grønne > 8 forskerhistorier 2009

grønne > 8 forskerhistorier 2009 DET FRIE FORSKNINGSRÅD TEKNOLOGI OG PRODUKTION

grønne > 8 forskerhistorier 2009 DET FRIE FORSKNINGSRÅD TEKNOLOGI OG PRODUKTION

INDHOLD 5 6 10 14 20 FORORD HUN FANGER SOLENS ENERGI DEN LIGE VEJ TIL GRØN BENZIN NÅR NATUREN SELV FORURENER BEDRE STYR PÅ ÆTEREN Forord ved FTP s formand, professor Henrik Callesen. Eva Bundgaard designer materialer til en ny type organiske plastsolceller, som både er billigere og mere fleksible end de siliciumsolceller, vi kender i dag. Forskeren vurderer, at den nye type solceller er en af de mest perspektivrige grønne teknologier for fremtiden. De eksisterende metoder til at producere bioethanol af halm og lignende plantemateriale kræver mellemprocesser, der spilder op mod 40 procent af planternes energiindhold. Mikael Bols forsker i kemiske metoder, som kan forvandle halmen og andre billige plantedele direkte til flydende grønt brændstof dvs. uden de energi - krævende mellemtrin. Ole Stig Jacobsen er tæt på at afslutte et ambitiøst forskningsprojekt, som har afdækket, hvordan grundvandet under skove bliver udsat for naturlig forurening. Hans resultater vil være med til at sikre rent grundvand og dermed rent drikkevand. Elisabeth de Carvalho har fået en rigtig god ide i sin forskning. En ide, der ikke bare kan øge hastigheden i mobilnettet, men også give en væsentlig forbedring af kvaliteten i den trådløse kommunikation med store energibesparelser som velkommen sidegevinst. DET FRIE FORSKNINGSRÅD TEKNOLOGI OG PRODUKTION (FTP), FORSKNINGS- OG INNOVATIONSSTYRELSEN. Redaktion: Pia Jørnø, freelance videnskabsjournalist / Grafisk design: ogjensen.dk / Tryk: Herrmann og Fischer. Yderligere eksemplarer kan rekvireres hos Schultz Distribution, tlf. 4363 2300, e-mail: schultz@schultz-grafisk.dk, så længe oplag haves. Oplag: 3.700 / ISSN: 1604-990X.

> DET FRIE FORSKNINGSRÅD TEKNOLOGI OG PRODUKTION, DECEMBER 2009 24 28 32 36 40 MIKROBERNE SPISER GERNE OP PROBLEMKNUSER I VERDENSKLASSE GRÆSRODS- FORSKNING GÅR UNDER JORDEN BRÆNDSELSCELLEN EFTERLIGNER BLODKAR FTP S SAMMENSÆTNING Om få år vil Danmark og de øvrige EU-lande stå med store mængder organisk affald fra produktion af biobrændstof. Heldigvis viser Anders Johansens forskning, at jordens mikroorganismer kan være med til at nyttiggøre rest - produkterne. Simon Spoorendonk går utraditionelle veje, når han udvikler matematiske algoritmer. Hans forskning kan føre til et gennembrud, som vil give stærkt forbedret software til optimering af transportplanlægning. Og som kan udbrede optimeringsprogrammer til mange andre sektorer, også til fx grøn energiplanlægning. Jim Rasmussen udforsker kvælstofs indviklede veje gennem afgrøder og jord. Hans forskning kan både bidrage til mere bæredygtig landbrugsdrift, mindre udvaskning af kvælstof fra landbrugs - jord og reduktion af atmosfærens CO 2 - indhold. Ved hjælp af topologioptimering har Fridolin Okkels fundet en helt ny og uventet struktur for brændselsceller, der er en af fremtidens rene energiteknologier. Med den nye struktur kan brændselscellerne blive op til ti gange mere effektive. Oversigt over FTP s medlemmer samt kontaktpersoner i rådets sekretariat. > Information om Det Frie Forskningsråd I Teknologi og Produktion side 18

