Analyse af regionale og specifikke efteruddannelsesbehov inden for miljø- og energiområdet - Rapport

Transkript

1 Analyse af regionale og specifikke efteruddannelsesbehov inden for miljø- og energiområdet - Rapport Svend Jensen ERA- Erhvervspædagogisk Rådgivning & Analyse januar 2011

2 Indholdsfortegnelse Indledning 3 Metode Udvikling af miljø- og energiteknologi Teknologiudvikling og uddannelsesmæssige forudsigelser Hvad er teknologi Tre dynamikker i den teknologiske udvikling Moderne teknologi som sociale konstruktioner Energisystemernes samspil Uddannelsesmæssige perspektiver og konklusioner Mekanikerområdet Miljøteknologiske temaer Elbiler som personvogne og lastvogne Hybridbiler som personvogne og lastvogne Brændstof og energibærere Uddannelsesmæssige perspektiver og konklusioner Plastindustrien Miljøteknologiske temaer Genanvendelse og bortskaffelse af plast Plast fremstillet af biomasse Konklusion Procesindustrien Miljøteknologiske temaer Bioethanol Methanol Biodiesel Konklusion Energi og forsyning Miljøteknologiske temaer Uddannelsesmæssige perspektiver og konklusioner Industri- og værktøjsteknik Miljøteknologiske temaer Konklusion Elektronik og automatik Miljøteknologiske temaer Solenergi og strømforsyning med brændselsceller Bæredygtig produktion gennem automation Konklusioner Operatørområdet i industrien Miljøteknologiske temaer Konklusioner Afsluttende bemærkninger 29

3 Indledning Denne rapport dokumenterer et mindre analysearbejde vedrørende afdækning af uddannelsesbehov inden for energi- og miljøteknologi med følgende formålsbeskrivelse: Formålet med projektet er, at undersøge regionale og specifikke efteruddannelsesbehov inden for miljø- og energiområdet, som de lokale uddannelsesudvalg har afdækket og indsamlet. Analysearbejdet bygger videre på en større analyse inden for cleantechområdet, som ERA har gennemført for Industriens Uddannelser i Cleantechrapporten (31) fremhæver en række uddannelsesområder, som umiddelbart er relevant i forhold til miljøteknologiske virksomheder. Det er især inden for disse uddannelsesområder, at der er konstateret efteruddannelsesbehov f.eks. på brændselscelleområdet. Med henblik på at få et mere specifikt billede af efteruddannelsesbehovene, og hvordan de kan dækkes, skal denne undersøgelse belyse de lokale uddannelsesudvalgs indsamlede viden om regionale og specifikke efteruddannelsesbehov inden for: Procesindustrien Plastindustrien Industrioperatør Energi og forsyning Industri og værktøjsteknik Mekanikerområdet Automatik og elektronik. Det var oprindeligt planen, at Smede og svejseteknik også skulle have deltaget, men det viste sig umuligt at gennemføre i praksis inden for analysearbejdets tidsramme. Metode Afgrænsningen af de energi- og miljøteknologiske temaer, der skal drøftes med de enkelte udvalg bygger på en analysestrategi, der er udviklet i forbindelse med cleantech-analysen. Tiden med udvalgene var begrænset, og det var nødvendigt med et grundigt forarbejde, sådan at drøftelser med f.eks. udvalget inden for plastindustrien fokuserer på de energi- og miljøteknologiske problemstillinger, der er relevant for plast. Der er derfor opbygget en udvalgsspecifik tematisk ramme for indsamlingen af de regionale og specifikke efteruddannelsesbehov, som udvalgene kan bidrage med. Der er gennemført en workshop med udvalg inden for hvert af følgende 7 områder: Procesindustrien Plastindustrien Industrioperatør Energi og forsyning Industri- og værktøjsteknik Mekanikerområdet Automatik og elektronik. Med workshop menes der i denne sammenhæng et tematisk opbygget og velstruktureret arbejdsmøde, som opsamles og efterfølgende dokumenteres i en rapport. De øvrige metodiske overvejelser stammer fra arbejdet med cleantechanalysen og er beskrevet i cleantechrapporten (31). 3

4 1 Udvikling af miljø- og energiteknologi Der er stor forskel på, hvor meget de enkelte workshops gav af input vedrørende specifikke AMU-uddannelsesbehov. I sagens natur er der en betydelig forskel på omfanget af miljøteknologiske problemstillinger inden for de 7 udvalgsområder, men i alle tilfælde blev de miljøteknologiske temaer drøftet indgående. Flere af deltagerne gav udtryk for, at workshoppen havde kastet et nyt lys over de miljømæssige udfordringer, som overskrider sædvanlige fremgangsmåder i virksomhederne igennem miljøstyring og lignende tiltag. I mange virksomheder er der nogen usikkerhed om, hvordan man skal tackle de udfordringer, som knytter sig til bæredygtighed, fordi der ikke findes standarder og etablerede fremgangsmåder for at blive en bæredygtig virksomhed. Derudover er der stor forskel på kunders og interessenters krav til bæredygtighed inden for de enkelte brancheområder. Inden for mekanikerområdet og energi og forsyning kommer kravene til virksomhederne fra samfundet. For mange mindre og mellemstore industrivirksomheder, som ofte er underleverandører, er krav om bæredygtig produktion noget, der kan sidestilles med andre egenskaber ved produktet. Det er ikke indlysende, at disse virksomheder bliver mere konkurrencedygtige ved at udvikle nye mere bæredygtige produktionsprocesser og produkter, hvis bestræbelsen ender med at produkterne bliver dyrere. Samlet vurderet er der ikke fremkommet input under workshoppene, som kan uddifferentiere særlige regionale uddannelsesbehov. 1.1 Teknologiudvikling og uddannelsesmæssige forudsigelser På alle workshops er problemet med at udvikle uddannelse fremadrettet blevet drøftet. At udvikle erhvervsrettet uddannelse for fremtiden må nødvendigvis bygge på forudsigelser om den teknologiske udvikling, og det er i sagens natur meget kompliceret. Derfor er nogle af cleantechanalysens undersøgelser af teknologiforskningen inddraget dog først og fremmest som et værktøj til at sikre flere synsvinkler på teknologi og teknologiudvikling inden for energi- og miljøområdet. Det er hensigten, at deltagerne på denne måde kan bringe drøftelserne ind i en begrebsramme, der kan bidrage til at systematisere både tekniske og uddannelsesmæssige vurderinger. Det er vigtigt at reducere kompleksiteten i de tekniske og uddannelsesmæssige forudsigelser ved at arbejde ud fra et konsistent begrebsapparat, der samtidig udfordrer gængse forestillinger om teknologi og teknologiudvikling. I de erhvervsrettede uddannelser er der en tendens til at gøre teknologi og teknologiudvikling alene til et fagligt anliggende. Typisk er synsvinklen den, at forskning og udvikling inden for det naturvidenskabelige område skaber nye muligheder for opfindelse af nye produkter f.eks. solceller. Solceller er halvledere, og derfor hører disse under elektronikområdet fagligt set, hvilket man uddannelsesmæssigt må tage højde for. 4

