de to ved at udvikle de nødvendige modeller og metoder for integreret og samtidig optimering af energiproduktion og elektriske systemer. Projektet benytter avancerede optimeringsteknikker og udnytter styrken af kunstig intelligens. Resultatet er omkostningseffektive løsninger og et fordelagtigt skifte i designparadigme.

De nuværende proteinkilder kan ikke på en bæredygtig måde møde behovet for protein i vores kost i fremtiden. Mikroalger har potentialet til at kunne blive en miljømæssig bæredygtig og sund kilde til protein. Ingen anden proteinkilde har et lige så højt indhold af protein pr. kg råvare. Imidlertid har en række udfordringer indtil nu forhindret en udbredt dyrkning af mikroalger i industriel skala i Danmark. Nogle af de vigtigste udfordringer er, at der skal udvikles nye vækstbetingelser for mikroalgerne for at øge væksthastigheden, ligesom udbyttet og biotilgængeligheden af protein og vitaminer skal forbedres. MASSPROVIT vil benytte forædlingsteknikker, som er kendt fra planteverdenen, til at udvikle mikroalgestammer, der vokser hurtigt og kan give et højt udbytte og høj biotilgængelighed af proteiner og vitaminer. MASSPROVIT vil også optimere dyrkningsbetingelserne med henblik på at opnå en optimal sammensætning af mikroalgerne i forhold til deres indhold af essentielle aminosyrer, omega-3 fedtsyrer, vitamin D og K2. Endelig vil MASSPROVIT beregne det miljømæssige fodaftryk, herunder CO2 fodaftrykket, ved den optimerede produktion af mikroalgerne og sammenligne det med CO2 fodaftrykket fra soja- og animalske protein. Disse beregninger kan danne grundlaget for udvikling af en ny sundheds- og miljømæssig mere bæredygtig plantebaseret nordisk diæt.

Drænede organiske lavbundsjorde frigiver store mængder CO2. Når jordene vådlægges opnås en kraftig reduktion af CO2-emissionen på op til 15 tons/ha om året! Problemet er at vådlægning kan give et stort udslip af fosfor (P), der er bundet til jernoxiderne i jorden, hvilket resulterer i eutrofiering af vandmiljøet. De nuværende metoder til beregning af P udvaskning er usikre og fører til fejl i administrationen af lavbundsområder. PhosCarb-projektet griber fat i denne problemstilling ved at kortlægge og kvantificere samtlige processer der bestemmer P dynamikken og frigivelsen i vådlagte lavbundsjorde. Store mængder P er i spil! Op til 500 kg P per hektar kan i løbet af få uger frigives fra jernoxider og enten udvaskes eller omdannes til andre P-former. Vi bruger nye feltmetoder (litterbags, jern stripes) til bestemmelse af mikrobiel jernreduktion og den tilhørende netto P-frigivelse. I laboratoriet undersøger vi omsætningen mellem P puljerne med særlig fokus på mikrobers kobling af P frigivelsen med kulstofomsætning i jorden og deres betydning for genbinding af fosfat i jordeen. I det sidste trin af projektet anvendes felt- og laboratoriedata sammen med hydrologisk kortlægning til modellering af Pudvaskningen og kortlægning hot-spots med høj P udvaskning. Det udviklede kortlægningsværktøj forbedrer udpegning af lavbundsarealer, der kan vådlægges, da P-hot-spot-arealerne kan udpeges præcist, og der kan sættes ind med filterteknologier der kan modvirke P-udvaskningen.

Bølgeenergi kan blive en central del af grøn omstilling og interessant i forbindelse med havvindmøller, idet de to teknologier kan dele infrastruktur. Forskningsprojektet har til formål at optimere det eksisterende bølgeenergianlæg Crestwing med henblik på at forbedre dets hydrodynamiske egenskaber samt produktionsomkostninger, drift og vedligehold. Projektet er et samarbejde mellem DTU, Aarhus Universitet, Harvard, samt virksomheden Crestwing Aps.