> AF HENRIK CALLESEN, FORMAND FOR DET FRIE FORSKNINGSRÅD TEKNOLOGI OG PRODUKTION FORORD Foto: Tore Johannesen Klima, bæredygtighed og grøn forskning! Opmærksomheden har aldrig været større end netop i år, hvor Danmark i december er vært for FN s 15. klimakonference. Store forventninger og håb for verdens fremtid er knyttet til det møde. Det har derfor været oplagt at lade grønne forskningsindsatser være temaet for Det Frie Forskningsråd Teknologi og Produktion (FTP) s 8 forskerhistorier i 2009. Ligesom i de tidligere år er de otte historier valgt blandt de over hundrede forskningsaktiviteter, der årligt støttes af rådet som gode eksempler, både på årets aktiviteter og på de mange forskelligartede opgaver og udfordringer i rådets arbejde. Grøn forskning er slet ikke noget nyt for FTP. Grøn forskning handler for rådet ikke alene om biobrændsel og drikkevand, men blandt andet også om optimering af transport og om energibesparende telekommunikation. Alle sammen er områder, som er forskningsfagligt stærke i Danmark, og som derfor er blevet støttet af FTP gennem mange år takket være gode og støtteværdige projektansøgninger, der har kunnet klare sig i den hårde konkurrence om rådets midler. Rådet har på den måde givet de stærkeste forskere chancen for at gennemføre forskningsprojekter af høj kvalitet og herigennem opbygge de forskningsfelter og værktøjskasser, der skal være til rådighed i det danske forskningslandskab og for at kunne gennemføre fremtidige, større satsninger i ind- og udland til gavn for klimaet og dermed os alle sammen. Endelig vil årets 8 forskerhistorier igen markere den store entusiasme og iderigdom, som den enkelte og talentfulde FTP-forsker udøver i sit daglige arbejde igennem sit karriereforløb. God fornøjelse med læsningen! Henrik Callesen 5

> AF IDA TOLDBOD, VIDENSKABSJOURNALIST HUN FANGER SOLENS ENERGI EVA BUNDGAARD DESIGNER MATERIALER TIL EN NY TYPE ORGANISKE PLASTSOLCELLER, SOM BÅDE ER BILLIGERE OG MERE FLEKSIBLE END DE SILICIUM-SOLCELLER, VI KENDER I DAG. FORSKEREN VURDERER, AT DEN NYE TYPE SOLCELLER ER EN AF DE MEST PERSPEKTIVRIGE GRØNNE TEKNOLOGIER FOR FREMTIDEN. EN SOLCELLE BESTÅR i princippet af en sandwich med et aktivt lag, der ligger mellem to elektroder. I nutidens solceller udgøres det aktive lag af silicium, som er et stift, ufleksibelt og dyrt materiale. I fremtidens solceller kan det aktive lag være lavet af plast et organisk polymermateriale, som kan bøjes, og som kan bringe solcellernes pris ned på mindre end en tiendedel af prisen for en siliciumsolcelle. FREMSTILLER DET AKTIVE MATERIALE På Forskningscenter Risø DTU arbejder Eva Bundgaard på at udvikle og raffinere de nye organiske plastsolceller. Nærmere betegnet går hendes arbejde ud på at syntetisere det materiale, som udgør en del af det aktive lag i den organiske solcelle. Det kan sammenlignes med at bygge perlekæder. Måske vil mobilen eller Ipod en i fremtiden få strøm fra små, ultratynde plastsolceller monteret på bæltet, kasketten eller jakken. Eva Bundgaard her ved nogle af Risøs forsøgssolceller udvikler de plastmaterialer, der kan gøre drømmen til virkelighed. 6