5 Forudsigelse af en udvikling inden for f.eks. elektronikområdet bygger i denne forståelse på naturvidenskabelig forskning og en teknisk-faglig indsigt, der omsættes i nogle forestillinger om, hvordan et givet produkt kan blive til virkelighed. Ud fra vurderinger af denne karakter kan man så sige noget om hvilke uddannelsesbehov, der vil opstå i fremtiden, og hvad det betyder for uddannelserne. Som de sidste 30 års forskning i teknologi og teknologiudvikling har vist, er denne teknologideterministiske tilgang for snæver. Også inden for energiog miljøområdet er der mange forudsigelser, der er blevet dementeret af virkeligheden i denne periode. Drøftelserne i workshoppen må derfor bygge på et mere tidssvarende begreb om teknologi, som udspringer af de senere års teknologiforskning. 1.2 Hvad er teknologi Teknologiudviklingen inden for de sidste 100 år har påvirket opfattelsen af, hvad teknologi er. Tidligere tiders snævre syn på teknik og teknologi er ikke brugbare i dag. På workshoppene er nedenstående bredt anerkendte definition af teknologi anvendt: Teknologi er kombinationer af materielle genstande, proceduremæssige forskrifter og visioner, som tæt sammenvævet med menneskers arbejde og sociale aktiviteter udtrykker og ordner menneskers liv i det moderne samfund. (1) Der er tale om en bred definition, som dog forudsætter tilstedeværelsen af materielle genstande, for at man kan tale om teknologi. Den brede definition er nødvendig for at kunne beskrive moderne teknologi. Det er tydeligt, at den brede teknologiforståelse har sat nye rammer for ingeniøruddannelserne i de senere år. Det er imidlertid også nødvendigt at indtænke den i uddannelsesudviklingen i erhvervsuddannelserne og i AMU. Definitionen tager f.eks. højde for, at forretningsforståelse og innovation i dag smelter sammen med teknisk udvikling. Det er ikke sikkert, at den bedste tekniske løsning foretrækkes af forbrugerne. Der er mange forhold, man må indregne under begrebet teknologiudvikling, som i sig selv gør det vanskeligt at forudsige en teknologisk udvikling blot 5-10 år frem. Der er især tre dynamikker, som er afgørende for, hvordan en teknologisk udvikling manifesterer sig i samfundet. 1.3 Tre dynamikker i den teknologiske udvikling En opfindelse eller en forskning bliver udsat for en markedsdynamik, der bl.a. bestemmes af en virksomheds muligheder for at omsætte ideen, opfindelsen eller forskningen til kommerciel anvendelse. Det handler om teknologisk innovation med alt, hvad dette fører med sig herunder udvikling og afsætning på et marked. Der er mange eksempler på, at lovende opfindelser og forskning er strandet i den teknologiske innovation af mange forskellige 5

6 årsager. Manglende lønsomhed er ofte tilfældet, men også kreativ destruktion er almindelig i denne tidlige fase, fordi en konkurrent trækker på andre opfindelser eller anden forskning, der giver en bedre kommerciel anvendelse. Teknologiske systemdynamikker er normalt uden for den enkelt virksomheds kontrol. Hvis man f.eks. udvikler og fremstiller fjernsyn eller computere, så er der bestemte teknologiske systemer, som man nødvendigvis må indordne sig under. Hvis man udvikler og fremstiller produkter, der skal tilsluttes elforsyningen, så er der tilsvarende systemdynamikker, man må tilpasse sig. I den forstand er disse teknologiske systemer autonome. Når begrebet systemdynamik bruges her, så er det for at betone, at disse systemer ikke er statiske. Der er altså også en udvikling, som man må kunne forholde sig til løbende. F.eks. udvikler PCernes styresystemer sig hele tiden. I forbindelse med bæredygtige energiteknologier opstår der teknologiske systemer omkring energibærerne f.eks. methanol og brint. Valget af energibærer er meget afgørende for de energiteknologier, der kan udvikles. Meget store kapitalstærke virksomheder kan vælge at tilsidesætte etablerede teknologiske systemer og selv udvikle nye. Det ser vi f.eks. i forbindelse med Googles nye styresystem Android. Disse systemkampe skaber udvikling og uro, der udfordrer produktudvikling og innovation. Forkerte beslutninger kan true virksomhedens overlevelse. Forskning og opfindelser bliver ind imellem tilsidesat i disse systemdynamikker. På den anden side bidrager de teknologiske systemer til at skabe forudsigelighed og stabilitet og give den teknologiske udvikling en retning, når de er tilstrækkelig etableret. En af vanskelighederne for elbilmarkedet er, at der ikke findes et etableret system for batteriskift og ladning, hvorimod bioethanol og methanol uden videre kan tankes fra et etableret verdensomspændende system. Politisk dynamik spiller en væsentlig rolle i forbindelse med miljøteknologiernes udviklingsbetingelser. Vindenergien har i mange år været understøttet af særligt favorable vilkår fra politisk hold. Andre alternative energikilder har ikke på samme måde været understøttet, hvilket har påvirket og påvirker udviklingsbetingelserne. På den anden side kan reguleringer og regler for f.eks. kulkraft også påvirke markedsbetingelserne for alternativ energi i positiv retning. De føromtalte el-biler er i dag begunstiget med fritagelse for 180% registreringsafgift, hvilket betyder at Danmark er det sted i verden, at elbiler er mest attraktive i sammenligning med traditionelle biler. Formålet med at fremhæve disse tre dynamikker er at etablere et bedre analytisk grundlag for forudsigelser af en teknologisk udvikling på et givet uddannelsesområde. Samtidig viser de tre dynamikker også, at forudsigelser af teknologisk udvikling under visse omstændigheder er temmelig umulig. På næste side ses en model for de tre dynamikker, der er anvendt på workshoppene. 6

