Fakultet for ingeniørvitenskap og teknologi ved NTNU (NTNU IVT) har, i samarbeid med ulike deler av norsk næringsliv og forvaltning, utarbeidet et utkast til forskningsstrategi (fagplan) framover mot 2020. Denne fagplanen vil være nært knyttet til studieprogrammene våre.  NTNU IVT utdanner ca. 40 prosent av landets sivilingeniører og vi vil videreutvikle studieprogrammene med grunnlag i forskningen som skal utføres.  Dette er del tre i en pågående bloggserie om den kommende forskningsstrategien, og omhandler energiens verdikjede.

Rekordhøye søkertall til petroleum
Søkertallene til sivilingeniørutdanningen har hatt en meget gledelig vekst i 2012 på 21,8 prosent i antall totalsøkere og 23,6 prosent i antall primærsøkere (studieprogrammet på 1. prioritet). Totalt har antall søkere innenfor master i teknologi/5-årig sivilingeniør ved NTNU økt med 15 prosent fra i fjor. Alle siv.ing.programmene, inklusive energi og miljø har gode søkertall. Ekstra gledelig er den store økningen på kvinnelige primærsøkere til fakultetets 5-årige program, der er det en økning på hele 36,5 prosent fra i fjor. Totalt har antall kvinnelige primærsøkere innenfor master i teknologi/5-årig sivilingeniør ved NTNU økt med 22,4 prosent. Toppen av kransekaken i årets søkerstatistikk er interessen for petroleumsfag. Der er det en økning på 212,8 prosent i antall primærsøkere, 84,9 prosent i antall totalsøkere og 208,6 prosent i antall kvinnelige primærsøkere fra i fjor. Den store ingeniørmangelen, nye oljefunn i kombinasjon med høykvalitets utdanninger er sannsynlige forklaringer på veksten.

Verdikjede energi
Energi er ikke bare et spørsmål om penger og økonomisk vekst. Energi er et spørsmål om livet til de menneskene som bor på jorden. Tilgang på energi er kritisk for å kunne dekke grunnleggende menneskelige behov som mat, klær, hus, arbeid, transport, helse og rekreasjon; kort sagt alt det vi trenger for å kunne leve et godt liv. Vi vet nå at vi må redusere utslipp av klimagasser og miljøbelastning til et minimum i løpet av dette århundret for å handtere klima- og miljøproblemer. Det er som følge av dette et enormt behov for nye løsninger som samfunnet kan ta i bruk og som er bærekraftige i et langsiktig perspektiv.

Den overordnede utfordringen er å sikre tilstrekkelig tilgang på renere energi for å imøtekomme det økende energibehovet og samtidig redusere utslipp av klimagasser. All bruk av energi har som nevnt direkte eller indirekte som formål å dekke grunnleggende menneskelige behov. Ved å betrakte energiflyten fra kilde til sluttbruker gjennom energikjeden kan noen hovedutfordringer identifiseres:

• Framskaffe renere energi (vannkraft, vindkraft og bioenergi)
• Utvinne energien effektivt
• Effektivt energibruk
• Redusere miljøbelastning
• Redusere klimapåvirkning
• Håndtering av storulykkepotensial

En næring for framtida
Olje- og gassvirksomheten er Norges største næring, og bringer enorme verdier til vår velferd. Hydrokarboner vil globalt sett utgjøre den største kilden til energi i mange tiår framover. Stortingsmelding nr. 28 (2010-2011) har tittelen «En næring for framtida - om petroleumsvirksomheten”. NTNU IVT vil bidra til utvikling av nye metoder og ny teknologi for å “finne mer olje og gass og øke utvinningsgraden i kjente forekomster”. Og vi skal bidra til å gjøre utvinningen så miljøvennlig som mulig gjennom teknologi som sikrer minst mulig miljøpåvirkning, i så vel letefase som utvinningsfase. Vi må også ha i minnet at de største utslippene kommer når vi forbrenner olje og gass. Karbonfangst og deponering er et satsningsområde og målet er å kraftig redusere utslippene.

Håndtering av klimapåvirkninger og storulykker
Nye energikilder vil bidra til å øke energitilgangen, samtidig som en mer effektiv energibruk vil gi bedre utnyttelse av den til enhver tid tilgjengelige energien. Slik kan energi gjøres tilgjengelig for andre nyttige formål. Så vel leting og utvinning som produksjon, distribusjon og sluttbruk av energi påvirker miljøet, mens klimapåvirkninger primært forårsakes av produksjon og bruk. Disse påvirkningene må forstås bedre for derved å holde dem på et akseptabelt nivå. Det vil alltid være en risiko for en storulykke forbundet med storskala energiproduksjon (Alexander Kielland 1980, Tsjernobyl 1986, Sajano Sjusjenkaja 2009, Fukushima 2011). Håndtering av potensialet for en større ulykke er en utfordring både for energiselskapene og for samfunnet.

Vannkraft
Vannkraft er en av de viktigste fornybare energikildene fordi den utnyttes til å produsere livsviktig elektrisk kraft. Nye anvendelsesområder, samt bruk av nye materialer og produksjonsmetoder, gjør at turbinene endrer form. Vannkraft er igjen blitt svært aktuelt i Norge fordi vannkraft kan balansere andre variable energikilder (eks. vindkraft). Balansekraft innebærer aktiv bruk av vannkraften til å balansere mer eller mindre uregulert kraft.

Naturgass
Liksom vannkraft vil naturgass kunne spille en viktig rolle i Europas framtidige energisystem. Naturgassområdet handteres av Gassteknisk Senter NTNU-SINTEF og er knyttet til teknologier og metoder for separasjon av komponenter og/eller faser, blandeprosesser for å oppnå ønsket sammensetning av komponenter, kompresjon og ekspansjon, avkjøling og oppvarming, energimessig konvertering, konvertering til flytende energibærere, og som råstoff for industri som bringer fram verdifulle produkter.

Omgivelsesvarme
Omgivelsesvarme er en utømmelig energikilde som vi kan utnytte ved hjelp av varmepumper. De henter opp gratis omgivelsesvarme og hever temperaturen slik at den kan utnyttes til oppvarming i bygninger.

Et tidsskille
Effektiv energibruk er relevant langs hele energikjeden fra kilde til sluttbruk, i både bygninger og industri.  Dagens bygninger står foran et tidsskille, fra å være store energibrukere (ca. 40 prosent av all energibruk i EU og Norge) til å bli energiproduserende, selvforsynte og til og med energieksporterende og uten utslipp (Zero Emmission Buildings – ZEB). I et globalt og europeisk perspektiv kommer ca. 40 prosent av alle klimagassutslipp i dag fra bygninger. Denne utviklingen stiller en rekke nye krav. Redusert bruk av primærenergi og energieffektivisering er nødvendig for å nå nasjonale og internasjonale mål for reduserte karbonutslipp. Målene kan ikke nåes bare ved hjelp av nybygg, men en omfattende satsning på rehabilitering av eksisterende bygninger er nødvendig.

(Dette blogginnlegget er utarbeidet i samarbeid med professor Jon Kleppe, Institutt for petroleumsteknologi og anvendt geofysikk  og professor Arne Bredesen, Institutt for energi og prosessteknikk begge NTNU IVT)