7 FOTO: SISSE JARNER

Hver enkelt perle skal designes, så den fungerer optimalt. Derefter skal perlerne kombineres i lange kæder og i de mest optimale mønstre for at sikre, at de bliver effektive til at transportere elektroner fra solcellens ene elektrode til den anden, forklarer Eva Bundgaard. I kemiens verden svarer hendes design af perlerne til, at hun skal syntetisere en række såkaldte monomere molekyler. Perlekæden opstår, når disse monomere molekyler kædes sammen til lange, såkaldte polymere molekyler i forskellige mønstre. De fremstillede polymerer skal også være opløselige, så det aktive lag kan gøres flydende som maling og trykkes direkte på elektroderne i en særlig trykkemaskine. Det stiller særlige krav til de sidekæder, der sættes på monomer-molekylerne. Det lyder måske ikke så svært men det er det. Det har taget omkring et halvt år at fremstille fem nye polymerer, og vi arbejder fortsat på at videreudvikle disse. Til gengæld ser en af disse polymerer meget lovende ud. Og det er det hele værd, fortæller Eva Bundgaard. LIGHTING AFRICA Der er stadig store hurdler at overvinde, før de organiske solceller kan omsættes til produkter, som kan stå distancen i den virkelige verden, fortæller Eva Bund - gaard. Effektiviteten og stabiliteten af de organiske solceller skal raffineres, og indtil videre taler man om de organiske solceller som noget, der kan anvendes i en niche branche, hvor de kan indgå i batterier til mobiltelefoner eller lignende. Som et eksempel er solcellegruppen på Risø DTU i øjeblikket ved at udvikle en særlig lampe til fattige børn i Afrika. Lighting Africa hedder projektet, og her har gruppen fremstillet en prototype en bøjelig solcelleplade på 20x20 centimeter. Når den er blevet ladet op i solen om dagen, kan den bøjes sammen til en lille lampe, så børn fx kan læse, når solen er gået ned. FRA NICHEPRODUKTION TIL STORDRIFT Der er ingen tvivl om, at der er et meget stort potentiale i de nye solceller. Faktisk mener mange forskere, inklusive Eva Bundgaard, at solceller er en af fremtidens mest lovende vedvarende energiteknologier. I Tyskland har regeringen og en række private virksomheder fx investeret 2,6 milliarder kroner i forskning inden for udvikling af organiske solceller, fortæller Eva Bundgaard og fortsætter: Det er formodentlig ikke kun for at anvende solceller til nicheproduktioner men fordi de nye solceller rummer potentialet til at kunne levere elektricitet til både boliger og industri. Mange arkitekter har allerede set det som en udfordring at integrere solpaneler i huse på spændende måder. I en større institution på Vestsjælland vil man fx etablere et stort solcelleanlæg, som skal levere 50.000 kilowatttimer om året. Dét svarer til strømforbruget i 15 parcelhuse og kan reducere CO 2 -udslippet med 50 tons pr. år. Her er der indtil videre tale om de eksisterende silicium-solceller. Men hvem ved måske er fremtidens bygninger beklædt med en tynd film, som producerer strøm til alt fra kaffemaskine og hårtørrer til computer og tv. 8

Eva Bundgaard, født 1977. Civilingeniør (kemi) fra Danmarks Tekniske Universitet (DTU) i 2003. Ph.d. i 2007 fra Forskningscenter Risø DTU og Roskilde Universitet. Har siden 2007 været ansat som postdoc på Risø DTU. Eva Bundgaard blev for alvor grebet af forskningens grønne aspekt under sit ph.d.-studium, hvor det blev meget åbenlyst, at syntesekemi kunne bruges til noget virkeligt og perspektivrigt. I sin fritid maler Eva Bundgaard oliemalerier både abstrakte og naturalistiske når hun ikke løber eller er optaget af sin datter på halvandet år. For Eva Bundgaard handler det bl.a. om at huske at pleje den del af hjernen, der kommer med ideer. Det kreative arbejde giver nemlig også energi til den videnskabelige kreativitet. Projektets titel Bevilling fra FTP Nye polymermaterialer til organiske solceller 1.631.250 kroner Kontakt Postdoc Eva Bundgaard Risø DTU Forskningscenter Risø Tlf: 4677 5498 evbu@risoe.dtu.dk www.risoe.dk/research/sustainable_energy/solar_energy.aspx 9

> AF MORTEN ANDERSEN, VIDENSKABSJOURNALIST DEN LIGE VEJ TIL GRØN BENZIN DE EKSISTERENDE METODER TIL AT PRODUCERE BIOETHANOL AF HALM OG LIGNENDE PLANTE - MATERIALER KRÆVER MELLEMPROCESSER, DER SPILDER OP MOD 40 PROCENT AF PLANTER- NES ENERGIINDHOLD. MIKAEL BOLS FORSKER I KEMISKE METODER, SOM KAN FORVANDLE HALMEN OG ANDRE BILLIGE PLANTEDELE DIREKTE TIL FLYDENDE GRØNT BRÆNDSTOF DVS. UDEN DE ENERGIKRÆVENDE MELLEMTRIN. OM 5 TIL 10 ÅR. Til den tid kan vi se biler, der kører på en helt ny type grøn benzin fremstillet direkte fra halm og andre plantedele, som ellers bare ville gå til spilde, vurderer kemikeren Mikael Bols. Dét vil være en revolution. En stor del af verdens energiforsyning bygger som bekendt på olie med de problemer, det giver for klimaet. Og det gør en lang række andre industrier også, for eksempel fremstilling af plastic. Tænk hvis vi i stedet kan basere det hele på en råvare, der er fornyelig, særdeles rigelig og tilmed billig! siger Mikael Bols. Den fornyelige, rigelige og billige råvare er nærmere betegnet cellulose. Faktisk består cirka halvdelen af alt plantemateriale på Jorden af cellulose. Der findes allerede processer, som kan forvandle cellulose til brændstoffet bio - ethanol: Først tilsættes enzymer, der er produceret ved hjælp af bioteknologi. Enzymerne nedbryder cellulosen i mindre bestanddele, hvorefter mikroorganismer omsætter de nye byggesten til bioethanol. Men desværre udnytter processerne kun to tredjedele af den energi, som plan- I min forskningsgruppe er vi nye inden for biofuels, men det er der faktisk mange, som er. På grund af klimaproblemet er det her er et område, hvor der er et stort behov for at finde løsninger. Alle må så komme med de kompetencer, de nu engang har, siger Mikael Bols her med råstoffet, halm, som indeholder store mængder cellulose, og den grønne benzin, som i virkeligheden er gul. 10