7 Analysemodel for vurdering af teknologiudvikling Forskning og opfindelser Markedsdynamik Markedssystemer Virksomheders kommercielle anvendelse af opfindelsen/ forskningen på et marked via Innovation - Nye produkter. - Forskningssamarbejde med vidensinstitutioner. - Nye fremstillingsprocesser. - Udvikling af nye markeder. - Adgang til nye ressourcer (viden, uddannelse, medarbejdere) - Strukturel udvikling af brancher, delbrancher, klynger og værdikæder. Teknologisk systemdynamik Teknologiske systemer F.eks. - forsyningsnet - distributionssystemer for brændstof. - systemer for energibærere og energikonvertering. I nogle tilfælde udvikles og etableres nye teknologiske systemer, som ny forskning og opfindelser kan omsættes i. Dette forudsætter normalt, at meget store virksomheder er involveret. Politisk dynamik Samfundssystemer Offentlig regulering - regler, afgifter m.m. Offentlig subsidiering - regler, tilskud m.m. - regional udvikling gennem vækstcentre, EU-projekter o.l. 7

8 1.3.1 Moderne teknologi som sociale konstruktioner Moderne teknologiudvikling er under stærk indflydelse af sociale kræfter. En af innovationsforskningens fædre økonomen Joseph Schumpeter betonede bl.a. dette, da han for 98 år siden for første gang fremlagde sin teori om sammenhængen mellem innovation og økonomisk udvikling (3). Schumpeter understregede, at opfindelser ikke er innovation. Innovation handler om at skabe nye produkter eller serviceydelser, gøre organisationer mere effektive, opdyrke nye markeder og nye måder at markedsføre på osv. Innovation skabes altså ikke i laboratorier, men i virksomheder. At moderne teknologi i ganske høj grad er sociale konstruktioner er endnu en gang dokumenteret via Apples introduktion af ipad. Den er blevet mødt med begejstring af de mange Apple-entusiaster, og det må antages, at endnu flere virksomheder begynder at skrive og sælge programmer til ipad, sådan som det er tilfældet med iphone. Der er helt sikker foregået en mængde udvikling og forskning i laboratorier, der er betingelsen for ipad og Apples øvrige produkter, men det er der kun få, der reelt interesserer sig for. Produktet er jo sammensat af teknologi fra hele verden. Selvom Apples produkter ikke kunne udvikles uden bagvedliggende forskning, så er der ikke et årsags-virkningsforhold mellem denne forskning og Apples produkter. Eksemplet med Apple kan suppleres med mange andre. Generelt viser teknologiforskningen og teknologihistorien, at den teknologiske determinisme heller ikke i teknologiens barndom var holdbar. Dette betyder, at det principielt er umuligt at forudsige en teknologiudvikling alene på basis af forskning i enkeltstående teknologier og opfindelser, netop fordi teknologi i så høj grad er socialt konstrueret. Schrumpeter lancerede også begrebet kreativ destruktion som et udtryk for, at innovationer ofte ødelægger de fremtidige økonomiske muligheder for et bestående produkt samtidig med, at der lanceres et nyt og bedre produkt. Et eksempel kan f.eks. være PCens indtog i kontorerne, som udover at ændre forståelsen af, hvad kontorarbejde er, også erstattede skrivemaskinerne fuldt ud. De uddannelsesmæssige konsekvenser for erhvervsuddannelserne var mangfoldige herunder, at kontormaskine-mekanikeruddannelsen forsvandt. I dag er den kreative destruktion den mest afgørende trussel for en virksomheds overlevelse på længere sigt. Derfor er innovation så afgørende. Det nytter ikke noget, at man kan fremstille et produkt meget effektivt til en lav pris, hvis en konkurrent har udviklet et produkt, der i højere grad opfylder brugernes behov og præferencer. 8

