Energiens rolle i samfunnet


Energi brukes til mange ting som oppvarming og avkjøling, produksjon av varer og tjenester, transport av varer og mennesker, elektronikk, og lys. Utfordringene er blant annet å forstå konsekvensene av forskjellige måter å bruke energi på og å minimalisere miljøfotavtrykket. Dette krever en god forståelse av større og komplekse systemer, og hvor forskningen skal bidra med metoder og verktøy. Gjennom en slik god forståelse får vi et kunnskapsgrunnlag til å påvirke og styre atferd relatert til energibruk; i bomiljøer, transport, vare- og tjenesteforbruk. Vi får også et kunnskapsgrunnlag for en best mulig håndtering av et økende folketall, økt urbanisering, utvikling av transportsystemer, organisering av varekjeder og tjenesteyting, og videreutvikling av industri. Teknologisk utvikling, blant annet ved å utvikle og anvende muliggjørende teknologier og digitalisering innen energiområdet, vil være svært viktig i utviklingen av bærekraftige samfunn. Vi må også forstå vår rolle og betydning i en internasjonal sammenheng - hvor vår kunnskap, teknologi og våre naturressurser skal være bidrag.

Prosessindustri Prosessindustri

Energikilder og energiomdanning


Norge har som nasjon en helt unik situasjon med hensyn til energikilder, og disse har vært helt avgjørende for samfunnsutviklingen. Vannkraft muliggjorde en industrialisering av landet med fornybar energi, og det er per i dag betydelig industriell aktivitet som er avhengig av den norske vannkraften. Vannkraften representer en stor og vedvarende evne til å produsere elektrisitet med en helt unik fleksibilitet. Petroleumsressursene ble oppdaget og tatt i bruk fra ca. 1970, og har hatt en formidabel betydning for utviklingen av det norske samfunnet. Det økonomiske bidraget fra petroleumsvirksomheten har hatt og har fortsatt en stor nasjonaløkonomisk betydning. Det gjenværende ressursgrunnlaget for petroleum er fortsatt stort, anslagsvis like stort som produksjonen frem til nå. Det er et dilemma at dagens forbruk og spådd økning fremover av olje og naturgass, ikke er forenlig med Paris-avtalen med en begrensning av klimaendringer til 1.5-2 °C. Biomasse, hovedsakelig trevirke, er en annen betydelig nasjonal energiressurs. Potensialet for bioenergi er stort i Norge, men vi har utnyttet dette potensialet i liten grad. Vind som energiressurs til vindkraftproduksjon er stor i Norge – på land og i enda større grad i våre havområder. Vind som ressurs er i liten grad tatt i bruk. Havbølger og tidevannsstrømmer er også en potensielt stor ressurs for elektrisitetsproduksjon, men er nesten ikke utnyttet.

En videre utnyttelse av våre energiressurser vil være en veldig viktig del av NTNUs strategi. Utviklingen av teknologier og kostnader vil være styrende i stor grad. I tillegg vil miljøhensyn komme til å få en stadig større betydning for utnyttelsen av energiressursene. Utslipp av klimagasser fra petroleumsvirksomheten og fra den senere bruk av petroleumsproduktene, er en av de større globale utfordringer vi står overfor. Det er også andre og ulike miljøutfordringer knyttet til alle typer energikilder, som det vil være helt avgjørende å adressere i forskningen. NTNU kan bidra gjennom kunnskap og teknologiutvikling knyttet til avkarbonisering, både ved produksjon av hydrogen og CO2-fangst og -lagring.

NTNU vil forske på mange ulike teknologier og komponenter for omdanning mellom energiformer eller teknologier for lagring av energi.  Dette kan være komponenter som turbiner, pumper, varmevekslere, varmepumper, kjeler, etc. Forskningen på utvikling og videreutvikling av komponenter vil være fokusert på energieffektivitet, tilgjengelighet og kostnad. Forskningen vil baseres på grunnleggende kunnskap primært innen fluidmekanikk, faststoffmekanikk, termodynamikk, materialer og reguleringsteknikk.

Bioenergi Bioenergi
Matproduksjon Matproduksjon

Energieffektivitet


Energieffektivitet er delvis knyttet til energiteknologiene i seg selv, men avhenger også mye av de systemene hvor ulike energibærere og energiteknologier anvendes. Forskningen vil her dreie seg om hvordan energiteknologier anvendes, og hvordan energiteknologier integreres for å oppnå et lavt forbruk av energi og et minst mulig miljøfotavtrykk. Eksempler på slike systemer er bygninger og bebygde områder, produksjonsanlegg inkludert prosessindustri, matproduksjon og –distribusjon, vannforsyning, kjøretøy og fartøyer. Slike systemer benytter energi i en eller flere former som innsatsfaktor. Forskningen vil av natur være tverrfaglig for slike systemer, hvor energieffektivt er et av flere mål med systemene. Integrasjon og optimalisering på ulike nivåer vil være viktig.

Infrastruktur for energi


Den nasjonale infrastrukturen for energisystemer er veldig omfattende og utgjør meget store økonomiske verdier. Infrastrukturen er: elektrisitetsnett, dammer og vannreservoarer, vannveier og –tunneler, produksjonsanlegg for olje og naturgass, olje- og gassterminaler, rørledninger for transport av naturgass og olje, flerfase brønnstrøm, systemer for transport av naturgass som LNG, distribusjon av brensler som LPG, LNG, bensin, diesel, biodrivstoff og hydrogen, og bioenergikjeder. Forskningen på infrastruktur vil omfatte sikkerhet og tilgjengelighet, kostnadseffektivitet og miljøhensyn.

 

Solenergi Solenergi