27. august 2015

”Vi løser udfordringer – også gerne for industrien”

- Interview med professor Susan Stipp fra Nano-Science Center, Kemisk Institut på SCIENCE- Det Natur- og Biovidenskabelige Fakultet ved Københavns Universitet, skrevet af Katherina Killander, SCIENCE Kommunikation.

Professor Susan Stipp

Vores fokus er grundforskning, fordi der er meget vi kan lære af naturen, og vi anvender gerne vores nye viden til at løse udfordringer for samfundet.

Vi oplever rigtig meget interesse fra virksomheder i ind- og udland. Det første, vi altid spørger virksomhederne er: ”Hvad er jeres største udfordringer?” 

Når vi har identificeret deres problem, sætter vi os ned med dem for at finde ud af, hvordan vi kan arbejde sammen i et fælles forskningsprojekt, der tilgodeser begge parters behov.Det vil sige et projekt, hvor vi udvikler nye løsninger til virksomheden samtidig med, at vi skaber banebrydende grundforskning.

Det er "win-win", fordi industrien får nye vigtige svar, der giver dem konkurrencefordele, og vi for vores vedkommende kan publicere resultaterne i internationale, videnskabelige tidskrifter.  

Vores speciale er vekselvirkningerne mellem fast stof og væske i naturen. Vi arbejder med samfundsudfordringer som rent drikkevand, rensning af forurenet jord og grundvand, lagring af CO2, hvordan organismer laver biomineraler som ben og skaller, og hvordan man kan øge produktionen i oliereservoirer.

Mere olie fra Nordsøen med nanoteknologi


Et af vores projekter er P3 (P cubed) – støttet af Mærsk Olie og Gas samt Innovationsfonden. På nuværende tidspunkt er olieindustrien kun i stand til at hente ca. 30 procent af den olie, som findes i et oliereservoir som fx den danske sektor af Nordsøen. Resten forbliver i reservoiret. Det skyldes, at det meste – ca. 60-80 procent - er utilgængeligt med nuværende produktionsteknologier.

Men Danmark er de næste 20 år afhængig af olie som energikilde, og skat fra olieindustrien bidrager væsentligt til at finansiere det danske velfærdssystem. Hvis vi ikke producerer olie fra den danske sektor i Nordsøen, mister vi derfor arbejdspladser, går glip af skattekroner og vi bliver afhængige af andre landes olie.

Den danske olieindustri er derfor meget interesseret i, hvordan man kan få mere olie ud af eksisterende oliefelter i fx Nordsøen. Det giver bare mere mening at producere olie fra et eksisterende oliefelt, hvor man allerede har infrastrukturen på plads, platforme, bor osv. – fremfor at undersøge helt nye områder.

 Hvis man i stedet skal til Arktis eller Mellemøsten for at hente olie, er der tale om en hel anden investering, andre lovgivninger og vilkår, og højere risiko for miljøet. Så i den forstand giver det rigtig god mening - både for industrien og for Danmark - at få noget mere olie ud af Nordsøen mens vi kan. Så indtil vi fuldt ud kan gå over til vedvarende energikilder, vil vi gerne hjælpe olieindustrien med at få så meget ud af vores eksisterende reserver som muligt - vel at mærke på en måde, der er miljøvenlig.

Fra mineby til storby


I den forstand trækker projektet tråde tilbage til min tid i mineindustrien i det nordlige Canada, hvor jeg så, hvor meget mine- og olieproduktion kunne ødelægge naturen. Jeg satte mig for at finde en måde at gøre det på, der skåner naturen og samtidig skaffer samfundet råmaterialer på en ansvarlig måde.

Det førte til, at jeg som den første i verden begyndte på et helt nyt forskningsfelt, nemlig overflade-analyse af naturmaterialer og deres reaktioner med væske og gas.  Vi analyserer naturmaterialer som kalk, jord, mineraler, vand, olie, ilt og CO2 på molekyleniveau.  

