Tio miljöteknikprojekt som kan förbättra världen

Forskningsrådet Formas har nyligen gett ut en katalog som samlar 160 miljöteknikprojekt. Extrakt har valt ut tio som fångat vårt öga extra mycket.

Ovanför hittar du en bildserie där vi kort beskriver vad projekten handlar om. För de som vill gräva djupare hittar ni mer ingående beskrivningar av de tio projekten utifrån forskarna själva nedan.

Hela miljöteknikkatalogen hittar du här >>

1. Resursflöden i kretslopp

En stor utmaning för städer är hur man ska förbättra effektiviteten i resursanvändningen och hanteringen av restprodukter. Ett kretslopp av bioresurser inom avfalls och avloppshantering har stor potential, men kunskapen om dessa system är fortfarande begränsad till småskaliga pilot- och demonstrationsprojekt.

Projektet ska identifiera hinder för att skapa kretslopp för bioavfall och avlopp och rekommendera åtgärder för att övervinna hindren. Ett planeringsverktyg ska utvecklas under senare delen av projektet, i samarbete med kollegor vid Chalmers, SLU, Eawag i Schweiz och eventuellt Maseno University i Kenya.

Ökad resurseffektivitet och återvinningsprocesser inom urbana områden kräver förändringar när det gäller hur brukare är involverade, hur tekniken utvecklas och hur organisationer hanteras. Därför måste forskningen ta hänsyn till hela sociotekniska system. Forskarna använder fallstudier av existerande kretsloppssystem för att identifiera drivkrafter och hinder för mer kretsloppsanpassade system. Dessa fall kommer att jämföras med internationella trender för att kunna ge rekommendationer och vägledning för dem som vill skala upp kretsloppslösningar.

2. Fluglarver uppfödda på organiskt avfall blir råvara i foderproduktion

Projektet utvecklar fluglarvskompostering för behandling av organiskt avfall och producerar ett proteinrikt djurfoder samt ett koncentrerat organiskt gödselmedel av restprodukten. Det är en del av EU-programmet EcoInnovera och  är ett samarbete mellan SLU och två schweiziska organisationer, dels forskningsinstitutet Eawag, dels livsmedelsföretaget Pacovis.

I det första behandlingssteget bryts avfallet ner samtidigt som fluglarverna bygger upp biomassa. Ett ton avfall kan omvandlas till cirka 400 kg kompost samt mellan 100 och 150 kg larver. Per kilogram torrsubstans innehåller larverna 40 procent råprotein och 30 procent fett.

Det gör dem utmärkta  som råvara i foderproduktion, där de ersätter fisk- och sojaproteiner. Detta hanteringssystem erbjuder en ny värdekedja för avfallshanteringen genom att man kan producera ett säkert fodermedel utan att passera fältet.

Det gör att resultaten kan bli viktiga i ett hållbart samhälle.  Vid avslutat projekt kommer  en pilotanläggning för att behandla organiskt hushållsavfall att vara utvecklad för behandling av 2–3 ton avfall per dag. Det motsvarar avfallet från ett samhälle med cirka 10 000 innevånare. Projektets huvudsakliga frågeställningar, förutom processteknikutvecklingen, är hanteringen av flugor, ägg och larver samtidigt som den hygieniska kvaliteten för systemet upprätthålls.

3. Miljövänliga mjukgörare från förnybar råvara

Efterfrågan är stor på miljövänliga och prisvärda mjukgörare för bland annat PVC . Att använda oljor från växter bidrar till utvecklingen mot en bioekonomi . Epoxiderad  sojabönsolja har i tidigare projekt visat sig fungera som mjukgörare i PVC och forskarna ville därför undersöka om även andra växtoljor, till exempel linolja, rapsolja, solrosolja och tistelolja, kan fungera som råvara till nya miljövänliga mjukgörare för att ersätta de omdiskuterade ftalaterna. Även råvara från skog, tallolja och lignin, har undersökts.

Växtoljor består av triglycerider som har modifierats kemiskt för att de ska bli blandbara med PVC och fungera som mjukgörare i flexibla produkter som golvmattor. Därefter har mjukgörarna blandats med PVC och provmaterial har tillverkats. Materialens mekaniska egenskaper och hållbarhet har testats. Viktiga egenskaper är flexibilitet, att mjukgörarna stannar kvar i materialet och inte migrerar ut, samt att proverna inte missfärgas vid tillverkning eller åldring. Flera av oljorna fungerade bra som mjukgörare.

De största fördelarna var att oljorna inte migrerade vid exponering för hög temperatur och att proverna behöll sina mekaniska egenskaper. Den största nackdelen var missfärgning av oljorna vilket gav lite gulaktiva prover. Man behöver titta på stabilisatorer som motverkar missfärgande nedbrytning av PVC samt rena mjukgörarna bättre. Biologisk råvara är inte lika ”ren” och kontrollerad som oljebaserad från ett modernt raffinaderi.