9 1.4 Energisystemernes samspil Betydningen af energibærerne i forbindelse med energisystemernes samspil var et vigtigt tema på flere workshops især vedrørende udvalgsområderne for procesindustrien, energi og forsyning, mekanikerområdet samt automatik og elektronik. Energisystemers samspil bygger på, at primære energikilder som sol, vind, bølger, biomasse gylle m.m. kan konverteres til energibærere med forskellige egenskaber f.eks. brint, biogas, vekselstrøm osv. Energibæreren kan så på et senere tidspunkt eller på en anden lokalitet konverteres til f.eks. mekanisk energi i et transportmiddel eller varme i et varmeanlæg. Et batteri er også en energibærer. En energibærer er altså en mekanisme eller et stof, som kan opbevare energi med henblik på at kunne benytte energien et andet sted og/eller på et andet tidspunkt. Det er vigtigt at sondre mellem energikilder og energibærere og derigennem opnå en højere grad af systemforståelse for udviklingen af energiteknologier. I den offentlige debat om alternative energiformer ses de enkelte teknologier ofte isoleret. Det er imidlertid en kendsgerning, at det er energiteknologiernes samspil, som for alvor kan løse problemerne vedrørende klimaforandringer. På næste side ses en model, der belyser samspillet. Modellen er udviklet under inspiration fra COWI (30). Formålet med den er at etablere et systematisk overblik over udviklingen i energiteknologierne. En brændselscelle kan f.eks. ikke ses isoleret ligesom landvindinger i udviklingen af disse heller ikke kan det. Der findes mange forskellige typer af brændselsceller, og det er naturligvis afgørende om de tænkes anvendt i stationære anlæg eller i transportmidler og hvilken energibærer, der tænkes anvendt. De besøgte virksomheder i cleantechanalysen ser i høj grad produktets/teknologiens fortrin og anvendelsesmuligheder i lyset af andre energiteknologier. De fastlægger på denne baggrund de markedsmæssige muligheder for at opnå indtjening og vækst. I de følgende skal modellen uddybes uden dog at gå for meget i detaljer. 9

10 Model for energiteknologiers samspil Primære energikilder som alternativ til olie og kul - Biologiske materialer f.eks. landbrugsafgrøder, træ, biologiske restprodukter. - Affald f.eks. gylle, slam, husholdningsaffald - Naturgas - Sol, vind og bølger Konvertering fra primær energikilder til energibærere i transportmidler - Biologiske materialer f.eks. landbrugsafgrøder og biologiske restprodukter konverteres til bioethanol i bioethanolanlæg ved hjælp af enzymer. - Biodiesel fremstillet ved en reaktion mellem alkohol og olier/fedtstoffer af vegetabilsk eller animalsk oprindelse. - Brint fremstille ved katalyse. - Methanol fremstillet ved forgasning af biomasse eller fremstillet af naturgas. - Jævnstrøm til batteriopladning via konventionel ladestation (AC-DC), brændselsceller eller solcelleanlæg. Konvertering fra primær energikilder til energibærere i stationære anlæg eller distributionsnet - Træ konverteres til træpiller, træflis i mekaniske anlæg. - Termisk forgasning eller pyrolyse af biomasse til SynGas eller olie i forgasningsanlæg og flashpyrolyseanlæg. - Afgasning af f.eks. gylle, slam, husholdningsaffald o.l. til biogas i biogasanlæg. - Naturgas er umiddelbart en anvendelig energibærer, men kan konverteres til el og varme via SOFC-brændselsceller - Sol, vind og bølger til varmt vand, varm luft eller el (vekselstrøm) via solenergi/solvarmeanlæg, vindmøller og bølgeenergianlæg Konvertering fra energibærere til mekanisk energi i transportmidler - Drift af transportmidler ved hjælp af forskellige former for forbrændingsmotorer og elmotorer samt hybridløsninger. Konvertering fra energibærere til drift af forskellige anlæg og apparater hos slutforbrugere og virksomheder - Drift af varmeanlæg, klimaanlæg, belysning, el-apparater, produktionsanlæg m.m 10

11 I udviklingen af konvertering fra primære energikilder til energibærere i transportmidler er procesindustrien i Danmark stærkt repræsenteret. Bioethanol: Novozymes og Danisco er længst i verden inden for fremstilling af 2. generations bioethanol på basis af planteaffald. Bioethanol kan anvendes i benzinmotorer. Biodiesel: Daka Biodiesel er primært produceret ud fra raffineret animalsk fedt udvundet fra restprodukter fra slagterier og døde dyr fra primærlandbruget. Andre restprodukter i form af brugt friturefedt og andre olier uegnet til fødevareproduktionen vil også kunne indgå i produktionen. Brint: Brint fremstilles ud fra fossile brændsler, biomasse eller anden vedvarende energi. Langt den største andel af brintproduktionen foregår i dag på basis af naturgas. Ved hjælp af strøm fra f.eks. vindmøller kan man fremstille brint ved spaltning af vand i grundbestanddelene brint og ilt gennem elektrolyse. Methanol: Methanol (træsprit) er et interessant medie til energilagring da det kan fremstilles via forskellige processer og energikilder. Industrielt fremstilles methanol af naturgas. Methanol dannes i stofskifteprocesser hos dyr og mennesker, samt ved nedbrydning af biologisk materiale. Methanol virker specielt lovende som brændstof til brændselsceller. Batterier: Batterier oplades af jævnstrøm f.eks. via en konventionel oplader der sluttes til el-nettet. Derudover kan batterier oplades uden konvertere fra solceller og brændselsceller. I udviklingen af konvertering fra primære energikilder til energibærere i stationære anlæg eller distributionsnet arbejdes der på mange forskellige teknologiske løsninger. Træpiller anvendes i stigende grad i store kraftværker som erstatning for kulfyring. Omstillingen af anlægget til pillefyring er forholdsvis enkel. Gas og pyrolyseolie: Biomasse f.eks. halm kan ved opvarmning (termisk) omdannes til gasarter, som i lighed med naturgas kan anvendes i f.eks. motorer til kombineret el- og varmeproduktion. Ved flash-pyrolyse dannes pyrolyseolie, der kan anvendes i kraftværker. Restprodukterne kan anvendes til jordforbedring. Biogas: Biogas består af ca. 2/3 metan (CH4), 1/3 kuldioxid (CO2), lidt svovlbrinte (H2S) samt en smule brint (H2) og dannes ved nedbrydning af dyregødning og andet organisk affald fra industri eller husholdninger, i anaerobe (dvs. iltfrie) tanke, hvor det opvarmes. I reaktoren sker der en biologisk nedbrydningsproces og bakterierne producerer biogas. Biogas kan anvendes til produktion af varme og el. 11