Efter at have studeret på University of Waterloo i Canada, Stanford i Californien og Det Tekniske Universitet i Lausanne, Schweiz, kom jeg til Københavns Universitet i 1995 og begyndte at opbygge en forskningsgruppe inden for dette felt. I dag er vi omkring 60, hvor alle – undtagen jeg - er betalt af eksterne midler fra industri, EU bevillinger og forskningsfonde.

Hvad angår P3-projektet, arbejder vi sammen med Mærsk Olie for at udvikle en metode til at forudsige, hvordan flydende stoffer opfører sig inde i porerne i kalksten, fx deres flowegenskaber - altså gennemstrømningskraft.

Det gør vi ved hjælp af CT-scanning på nanometer-niveau. Man tror måske at sten er massive og uigennemtrængelige, men det er de ikke. Sten, som fx kalk, er fyldt med bittesmå hulrum eller porer, op til 40 eller 50 procent, hvor rigtig meget olie, vand, CO2 eller en hvilken som helst anden væske kan sætte sig.

 Så hvordan bevæger væsken sig gennem stenens porer? Det er vigtigt at vide, hvis man vil have fat i den resterende olie, som findes i kalkreservoirer, og som vi ikke kan nå med dagens teknologi.  Med den nye viden vi søger, kan vi vurdere, om det kan betale sig at gå efter olie i nogle af de marginelle oliefelter og derefter beregne, hvor meget tryk og vand man skal bruge for at hente den.

Ideen er at give virksomheden den viden, der skal til, så de selv kan vurdere, hvor meget olie der findes i reservoiret, og om det økonomisk kan betale sig.  I 70´erne og 80´erne satte Mærsk Olie en del olieformationer i Nordsøen til side, fordi de dengang ikke var økonomisk rentable eller for svære at producere fra. Med vores nye metode vil Mærsk Olie potentielt set få adgang til en masse olie, som tidligere var opgivet.

Så projektet handler bl.a. om at lave tredimensionelle billeder af disse små kalkpartikler som oliefelterne består af med CT-scanning i nanoskala.  Ud fra disse scanninger kan vi også hjælpe olieindustrien med at beregne hvor og hvordan olien sidder fast i kalken.

Et andet mål er at bruge denne viden til at udvikle nye måder til at få olien ud, det man kalder for "enhanced oil recovery", dvs. øget olieudvindning.  Projektets resultater kan derudover også bruges til andre ting, for eksempel at rense forurenet jord og grundvand. Det handler et af vores nyeste projekter i øvrigt om.

Opskriften på flere samarbejder mellem forskere og virksomheder


Vi er meget glade for, at vores grundforskning kommer til gavn for industrien og dermed også til samfundet. Men der er forskere, som ikke kan se fordelene i at skabe løsninger for industrien, og det synes jeg er ærgerligt. Forskere har ret til selv at vælge deres forskningsprojekter og det er fint, men det er en skam, hvis de går glip af muligheder, fordi de ikke ved, hvordan man skaber kontakt med virksomhederne. Det er virkelig sjovt at løse praktiske problemer med helt ny grundforskningsviden.  Og studerende elsker at arbejde på noget ”man kan bruge til noget".

Hvis man vil samarbejde med industrien, er det vigtigt at lytte til, hvad de siger. Man kan ikke henvende sig og sige: "Vi har denne idé til et forskningsprojekt - vil I betale?"  I stedet er det bedre at sige: "Vi er stærke inden for disse områder, og vi vil gerne hjælpe jer. Hvad er jeres største udfordringer?" Det kan f. eks. være Mærsk Olie som siger: ”Vi efterlader en stor del af olien i undergrunden, fordi vi ikke er i stand til at producere det." Når vi som forskere ved det, kan vi tilrettelægge et projektsamarbejde som kan løse virksomhedens problem gennem grundforskning. Og det, synes vi, er sjovt.