4. Nya sätt att odla jordarna

En av de största utmaningarna i jordbruket i dag är att producera tillräckligt med livsmedel till en växande befolkning. Eftersom arealen åkermark är begränsad och ytterligare uppodling av naturliga ekosystem medför allvarliga miljökonsekvenser, måste växtproduktionen ökas på befintlig åkermark med mindre insats av gödsel- och bekämpningsmedel genom att jorden utnyttjas på ett effektivare sätt.

Forskarna tror att skördarna på alla jordar kan ökas med 10–25 procent och att miljöbelastningen dessutom kan minskas . Växternas rottillväxt och förmågan att utnyttja vatten- och näringsupptag ska främjas dels genom förbättring av alvens  struktur, dels genom djupare placering av mineralgödsel.

För att skapa en mer rotvänlig markstruktur under matjorden ska marken djupluckras samtidigt som organiskt material brukas ner i alven. Mineralgödsel  ska placeras djupare i matjorden (10, 15 och 20 cm), anpassat efter olika grödors rotutveckling. Kolfilter för att binda fosfor och rester av bekämpningsmedel som finns i dräneringsvatten placeras i diken för att minska belastningen på sjöar och vattendrag. Fältförsök gjorda 2014 visade att djupare placering av mineralgödsel ökade skörden upp till 19 procent.

5. Jordtvätt och återvinning av koppar och krom

Det finns mer än 80 000 potentiellt förorenade områden i Sverige och metaller är ett stort problem på ungefär hälften av platserna. Deponering är den vanligaste saneringsmetoden, men är inte hållbar på sikt bland annat därför att  de värdefulla metaller som finns i de deponerade massorna inte återvinns. Projektet syftar till att i labbskala utveckla en metodik för att sanera mark som är förorenad med metaller på ett miljömässigt och hållbart sätt och samtidigt återvinna värdefulla ämnen.

Grunden i processen är att tvätta ur intressanta metallföreningar med hjälp av olika lakvätskor, företrädesvis avfallssyror, och återvinna metallerna från lakvätskorna. Det har visat sig att koppar effektivt kan lakas ut från förorenade jordar, medan krom är svårare. Det går att utvinna koppar av hög renhet (>99,9 procent) från laklösningarna.

De kvarvarande jordresterna innehåller lägre halter av potentiellt giftiga metaller efter tvättprocessen och kan i vissa fall hanteras på deponier för icke-farligt avfall. Metoden har stor potential och om den ges tillfälle att testas i större skala kan det resultera i den första hållbara saneringsmetoden för metallförorenade områden, där hittills outnyttjade resurser används.

6. Mindre växthusgaser från industriellt byggande

En rapport från Kungliga Ingenjörsvetenskapsakademien (IVA) och Sveriges Byggindustrier (2014) indikerar att växthusgasutsläppen från byggprocessen är i samma storleksordning som utsläppen från alla personbilar Sverige. Det behövs nya planerings- och projekteringsmetoder för byggprojekt för att kunna utvärdera och minska den inbyggda energin och utsläppen av växthusgaser från tillverkning av komponenter, material och transporter i byggandets leveranskedjor.

Projektet ska ta fram nya analys- och simuleringsverktyg för att kunna kvantifiera  och jämföra olika designalternativ i form av växthusgasutsläpp. Angreppssättet är att beräkna energianvändning och klimatpåverkan från så kallade EPD (EU:s miljöproduktdeklarationer) på varor och material, kompletterat med den energi- och miljöpåverkan som sker på grund av planerade transporter och montage på byggplatsen.

Forskarna samarbetar med några  bygg- och entreprenadföretag som utvecklar industriella byggplattformar för hus och anläggningsbyggande, där dessa metoder kommer att användas för att utvärdera och utveckla designen för att minimera miljöpåverkan.

7. Förverkligandet av den biobaserade ekonomin

Projektet studerar betydelsen av pilot- och demonstrationsanläggningar för utvecklingen av avancerade bioraffinaderier. För det första ska projektet öka förståelsen för samhällsnyttan av dessa anläggningar, bland annat att reducera de tekniska, institutionella och marknadsrelaterade osäkerheter som hindrar en storskalig kommersialisering av tekniken, men också att ge positiva spridningseffekter av den kunskap som genereras.  Forskarna vill också öka kunskapen om hur de institutionella arrangemangen som kringgärdar  anläggningarna, till exempel den offentliga finansieringen, kan utformas mer effektivt.

Viktiga metoder för projektet är fallstudier av betydelsefulla pilot- och demonstrationsanläggningar i Sverige, till exempel etanolpiloten i Örnsköldsvik, samt BioDMEpiloten i Piteå. Dessa kompletteras med motsvarande satsningar i andra länder. Andra delar av projektet bygger på sekundärdata, bland annat patentansökningar.

Projektet kommer att förbättra möjligheterna  att utforma och stödja teknikutvecklingsarbetet vid pilotanläggningarna på ett effektivt sätt. Kunskapen är viktig dels för de aktörer som deltar i teknikutvecklingsprocessen, dels för dem som utformar innovationspolitiken, till exempel finansieringsstöd.