12 Naturgas: Naturgas er en primær energikilde samtidig med at den er en anvendelig energibærer. En bæredygtig anvendelse er naturgas som brændstof til SOFC-brændselsceller. På denne måde er det muligt i fremtiden at erstatte naturgasfyr med brændselsceller, der både producerer varme og el. Varmt vand, varm luft og el: Solvarmeanlæg kan overføre energien til luft og vand, der kan anvendes til opvarmning via faste installationer i bygninger. Solcelleanlæg og vindmøller kan fremstille vekselstrøm til el-nettet. Solcelleanlæg kræver en DC-AC konverter, da anlægget i sig selv leverer jævnstrøm. Under besøget i virksomhederne i forbindelse med cleantech-analysen blev det klart, hvor afgørende det er at tænke i energisystemer og energibærere og ikke blot fokusere på enkeltstående teknologier. Heri ligger der også et vigtigt uddannelsesmæssigt budskab. Især faglærte skal kunne se de systemsammenhængene, som energiteknologierne indgår i. Dette var der også enighed om blandt deltagerne på workshoppene. 1.5 Uddannelsesmæssige perspektiver og konklusioner Efter gennemførelsen af de 7 workshops står de uddannelsesmæssige konklusioner fra cleantech-analysen stadig uantastet. Resultaterne fra workshoppene handler om en uddybning og specifikation af indholdet i de uddannelsesmæssige konklusioner, som naturligt nok udmøntes forskelligt på de uddannelsesområder, der er behandlet i denne analyse. Dette vil blive behandlet i de følgende kapitler i rapporten. De uddannelsesmæssige konklusioner fra cleantech-analysen ses herunder med enkelte afklarende tilføjelser. Der er ingen behov for udvikling af nye uddannelser eller særlige AMU-strukturmodeller med henvisning til faglærtes og ufaglærte operatørers opgaver i de miljøteknologiske virksomheder. Det samme er tilfældet i et fremadrettet perspektiv på størrelsesordenen 5 år. I enkelte tilfælde har virksomheder nævnt, at faglærte i deres uddannelse gerne må opnå et større systemoverblik over energiteknologierne især med henvisning til energibærernes betydning for energi- og miljøteknologierne. De faglige krav til de faglærtes uddannelser er stigende inden for IUs område. De arbejdsopgaver, der udspringer af de tætte partnerskaber mellem den miljøteknologiske virksomhed og dens underleverandører, er typisk meget krævende. Det er ikke standardleverancer og standardydelser, man efterspørger. Hvis det var tilfældet, så ville underleverandøren være at finde uden for DK. Disse opgaver løses imidlertid allerede i dag af dygtige faglærte fra IUs område. Den ud- 12

13 dannelsesmæssige indsats handler derfor om en gradvis udbygning af en styrkeposition, som de nuværende uddannelser repræsenterer. Inden for teknisk service vil der opstå et antageligt mindre behov for faglærte med en usædvanlig faglig spændevidde. Det kan handle om videnskonstellationer, man ikke uden videre har adgang til i dag i Industriens Uddannelser. Det kan f.eks. være en dygtig smed, der har en indgående viden om nogle specifikke procesfaglige og kemiske forhold f.eks. i forgasnings- og pyrolyseanlæg. Det understreges i disse tilfælde, at det ikke handler om at uddanne f.eks. en smed, der kan lidt af det hele. Denne faglige spændevidde kan mest hensigtsmæssigt etableres via efteruddannelse. Det bør overvejes nærmere, om der til de uddannelser, der arbejder med energiteknologierne, skal udvikles et fag, som sigter på at give eleverne en systemforståelse for energiteknologierne og de vigtigste energibærere. Denne systemforståelse for energiteknologierne kan også opnås via efteruddannelse. Det er vigtigt, at udviklingsgrupperne løbende ser uddannelserne i et miljøteknologisk perspektiv med henblik på at udbygge kerneprofilen med miljøteknologiske forgreninger, hvis uddannelsesbehovene findes specifikt inden for den pågældende uddannelses område. Det er vigtigt løbende at medtænke miljøteknologiske perspektiver i udviklingen af IF s og MI s FKB er. Der er imidlertid ikke behov for at udvikle nye FKBer med henblik på det energi- og miljøteknologiske område. Uddannelsesbehovene kan opfyldes via de FKBer, der findes allerede. 13

