Studietur til Lund 2015


FEM besøgte den 26. maj Øresundsregionens kommende kraftcenter i Lund for materialeforskning og studier af molekylære strukturer. Her kan man læse artikel om stedet og se billeder fra turen. 

Verdens første klimaneutrale forskningscenter skyder op i Lund

Neutron-anlægget ESS, der er på den danske finanslov, skal bedrive forskning på højt niveau med lavt energiforbrug… dækket 100 procent af vedvarende energi.

Af Jesper Tornbjerg, ESS/MAX IV, Nyhedsbladet Dansk Energi

Svensk-dansk viden om energieffektivitet kommer til sin ret ved opførelsen af et af Nordeuropas største videnskabelige anlæg. Om nogle år, når byggeriet er færdigt, vil 'dobbeltanlægget' European Spallation Source (ESS) og MAX IV kunne betale tilbage med nyttig viden om, hvordan fx brændselsceller, solceller og batterier til lige med medicin, byggematerialer og meget andet kan blive bedre.

Lige nu tager MAX IV, der ved hjælp af røntgenstråling kan give forskere og erhvervsliv ny viden om materialer (og meget andet), form. Bygningen er ved at blive fyldt op med udstyr, og MAX IV-synkrotronen med dens 14 røntgen-strålelinjer går i drift fra næste sommer. Dermed kan der komme gang i røntgen-fotograferingen af stort set alt.

Oppe på taget af den runde bygning, der er én meter længere end Colosseum i Rom, kan man se domkirke- og universitetsbyen Lund og - i det fjerne - Øresundsbron og den danske hovedstad.

På en åben mark lige ved siden af begynder man at kunne ane konturerne af 'storebror', ESS, der i stedet for røntgenstråler skal benytte neutroner til at lokke nye erkendelser ud af, hvad mennesket end måtte føle sig nysgerrig overfor. ESS's softwarecenter ligger i København, og de to lokaliteter bliver forbundet med et dedikeret fibernet.

Svensk-dansk partnerskab

De to anlæg i Skåne har et samlet budget på i omegnen af 15 mia. kr., så der bliver tale om Nordeuropas måske vigtigste forskningsanlæg. De fleste af pengene går til opførelsen af ESS, der finansieres af kontante bidrag fra Sverige, Danmark og Norge plus udstyr fra 14 andre lande. 

- Ambitionen er at opføre et bæredygtigt, CO2-neutralt forskningscenter, fortæller Thomas Parker, der er chef for ESS' energidivision.

På pladsen knokler flere hundrede ansatte med gravkøer på larvefødder og tunge kraner med jord, jernrør og cement for at sikre optimale forhold for en karavane af internationale forskere, når de i 2023 kan begynde at lave 'big science'-eksperimenter på det 630 meter lange anlæg (hvoraf de 500 meter vil være under jorden).

Når man skal undersøge noget meget småt, skal man åbenbart have et enormt anlæg!

Det meste af ESS vil blive BREEAM-certificeret ud fra en række krav om bæredygtighed, men nok så vigtigt: Bygningen må maksimalt sætte sig to millimeter af hensyn til den fremtidige forskning. Neutroner er meget små, og der skal ikke megen skævhed til at forstyrre de billeder, der kommer ud af forsøgene.

Facebook, Apple, Google og ESS

ESS er et europæisk projekt, og aktieselskabet ESS AB har p.t. 42 forskellige nationaliteter blandt 350 ansatte. Ligesom Luleå i Nordsverige har 'vundet' et datacenter for Facebook og Viborg sikret sig et fra Apple med argumenter om vedvarende energi og forsyningssikkerhed, så har bæredygtighed - herunder energiforhold - også spillet ind for placeringen af ESS i en svensk-dansk sammenhæng.

Da de første analyser for ESS blev lavet i 2002 regnede man med, at energiforbruget ville blive på over 600 GWh om året. Altså en gigantisk ny elkunde for det sydsvenske elsystem. Efter en grundig gennemgang og masser af nytænkning er målet nu at nå ned på under 270 GWh.

- Det ser ud til at lykkes, konstaterer Thomas Parker og peger på energieffektiviseringer bl.a. i den centrale neutron-generator og salg af overskudsvarme til energiselskabet Kraftringen, der leverer fjernvarme til Lund-Eslöv-Lomma, som nogle af de vigtigste virkemidler.

'Videnskab genererer varme', som Thomas Parker udtrykker det, og ESS forventer at producere, hvad der svarer til en fjerdedel af fjernvarmeselskabets behov. Altså varme til 10.000 boliger. Da en del af varmen fra ESS opstår i måneder med minimalt fjernvarmeforbrug i de skånske huse, er der overvejelser i gang bl.a. om at udnytte spildvarmen til fiskeopdræt, gartnerier og opvarmning af jord (open air farming).