8. Organiska föroreningar i dagvatten

Dagvatten innehåller organiska föroreningar i halter som ofta överstiger miljökvalitetsnormer. Rening av dagvatten anses därför vara av stor betydelse om man ska uppnå de satta målen för god vattenkvalitet. Projektet fokuserar på avskiljning av organiska föroreningar med hjälp av retentionsdammar och filter med adsorberande media.

Material lämpliga att använda i adsorptionsfilter testas och jämförs med avseende på föroreningsupptagningsförmågan, i både bägarförsök och genom att låta förorenat dagvatten passera genom filterbäddar i pilotskala. Avskiljningsförmågan i dammar studeras i fält genom att mäta inkommande och utgående vattenhalter och -volymer, samt föroreningsinnehållet i stillastående matriser (biofilm och sediment). Hittills har försöken visat att flera billiga restprodukter, som plastfibrer, bark och sågspån, med fördel kan användas för att fånga upp organiska föroreningar i dagvatten, men att andra typer av material, exempelvis mineral, behövs för att rena bort metaller.

Målet är att forskningen ska bidra till effektivare metoder för behandling av dagvatten, vilket kan leda till friskare vattendrag. Resultaten är av intresse för aktörer som är ansvariga för dagvattenkvalitet, till exempel markägare, kommuner, transport- och miljömyndigheter. Studierna sker i samarbete mellan forskare på Chalmers och University of British Columbia (Vancouver) samt utvecklare av filter och tekniska konsulter i både Sverige och Kanada.

9. Ny metod för metanomvandling i deponier

Uppåt 10 procent av alla metanutsläpp globalt kommer från deponier. Metan är 23 gånger mer effektiv på att fånga värme än koldioxid. Det gör att även små mängder metan bidrar till den globala uppvärmningen. Det är viktigt att hitta metoder för att minska metanutsläpp från deponierna. Bakterien n-damo är tämligen nyupptäckt och högintressant eftersom den kan oxidera metan till koldioxid i syrefri miljö. Bakterien använder sig av nitrat eller nitrit i stället för syre.

Syftet med projektet var att undersöka möjligheten att använda n-damobakterier för att minska metangasutsläppen från deponin Albäck i Trelleborg. Olika molekylärbiologiska verktyg för att beskriva mikroorganismerna har använts, som PCR, kloning och DNAsekvensering. Resultatet visar att levande n-damobakterier verkligen förekommer i deponin. Om det finns n-damobakterier kan de också oxidera metan till koldioxid i syrefri miljö.

Det finns nu stor potential  att lösa gåtan om hur man på ett enkelt och billigt sätt kan behandla deponier för att minska utsläppet av metangas. Genom att förstå n-damobakterierna kan åtgärder kanske också vidtas för att lindra metanläckage och göra mätningar som visar storleksordningen av metanläckage från metanrika marker, som mossar, myrmarker och smältande tundra. I projektet har forskare från Lunds universitet inom Vattenresursplanering och avfallsteknik arbetat tillsammans med mikrobiologer. Arbetet har gjorts i nära samarbete med avfallsbranschen, och speciellt SYSAV, Sydskånes Avfallsaktiebolag i Malmö.

10. Styrmedel för energieffektiv renovering

De flesta hus i det europeiska byggnadsbeståndet är i dag mer än 40 år gamla. Men det saknas ofta både tekniska riktlinjer och ekonomiska incitament som möjliggör renoveringar för mer energieffektivt och hälsosamt boende. Forskarna i det här EU-projektet Eracobuild har studerat erfarenheter och riktlinjer för renoveringar i Danmark, Finland, Rumänien, Sverige och Schweiz. Fokus har varit på mer energieffektivt boende. Resultaten visar

1) att energieffektiva renoveringsåtgärder är kostnadseffektiva,

2) att det är mer kostnadseffektivt att investera i kombinationer av flertalet åtgärder för energieffektivisering än att investera i en åtgärd i taget,

3) att renoveringens kostnadseffektivitet beror på byggnadstypen, och

4) att högteknologiska och mer komplexa renoveringar blir allt vanligare. Anledningen till att mer komplexa renoveringar genomförs, trots att de kräver mer planering och samordning, är att de ofta ger upphov till även andra förbättringar. Samtliga länder i studien har erfarenheter av styrmedel på nationell nivå för energieffektiva renoveringar. Aktörer i dessa länder visar intresse för tuffare nationella byggkrav och lokala initiativ, samt på behovet av nya finansieringsmodeller.

av Beatrice Rindevall

Vad tycker du? Kommentera :

Extrakts kommentarsfält är modererat. Vi förbehåller oss rätten att radera eller beskära poster som till exempel innehåller reklam, personangrepp, rasistiskt eller sexistisk innehåll, alternativt länkar till sidor där sådant innehåll förekommer.