14 2 Mekanikerområdet Mekanikerområdet omfatter båder person- og lastvogne. I de senere år har uddannelsen været fælles for de to kategorier af køretøjer, men i øjeblikket er der et udviklingsarbejde i gang, som sigter på at etablere to særskilte uddannelser, sådan som det tidligere har været tilfældet. Set ud fra en miljøteknologisk synsvinkel er bestræbelsen velbegrundet. De miljøteknologiske udviklingstiltag manifesterer sig forskelligt inden for lastvogne og personvogne. Dette vil også fremover komme til udtryk i begge mekanikerområders efteruddannelse. 2.1 Miljøteknologiske temaer De miljøteknologiske temaer inden for mekanikerområdet udspringer af den særlige opmærksomhed, der generelt er omkring reduktionen af transportsektorens udledning af miljøbelastende stoffer herunder CO2. Energibærerne vil i fremtiden sætte rammerne for den miljøteknologiske udvikling i transportsektoren. El vil være en afgørende energibærer i fremtiden, men langt fra den eneste. Els bæredygtighed er bestemt af, hvordan man fremstiller el, og hvilke alternative muligheder andre energibærere stiller i udsigt Elbiler som personvogne og lastvogne. Drøftelserne vedrørende elbilernes rolle i fremtidens transportsystemer fyldte meget på workshoppen. Der var udbredt enighed om, at både elpersonbiler og mindre el-lastvogne vil udgøre en del af den bilpark, som mekanikere skal kunne servicere og reparere i fremtiden. Der er allerede udviklet efteruddannelseskurser inden for el-bilområdet, og i den nye mekanikeruddannelse vil der også være undervisningsindhold om elbiler. Selvom alle var enige om, at el-biler vil give anledning til udvikling af flere efteruddannelseskurser for mekanikere i fremtiden, så var der også forskellige vurderinger af omfanget af elbiler i de kommende år set i forhold til biler med forbrændingsmotorer. De enkelte vurderinger bygger på en række tekniske forhold. Den mest afgørende faktor vurderes til at være udviklingen i batteriteknologien herunder den pris, et batteri kan leveres til og hvor lang en levetid, man kan forvente. Problemet med at forudsige udviklingen på el-bilområdet blev også drøftet i forhold til modellen på side 7. Forud for COP15 lovede DONG sammen med Better Place en halv million el-biler om 10 år. Energistyrelsen har i 2010 gennemført en analyse af markedet for el-biler i forbindelse med den løbende fremskrivning af det danske energiforbrug. Man er nået frem til, at elbiler om 10 år er en realistisk vurdering om end i den optimistiske ende. I artikler i fagbladet Inge- 14

15 niøren diskuteres dette jævnligt. Mange mener, at selv et antal på elbiler i 2020 er optimistisk. På workshoppen var der enighed om, at el-bilen vil få en udbredelse på en række nicheområder, f.eks. som varebiler til post- og pakketransport i byerne og som mindre lastvogne til forskellige transportopgaver i byerne. Derudover kan elbiler antageligt blive udbredt som bil nr. 2, hvis priserne på elbiler ikke overskrider biler med forbrændingsmotor markant. Flere bilfabrikanter kan levere el-personbiler i løbet af De særlige uddannelsesmæssige problemstillinger, der rejser sig ved service og reparation på el-biler, handler om en udbygning af den viden om el, som mekanikere har i dag. Udviklingen i styringen af forbrændingsmotoren har betydet, at mekanikere i høj grad arbejder med el og temmelig avanceret elektronik allerede i dag. Reparation og fejlfinding bliver generelt mere enkelt, fordi en elbil er bygget op med langt færre komponenter end en bil med konventionel motor De spændinger, der findes i en almindelig personbil, er maksimalt på volt og udgør derfor normalt ikke nogen risiko. I en el-bil er jævnspændingen væsentlig højere f.eks volt, og det kan udgøre en risiko, som kræver særlige forholdsregler Hybridbiler som personvogne og lastvogne. Forventningen blandt workshopdeltagerne er, at den største reduktion af CO2 i de næste 10 år vil ske gennem optimering af forbrændingsmotorerne og ved en mere udbredt anvendelse af hybridbiler. En hybridbil er en bil, som har mindst to forskellige kilder til at danne fremdrift. Der kan f.eks. være tale om en bil med både en elektrisk motor, der benytter elektricitet fra et batteri, og en forbrændingsmotor, der bruger benzin eller diesel. Begge motorer kan give bilen fremdrift hver for sig eller i nogle tilfælde også i kombination. Der kan også være tale om, at forbrændingsmotoren driver en generator, som leverer strøm til elektromotoren. Forbrændingsmotoren i en hybridbil er normalt mindre og lettere end i en tilsvarende konventionel bil. Dette er tilfældet, når begge motorer kan køre samtidig, hvis der er behov for meget kraft. Forbrændingsmotoren kan da dimensioneres efter bilens gennemsnitlige kraftbehov og ikke efter bilens maksimale kraftbehov. Når bilen bremser kan energien omdannes til elektricitet, som lader batterierne. I konventionelle biler går denne kraft til spilde som varme. Hybridbiler har normalt et lavere brændstofforbrug end tilsvarene konventionelle biler. Dette gælder særligt, når bilen bruges til at køre i byen og ved små køreture. Service og reparation på hybridbiler stiller større krav til mekanikerens uddannelse end service og reparation på konventionelle biler, fordi motorkombinationerne giver et mere komplekst køretøj teknisk set. Det gælder både 15