11 FOTO: SISSE JARNER

terne indeholder i form af kulstof. Den sidste tredjedel afdampes undervejs som drivhusgassen CO 2. Desuden sker der et tab, fordi de mikroorganismer, der skal nedbryde cellulosen, skal bruge kulstof til at vedligeholde deres egen cellevækst. Så alt i alt vil det være meget fordelagtigt, hvis vi kan springe mellemprocesserne over ved at omsætte cellulosen direkte til et flydende brændstof ad kemisk vej, forklarer Mikael Bols. BEDRE END BIOETHANOL Mikael Bols erkender blankt, at selve ideen om direkte omsætning af cellulosen ikke er original. Tværtimod hører den til i kategorien af ideer, der er så oplagte, at hvis de havde været nemme at realisere, ville nogen have gjort det for længst. Det svære består især i, at cellulose er særdeles modstandsdygtig hvis man er nødt til at bruge masser af varme og skrappe kemikalier til at gøre den brugbar, er økonomien og bæredygtigheden gået fløjten. Det er faktisk mange år siden, at cellulose første gang blev omsat til stoffer, der kan bruges som flydende brændstof. Men udbyttet var meget lille, fortæller han. I den nyeste forskning er der imidlertid fundet kemiske metoder, som kan omsætte cirka 70 procent af cellulosens kulstofindhold til brændstof. Dermed er man oppe på en bedre udnyttelsesgrad end ved fremstilling af bioethanol. Hvis vi kan få disse metoder til at være stabile og økonomiske i større skala, er vi klar med noget, der kan udnyttes i praksis. Og hvis vi kan øge udbyttet lidt mere, fx fra 70 til 80 procent, så vil det have enorm betydning, siger Mikael Bols. En yderligere fordel er, at den nye type flydende brændstof minder langt mere om benzin, end bioethanol gør. I modsætning til bioethanol er den fx ikke korrosiv dvs. den bidrager ikke til at danne rust i bilmotorer og andre systemer af metal. IDE KOM FRA ANDEN FORSKNING Mikael Bols speciale er primært sukkerstoffers kemi. Et område, der er yderst relevant i sammenhængen, da cellulose er en sukkerforbindelse. Hele forskningsprojektet tager udgangspunkt i kemikerens og hans kollegers egne opdagelser omkring sukkerstoffers egenskaber. Dét har ledt til en metode til forbehandling af cellulose, så den bliver væsentligt lettere at nedbryde i mindre, reaktionsdygtige bestanddele. Ideen til metoden kommer fra en helt anden sammenhæng. Men det kendetegner jo netop fri, grundlagsskabende forskning, at man ofte kan bruge resultaterne til helt andre formål, end man havde forudset, siger han og fortsætter: Og selvom det nuværende projekt er rettet mod fremtidens biobenzin, er der fortsat tale om grundlagsskabende forskning. Men alt andet lige er det da mere spændende, hvis forskningen kan bruges til noget især når det er til at løse store samfundsproblemer. Det tror jeg faktisk, at alle vi, der arbejder med teknisk-videnskabelig forskning, synes. HVAD SKAL BARNET HEDDE? Mikael Bols er i gang med at etablere et samarbejde med Ford Motor Company, som skal teste stofferne i rigtige motorer. Han samarbejder desuden med den danske virksomhed Haldor Topsøe A/S, der fremstiller katalysatorer dvs. hjælpestof- 12