Klimarådet og flere interesseorganisationer peger på vådlægning af lavbundsjorde som et effektivt virkemiddel til reduktion af drivhusgasser til opnåelse af regeringens klimamålsætning om 70% reduktion i 2030. Lavbundsjorde er lavtliggende og naturligt våde jorde med et højt organisk indhold. Gennem de sidste 150 år er mange af disse jorde drænet for at øge deres værdi som landbrugsjord. Denne afdræning resulterer dog i en betydelig emission af primært kuldioxid (CO2), som frigives til atmosfæren og bidrager til klimaændringer. Der er et tæt samspil mellem grundvandstanden i lavbundsjorde og deres emission af både kuldioxid og metan (CH4). Samspillet er dog komplekst og varierer i tid og rum, og desuden er effekterne af ekstremsituationer som oversvømmelse og tørke underbelyst. PEACEprojektet vil foretage en detaljeret beskrivelse af den tidslige og rumlige variation i grundvandsstanden i danske lavbundsjorde vha. satellitdata og fysisk-baserede hydrologiske modeller. Desuden vil klimaændringers indvirken på grundvandsstanden i lavbundsjordene samt dennes feedback på drivhusgasemissioner under vådlægning blive undersøgt. Der vil være fokus på hvordan den tidslige dynamik og fremtidige ekstreme klimahændelser påvirker emissioner. Resultaterne vil bidrage til vores forståelse af drivhusgasemissioner under nuværende og fremtidig klima-variabilitet, og vil udgøre et værdifuldt langsigtet input til den dansk vådlægningsstrategi for lavbundsjorde i en Grøn Omstilling.

Dominerende ideer om grøn omstilling er låst fast i et udviklingsparadigme hvor fremskridt og innovation baseres på vækst i produktion og forbrug. Derfor har etablerede videns- og policy institutioner svært ved at forestille sig og udvikle brugbare løsninger på nutidens globale klimaudfordringer. Dette projekt undersøger alternativer der gør op med sådanne etablerede logikker. Projektet undersøger initiativer der udlever bæredygtig innovation på en måde der er radikalt anderledes og som baserer sig på en holistisk forståelse af samspil mellem miljømæssig bæredygtighed og mere participatoriske måder at organisere økonomi og politik. Dette samspil er underbelyst i eksisterende akademisk litteratur. Ved at undersøge hvordan sådanne positive samspil forsøges realiseret i praksis, vil vi skabe ny viden der udfordrer vores etablerede forståelser om grøn omstilling og samtidig stimulerer vores evne til at forestille os og udvikle nye løsninger. Konkret vil dette ske gennem komparative feltstudier i Indien, Syd Afrika og Danmark. Sammenligningen på tværs af traditionelle Nord og Syd skel tager afsæt i kritikken af, at den vestligt funderede vækstbaserede økonomiske model har medvirket til de globale klimaudfordringer. Derfor undersøger vi både vestligt funderede alternativer og alternativer med rod i andre filosofiske syn på relationen mellem menneske og natur.

Udnyttelse af insekter til produktion af foder og fødevarer, er et oplagt supplement til traditionel landbrugsproduktion. Der er et stigende behov for produktion af animalsk protein, med en mindre miljøbelastning, for at imødekomme det stigende pres på Jordens ressourcer fra en voksende befolkning. Insekter er velegnede idet de kræver mindre plads og vand end traditionelle husdyr, og konverterer energi fra diæter til biomasse langt mere effektivt end pattedyr (der bruger en stor del af den akkumulerede energi til varme). Endeligt er insekter, som f.eks. den sorte soldater flues larver (Hermetis illucens) i stand til at udvikle sig på organiske overskuds eller affaldsprodukter af lav kvalitet, hvilket øger denne produktions værdi i et cirkulært økonomi perspektiv. Dette projekt har til formål at bane vejen for en rentabel og bæredygtig stor-skala dyrkning af den sorte soldater fIue, ved at svare på følgende uafklarede spørgsmål: 1) Hvor stort er potentialet for at optimere væksten ved at bruge forskellige diæter og manipulere mikrobiomet (de associerede mikroorganismer, f.eks. i tarmen) i forskellige genetiske stammer af den sorte soldater flue? 2) Hvor stort er potentialet for at reducere udledningen af drivhusgasser ved at bruge forskellige diæter og manipulere mikrobiomet i forskellige genetiske stammer af den sorte soldater flue? 3) Hvilke barrierer findes hos forbrugerne ift. disse nye produkter, og hvilken kommunikation vil mest effektivt nedbryde disse barrierer?