16 for personvogne og lastvogne/busser. Der findes allerede efteruddannelsesmål i AMU, der er rettet mod hybridbiler, men behovet for efteruddannelse vil stige i de kommende år i takt med, at hybridbiler bliver mere almindelige Brændstof og energibærere. Drøftelserne i workshoppen handlede også om andre scenarier end el-biler. Flydende alternative brændstoffer kan ikke undværes, og her er metanol (træsprit) den mest oplagte. Metanol kan i dag fremstilles lige så billig som benzin og diesel og er derfor det mest oplagte alternative brændstof. Bioethanol er f.eks. ca. tre gange dyrere. En civilingeniør med forskerbaggrund inden for energisystemer fra en af de besøgte virksomheder i cleantechanalysen udtrykte det således. Citat: Der er to energibærer i min verden, der bliver interessante i de kommende år den ene er methanol, og den anden er naturgas. Vi har tre gange så meget naturgas som olie i verden. Jeg kunne selvfølge godt tænke mig en fuldstændig grøn fremtid energimæssigt set, men det kommer vi ikke til at bestemme. Uanset om vi beslutter os for det ene eller andet, så er naturgas og methanol de afgørende energibærere i fremtiden, fordi de findes i enorme mængder og er billige. Methanol kan fremstilles på mange måder f.eks. ved forgasning af biomasse, hvilket er en meget bæredygtig måde at fremstille methanol på. De samlede miljømæssige påvirkninger er små, og virkningsgraden er også god. Ved at bruge overskudsstrøm fra f.eks. vindmøller til elektrolyse, hvor du spalter vand til ilt og brint, så kan man anvende brinten i fremstilling af methanol og på denne måde omsætte el i en ny energibærer - altså methanol - og så hænger det hele sammen. Alle forudsigelser vedrørende fremtidens person- og lastvogne må tage højde for udviklingen inden for fremstilling af nye energibærere. Bæredygtighed kan ikke opnås blot ved at køre i el-biler. Hvis methanol får den rolle, som citatet henviser til, så vil forbrændingsmotoren sandsynligvis overleve i mange år endnu som motor i hybridbiler. Brændselsceller På længere sigt vil brændselscelleteknologien antageligt vinde indpas som en erstatning for forbrændingsmotoren i hybridbiler. Brændselsceller er en renere og mere effektiv teknologi til fremstilling af elektricitet. Der findes mange typer brændselsceller. Fælles for dem alle er, at de med meget høj effektivitet omsætter brændstoffer direkte til elektricitet. Brændselsceller er meget fleksible og kan laves i alle størrelser fra en lille celle, der kan give strøm til en mobiltelefon over brændselscelleanlæg til biler, parcelhuse og endelig brændselscelleanlæg til kraftværker i megawatt-størrelsen. Fra 1995 til i dag er der internationalt gennemført en satsning på lavtemperatur-pem til fremdrift af biler og busser på adskillige milliarder kr. 16

17 Selvom næsten alle større bilfirmaer i verden har fabrikeret og demonstreret brændselscellebiler, synes det dog ikke at være lykkedes at udvikle en tilfredsstillende teknologi. Bl.a. derfor er man gået i gang med udviklingen af højtemperatur-pem-celler, der består af billigere materialer og er mere tolerant over for urenheder i brinten. Brint fremstilles i dag hovedsagelig ud fra fossile brændsler, og høj-temperatur PEM-cellernes større tolerancer over for især små mængder af kulmonoxid (CO) gør systemerne langt billigere, end hvad tilfældet er for lavtemperatur-pem-celler, der kun tåler relativt få ppm CO i brinten. Forskning og udvikling af højtemperatur-pem-celler og - stakke foregår i Danmark på Kemisk Institut, DTU. Virksomheden SerEnergy i Hobro er i dag en af verdens førende virksomheder inden for methanol-baserede høj-temperatur PEM brændselsceller. SerEnergy skal f.eks. levere brændselsceller til et hybridbil-projekt hos britiske Microcab Industries. I alt lyder ordren til det britiske projekt på 10 højtemperatur PEM-brændselsceller, som hver har en ydeevne på 3 kw. 2.2 Uddannelsesmæssige perspektiver og konklusioner Der er allerede i dag et efteruddannelsesbehov i forbindelse med elbiler og hybridbiler, som aktuelt er ved at blive dækket gennem nyudvikling af AMU-kurser til mekanikere. En bæredygtig kørsel med person- og lastvogne/busser vil i de kommende år trække på flere forskellige energibærere. Anvendelsen af hybridbiler vil blive mere udbredt. Dette stiller større krav til mekanikernes uddannelse/efteruddannelse, fordi hybridbiler er mere komplekse end konventionelle biler. Bæredygtig transport kan ikke opnås blot ved at køre i el-biler. Methanol vil blive en afgørende energibærer i fremtiden, og så vil forbrændingsmotoren sandsynligvis overleve i mange år endnu som motor i hybridbiler. På længere sigt vil brændselsceller kunne erstatte forbrændingsmotorer i hybridbiler. Til den tid vil fremdriften af bilen ske ved en elmotor, der forsynes fra et batteri, som kan oplades både via nettet og via en f.eks. metanoldrevet brændselscelle. På lidt længere sigt, størrelsesordenen 5 år, vil mekanikere få efteruddannelsesbehov inden for brændselsceller. 17

18 3 Plastindustrien Plastmaterialer og plastteknologier er meget afgørende for den miljø- og energiteknologiske udvikling i dag og i fremtiden. Fremstilling af solceller og vindmøllevinger er eksempler på områder, hvor plast er uundværlig. En bæredygtig udvikling i både fly- og bilindustrien vil forudsætte kompositmaterialer (hærdeplast) med henblik på at reducere brændstofforbruget. Et problem for plastindustrien i fremtiden er imidlertid dens afhængighed af olie. En bæredygtig plastindustri skal derfor på længere sigt udvikle nye teknologier, der gør det muligt at blive uafhængig af fossile råstoffer. 3.1 Miljøteknologiske temaer Der var især to temaer, som blev drøftet på workshoppen. Genanvendelse og bortskaffelse af plast Plast fremstillet af biomasse Genanvendelsesområdet var repræsenteret i cleantech-analysen, og konklusionerne vedrørende de to deltagende virksomheder blev bekræftet under workshoppen Genanvendelse og bortskaffelse af plast I flere publikationer er Refiber i de sidste par år fremhævet som en bemærkelsesværdig cleantech-virksomhed. ReFiber ApS har udviklet en patenteret metode til genanvendelse af udtjente glasfiber- og carbonfibermaterialer samt produktionsaffald fra glasfiberindustrien. Metoden består i en pyrolyseproces, hvorved plastdelen forgasses og rene glasfibre ligger tilbage. Glasfibrene forenes til en isoleringsuld med god isoleringsværdi og høj temperaturbestandighed. Gassen afbrændes i en radialgasturbine, og energien afsættes som elektricitet. Ved pyrolyse på carbonfibermaterialer genanvendes carbonfibrene som højstyrkekortfibre, der tilsættes i plastcompounds. Genanvendelse af kompositter, er et udpræget nicheområde. Det kan se voldsomt ud, når man ved, at der kører vindmøllevinger i det danske landskab med en samlet vægt på ca tons. ( 13 tons / Megawatt) Genanvendelsen af disse materialer kan dog klares over 8 år på et enkelt anlæg med kapacitet på tons/år. Et sådant anlæg kræver en arbejdskraft på 3-4 ufaglærte, som skal kunne varetage gængse operatøropgaver. Aage Vestergaard Larsen ApS: Stort set alle i produktionen er ufaglærte, og virksomheden oplever ingen behov for efteruddannelse pt. Produktionspro- 18