Et elforbrug på 270 GWh er fortsat ganske meget, men ESS regner med at købe hele molevitten som vedvarende energi (VE).

- Vores kolleger rundt om i verden er imponeret over, at vi vil være forsynet med 100 procent VE, men det er faktisk ret let at købe grøn el takket være det frie elmarked. Det tager ét minut, siger Thomas Parker… vel vidende, at det nok tager lidt længere tid, hvis man vil have den rigtige pris på den rigtige kontrakt på det svensk-norske marked for VE-certifikater.

Thomas Parker nævner, at Google til en finsk placering af et datacenter har købt vindenergi på en langsigtet kontrakt for at sikre sig stabile priser over tid. En model med prissikring kan være fristende også for en videnskabelig institution som ESS, for hvis elprisen pludselig stiger med 30 procent, kan 'løsningen' være at fyre folk eller skære ned på antallet af operationstimer.

Røntgenstråler i 2016

ESS begynder først at skyde de første neutroner af sted i slutningen af dette årti, men det videnskabelige brug af MAX IV's røntgenstråler ligger lige rundt om det næste årsskifte. Officiel indvielse er der den 21. juni 2016.

Mens videnskabelig direktør Jesper Andersen fra MAX IV viser rundt på gange og i it-spækkede kældre fortæller han, at også dette anlæg er energioptimeret bl.a. takket være ny smart magnetteknologi udviklet i Lund af professor Mikael Ericsson i samarbejde bl.a. med Danfysik.

- Der findes ca. 50 synkrotron-anlæg i verden. MAX IV sætter en ny standard. Vi har mere og bedre lys end de 'gammeldags' synkrotroner - og kan formentlig levere det bedste røntgen-lys i verden, siger Jesper Andersen med klædelig reference til en ældre reklame for Carlsberg.       

Mange universiteter har allerede sikret sig adgang til de foreløbig 14 'beamlines', MAX IV bliver udstyret med i første omgang. DTU, Aarhus Universitet, Region Hovedstaden, Region Midt og flere andre danske partnere har dannet konsortiet DanMAX for at kunne udnytte faciliteterne.

Gode billeder i nanoskopet

Og det er kun fantasien, der sætter grænser for, hvad røntgenstrålerne kan bruges til at undersøge, fastslår Jesper Andersen og nævner nogle mulige teknologier, der formentlig kan forbedres via mere viden om brugte eller nye materialer: Magneter, batterier, dioder, solceller etc.

CINEMA er et konkret projekt, der er i gang og har deltagelse af bl.a. DTU, Haldor Topsøe, LM Windpower og MAX IV. Ideen er at tage 3D-billeder af emner, mens de forarbejdes. Dermed kan forskerne se detaljer i høj opløsning og give præcise, kvantitative bestemmelser af fordelinger af fx revner og porer. Når MAX IV går i drift, får forskerne og virksomhederne endnu bedre billeder af, hvad der foregår.

- Nogle har kaldt MAX IV for et mikroskop, men det er snarere et nanoskop, siger Jesper Andersen og oplyser, at apparaturet også kan bruges til forskning i levende organismer og dermed give viden fx om knogler, muskler, nyrer og hjerner.

Læs mere på www.esss.se og www.maxiv.se 

Fakta om spallation

Spallation, (eng., afledn. af spall 'brække af i flager, afskalle'), kernefysisk proces, hvorunder atomkerner sønderdeles ved sammenstød med energirige kosmiske stråler. Processen er afgørende for dannelse af visse lette kerner i det interstellare rum; se også grundstof (grundstofdannelse).

Kunstigt fremkaldt spallation, der sker ved at beskyde et kildemateriale med højenergetiske protoner, er en vigtig kilde til neutroner; se også neutronspallationskilde.

Kilde: Gyldendal, Den Store Danske

 

 

Lund 03 Mats Lindroos Komp ESS 260515 DSC 6806 3 1024X411 Lund 02 260515 Lund 01 260515 Foto Fagpressen Eu DSC 6828 2 1024X723 Lund 06 260515 DSC 6843 2 1024X352 Lund 07 260515 ESS Claus Stærbo M Fl Komp Paint 260515 2 800X455 Lund 04 Komp 260515 Foto Fagpressen Eu 1024X765 Lund 05 Komp 260515 Foto Fagpressen Eu 554X1024 Lund 10 Komp 260515 Foto Fagpressen Eu 1024X489 Lund 11 Komp 260515 Foto Fagpressen Eu 1024X438 Lund 01 Komp 260515 Foto Fagpressen EuLund 08 Komp 260515 Foto Fagpressen EuLund 09 Komp 260515 Foto Fagpressen Eu