Det grøne skiftet aukar krava til bruk av berekraftige material. På NCE Maritime CleanTech sin materialdag diskuterte industrien og leiande forskarar moglegheiter og utfordringar innan bruk av lettvektsmaterial i havnæringane.
Workshopen innan materialteknologi vart arrangert av NCE Maritime CleanTech i samarbeid med den danske materialklynga Danish Materials Network og NTNU Aluminium Innovation Centre (NAPIC).
Bruk av lettvektsmaterial er eit viktig element i arbeidet for å gjera skipsfarten grønare. Vektreduksjonar gir betre drivstofføkonomi, og aukande krav til låg- og nullutslepp gjer at mange reiarlag ser på moglegheitene for å erstatta stål med ulike lettvektsmateriale.
– Me ser også at aukande internasjonal konkurranse fører til høgare krav til effektivisering. Engineeringstimane må ned og nye produksjonsmetodar må vurderast, seier prosjektleiar i NCE Maritime CleanTech, Tora H. Myklebust.
Kost og miljø
Blant innleggshaldarane på workshopen var Geir Ringen, professor ved NAPIC som er NTNU sitt senter for forsking på aluminium. Senteret ynskjer å bli verdsleiande innan aluminium og utnyttinga av dette materialet.
– Me ser store moglegheiter for auka bruka av aluminium i havnæringane. Ferjene er eit av områda som er spanande, men også innan konstruksjonar som batteripakkar og batteristrukturar er det stort potensiale. Me ser også for oss at det er gode moglegheiter for å bruka aluminium i strukturen til flytande vindparkar i framtida, seier Ringen.
Deltakarane frå industrien peika på at kost er eit viktig element når aluminium skal få ei større rolle i havnæringane.
– Miljøperspektivet blir meir og meir toneangivande for det me gjer, men kostnadene spelar også ei viktig rolle. For oss som leverer produkt til offshoreindustrien, er kost på råmateriale noko som har stor påverknad på overlevingsevna vår, seier Ole Terje Midling, leiar for engineering og prosjekt i Marine Aluminium.
– Lettvektsmateriale krev ofte høgare investeringar, som du så hentar inn gjennom til dømes reduserte drivstoffkostnader når du tar det i bruk. Materialvalet er i stor grad avhengig av kva kunden er villig til å betala for vektbesparingar, seier Professor og instituttleder ved Institutt for maskinteknikk og produksjon ved NTNU, Torgeir Welo.
Ei anna utfordring deltakarane peika på var at klasseregelverket ikkje er tilpassa bruk av lettvektsmateriale.
– Den maritime industrien må forholda seg til eit klasseregelverk som er utvikla for arrangement i stål. Dette kan gjera gjer at aluminium kjem dårleg ut, då vekta blir høgare enn den kunne vore, seier Nils Aadland, samfunnskontakt i Salmon Group.
Store moglegheitar for havnæringane
Workshopen på Stord tok blant anna for seg eigenskapane til ulike lettvektsmaterial, og korleis dei kan nyttast i maritime applikasjonar.
– Det er mange moglegheiter innan aluminium for havnæringane. I forhold til stål er aluminium betydeleg lettare, og me kan designa materialet slik at det får tilsvarande stivleik som stål og framleis har positive vekteigenskapar. Aluminium har også svært gode korrosjonseigenskapar, seier Trond Furu, forskingssjef i Norsk Hydro.
Eit anna viktig aspekt ved aluminium er at det kan resirkulerast, noko som er svært viktig for berekraftig utvikling.
– Med rett kunnskap om prosessering og aluminiumteknologi, kan metallet resirkulerast igjen og igjen utan at kvaliteten vert svekka. Og berre fem prosent av den energien som trengs for å produsere primæraluminium er naudsynt for å smelta om aluminium til nye formål, seier Furu.
Kompositt er eit anna lettvektsmateriale som i aukande grad vert tatt i bruk i havnæringane. Materialet vert nytta i blant anna hurtigbåtar og millitærfartøy.
– Kompositt vert også mykje brukt i offshoreapplikasjonar, særleg innanfor subsea på grunn av kvalitetar som lav vekt, konkurransedyktig pris og lang levetid, seier Einar Hinrichsen, som leiar ei forskingsgruppe innan plast- og komposittmateriale i SINTEF.
Hinrichsen viste også til at kompositt gir ein stiv og sterk struktur, er veldig korrosjonsresistent i dei fleste miljø og at det gir stor designfridom. Det gir også moglegheit for å støypa store delar i eit støyp, noko den nye turistbåten til Brødrene Aa «Future of the Fjords» er eit døme på.
Lettvektsmaterial og livssyklus
På workshopen var det stilt fleire spørsmål om kva moglegheiter ein har innan resirkulering av kompositt.
– Me har endå lite kunnskap om kva det inneber å lage komposittprodukt med tanke på berekraft. Kompostitt kan ikkje resirkulerast til dei same eigenskapane slik ein i prinsipp kan med aluminium, seier Johan Berg Pettersen, førsteamanuensis, program for industriell økologi ved NTNU.
Einar Hinrichsen frå SINTEF fortel at det vert jobba med løysingar.
– Det vert i mange prosjekt, både nasjonalt og internasjonalt, jobba med gjenvinning av komposittmaterial. Det vil seie metodar for å gjera komposittmaterial om til råstoff som inngår i nye produkt i ein sirkulær økonomi-tankegang. Fleire av prosessane det vert jobba med går på å frigjera fiberarmeringa og utnytta den i nye produkt. Om nokre år vil det heilt sikkert finnast langt fleire gjenvinningsløp enn dagens energigjenvinning, seier han.
På SINTEF har dei til dømes jobba med ein kjemisk prosess som bryt ned polyesterlaminat både i fiberfraksjon og molekyl som gir utgangspunkt for å laga ny polyester.
Berg Pettersen peika også på at det er fleire aspekt som må takast med når ein snakkar om aluminium og berekraft.
– Resirkulering av aluminium er i sterk vekst. Ettersom det blir meir og meir aluminium i verda, vil me etter kvart få eit overskot av aluminiumsskrap. Legeringsmetallar har og mykje å sei for utsleppa, for klima og andre miljøpåverknader. Det er viktig å få med seg at aluminium også inneheld andre material og ikkje berre er ein ting, seier han.
Dansk-norsk samarbeid
Den danske materialklynga Danish Materials Network (DNM) var ein av medarrangørane til workshopen. Klynga jobbar for å auka konkurranseevna og lønnsemda til danske industribedrifter gjennom innovativ bruk av material og materialteknologiar. Medlemmane er bedrifter innanfor aluminium-, plast- og stålindustrien.
NCE Maritime CleanTech innleia eit samarbeid med DNM i fjor, og klyngene vart saman tildelt 250.000 kroner frå Innovation Express for å bidra til innovasjonssamarbeid og kunnskapsoverføring.
Aluminiumsspesialist i DMN, Anne Deaon Juhl, ser stort potensiale for samarbeid mellom norske og danske bedrifter.
– Workshopen viste meg at Danmark og Noreg har mange felles problemstillingar, og at me begge treng gode strategiar for meir utstrekt bruk av aluminium i ulike industriar. Eg ser også stort potensiale for samarbeid. Noreg har ein større aluminiumsindustri enn me har i Danmark, men samtidig har me bedrifter i vår klynge som kanskje kan sjå på Noreg sine utfordringar med nye briller, seier ho.
Som ein del av samarbeidet med DNM vil NCE Maritime CleanTech i løpet av hausten arrangera ein studietur til Danmark for klyngebedrifter.