19 cesserne er kendt fra plastindustrien og evt. uddannelsesbehov vurderes at kunne varetages af det eksisterende udbud af kurser. Processerne svarer til den øvrige plastindustri, og dette vil også være tilfældet i de kommende år Plast fremstillet af biomasse Biomasse som sukkerroer, majs og halm kan bruges til at fremstille plast. Plast fremstillet af biomasse er en klimavenlig løsning, da biomasse er CO2- neutral i modsætning til olie og gas. Danske forskere er langt fremme med udviklingen af metoder til at omdanne biomasse til alle typer af polymerer, som er plastens kemiske byggesten. Plastindustrien kan spare klimaet for store CO2 udledninger, hvis biomassen bruges til at fremstille basisplast. Basisplast er polyethylen (PE) og polypropylen (PP), som bruges til at fremstille fx vandflasker, legetøj og fødevareemballage. Basisplast udgør ca. halvdelen af verdens forbrug af plast. Derfor skal biomassen bruges til at fremstille plast, der har de samme egenskaber som dem, vi allerede kender. Der er dog stadig et stykke vej til helt at kunne erstatte plast fremstillet af olie og gas med bioplast. Majs og sukkerrør bruges i dag til at fremstille nye biologisk nedbrydelige plasttyper som PLA (PolyLacticAcid) og PHA (Polyhydroxyalkanoate). PLA har begrænsede anvendelsesmuligheder og er forholdsvis dyrt. Det bruges dog allerede af enkelte danske virksomheder til fremstilling af emballage til ferske fødevarer, f.eks. kød og ost, hvor kravet til emballagens holdbarhed er begrænset. PLA bruges også til plastfolier til landbrug og gartneri. Vurderingen er at uddannelsesbehovene vil handle om materialelære, og der vil antageligt også være behov for viden om nye/ændrede processer. 3.2 Konklusion Plast vil i fremtiden indgå i endnu flere miljøteknologiske produkter og plastindustrien vil også udvikle sig i en mere bæredygtig retning i de kommende år. Udviklingen i efteruddannelsesbehovene for operatører og plastmagere, som en direkte følge af en miljøteknologisk udvikling, vil imidlertid være moderat. Udviklingen af nye kurser vil antageligt kunne dækkes af de uddannelsesstrukturer, udviklingen i plastindustrien som helhed giver anledning til. 19

20 4 Procesindustrien I cleantechanalysen blev procesindustrien bevidst underprioriteret ud fra den opfattelse, at de procesindustrielle virksomheder, som spiller en rolle i forbindelse med cleantech f.eks. Novozymes og Danisco, er kendt af IU i forvejen. I løbet af analysen er det også antaget, at procesindustriens uddannelsesbehov ikke ændrer karakter, selvom det, der produceres i procesanlæggene, er vigtige for en bæredygtig udvikling. Procesindustrien er på flere områder en forudsætning for udvikling af bæredygtige miljøteknologier til anvendelse i andre brancher. Et vigtigt miljømæssigt perspektiv inden for kemikalieområdet ligger i de procesindustrielle virksomheder, der arbejder med teknologier og produkter, som helt eller delvist kan erstatte kemiske stoffer. Her har Danmark en række store danske virksomheder, som ved hjælp af bioteknologi kan erstatte kemiske processer med mere miljøvenlige processer f.eks. ved udvikling af nye vaskemidler med enzymer. Et andet perspektiv med en tilsvarende stor miljømæssig betydning er den kemiske industris rolle i udviklingen af nye energibærere baseret på biomasse og vedvarende energikilder. Der er en tilbøjelighed til alene at forbinde kemi, kemikalier og gasser med skadelige stoffer for miljøet. Denne opfattelse giver et forkert billede af den kemiske industris betydning for miljøteknologierne. En nyudviklet brintpille, oprindeligt tænkt som et medium for lagring af brint, men som ind til videre anvendes til rensning af udstødning fra dieselmotorer, er et kemisk produkt, der bygger på blandt andet ammoniak. 4.1 Miljøteknologiske temaer Drøftelserne på workshoppen handlede væsentligst om de kemikalier, der kan spille en vigtig rolle som energibærere i fremtidens CO2 neutrale energisystemer Bioethanol Bioethanol produceres med henblik på at blive brugt som brændstof. Bioethanol fremstilles ved, at sukker fermenteres (forgæres) vha. gær. Det er samme proces, man bruger, når man producerer øl eller vin. Sukkerstofferne, som bruges til produktionen af bioethanol, kommer normalt fra to forskellige kilder. Anvendes letomsættelige sukkerkilder såsom stivelse og sucrose (sukker), betegnes bioethanolen 1. generation bioethanol. Bruges sværtomsættelige sukkerkilder såsom plantecellevægge, betegnes den 2. generation bioethanol. Meget af den bioethanol, der produceres i f.eks. USA eller Brasilien, er 1. generation bioethanol. I USA bruges majs som sukkerkilde, mens Brasilien producerer store mængder bioethanol ved brug af sukkerrør. Den bioetha- 20