fer, som øger hastigheden af kemiske reaktioner uden selv at blive en del af slutproduktet. Vi samarbejder også med andre forskere her på Kemisk Institut, som ved noget om, hvad der sker med stofferne, når de slipper op i atmosfæren efter at være brændt i en motor. Det nytter jo ikke noget, at vi løser et klimaproblem, hvis vi samtidig skaber et nyt miljøproblem. En sidste lille udfordring vil måske være at finde et godt navn til det nye produkt. Der findes forskellige kemiske forbindelser, som er kandidater til at blive fremtidens grønne benzin, og som kan fremstilles ud fra cellulose men de har alle be - sværlige navne. For eksempel hedder to lovende kandidater ethoxymethylfurfural og dimethylfuran. Netop fordi der er så mange andre, som skal være involveret, er Mikael Bols nødt til at tage et vist forbehold for tidshorisonten. Men hvis det lykkes os at finde gode tekniske processer, vil det ikke kræve voldsomme investeringer at omsætte det her til virkelighed. De stoffer, vi interesserer os for, kan bruges i almindelige motorer og opbevares i almindelige tanke. Derfor mener jeg faktisk, at tidshorisonten på 5-10 år er realistisk. Mikael Bols, født 1961. 1985 civilingeniør fra Danmarks Tekniske Universitet (DTU). 1988 ph.d. fra DTU Kemi, og i de følgende år ansættelser som postdoc ved Queen s University i Canada, kemiker ved Leo Pharmaceuticals i Ballerup, adjunkt ved DTU, forsker ved Columbia University, USA, og derefter ved Aarhus Universitet. 2005 professor ved Aarhus Universitet. Fra 2007 professor og institutleder, Kemisk Institut, Københavns Universitet. Mikael Bols er desuden videnskabelig redaktør reviewer på en række internationale videnskabelige tidsskrifter. At han bliver bedt om at være reviewer afspejler, at han er en internationalt anerkendt forsker. Jeg lærer meget af mine reviewopgaver det er en rigtig god måde at holde sig opdateret, fortæller han Af fritidsinteresser har han mind games en samlebetegnelse for forskellige slags tanke - sport, hvor skak er favoritdisciplinen. Men desværre tillader tiden ikke, at jeg dyrker det så meget det bliver mest til at spille lidt med børnene. Apropos børn har han tre på 10, 16 og 18 år sammen med hustruen Kari Sørensen, der er dommer. Det ligger jo ret langt fra kemi. Det tror jeg er meget sundt! siger han. Projektets titel Bevilling fra FTP Direct chemical synthesis of biofuels from cellulose 4.950.000 kroner Kontakt Professor, institutleder Mikael Bols Kemisk Institut Det Naturvidenskabelige Fakultet Københavns Universitet Tlf: 3532 0160 bols@kemi.ku.dk www.kiku.dk 13

FOTO: SISSE JARNER 14

> AF IDA TOLDBOD, VIDENSKABSJOURNALIST NÅR NATUREN SELV FORURENER OLE STIG JACOBSEN ER TÆT PÅ AT AFSLUTTE ET AMBITIØST FORSKNINGSPROJEKT, SOM HAR AFDÆKKET, HVORDAN GRUNDVANDET UNDER SKOVE BLIVER UDSAT FOR NATURLIG FORURE- NING. HANS RESULTATER VIL VÆRE MED TIL AT SIKRE RENT GRUNDVAND OG DERMED RENT DRIKKEVAND. PÅ VIBORG VAND A/S undrede man sig over den høje koncentration af kloroform i drikkevandet. Stammede den i virkeligheden fra nedgravede tønder med bedøvelse, som var brugt under Første Verdenskrig, hvor en stor gruppe krigsfanger mange med alvorlige skader var interneret i en lejr tæt på vandværket? Ole Stig Jacobsen, seniorforsker ved GEUS De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland, fik til opgave at opklare problemet. Han fandt ud af, at årsagen slet ikke var udsivning fra gamle kemikalietønder eller anden form for menneskeskabt forurening. Synderen var naturen selv. Vi opdagede, at kloroformen i drikkevandet stammede fra nåletræsplantager i oplandet til vandværket, og at den var et produkt af den omsætning, som foregår i jorden, fortæller GEUS-forskeren. 15 Nogle steder i Danmark overskrider grundvandets kloroformindhold Miljøstyrelsens græn - seværdi, som er på 10 mikrogram pr. liter for naturligt dannet kloroform i drikkevand, fortæller Ole Stig Jacobsen.

Opdagelserne fra sagen i Viborg var startskuddet til et stort FTP-støttet forskningsprojekt, hvor Ole Stig Jacobsen har undersøgt, om naturens egen dannelse af kloroform og lignende stoffer generelt er en trussel for grundvandet og dermed vores drikkevand. Målet har også været at finde ud af, hvad man kan gøre for at undgå denne type forurening. Denne viden er fx central, når man skal vurdere, om der skal rejses skov i et område og hvilke træer der i givet fald skal plantes, siger Ole Stig Jacobsen. JORDSVAMPE LAVER KLOROFORM Ole Stig Jacobsen og hans kolleger er tæt på at afslutte det store forskningsprojekt. Som noget helt nyt har de påvist, at kloroformen dannes af svampe, der lever i jorden. Vi har fundet ud af, at svampene danner en lang række såkaldte halogenerede stoffer, hvor kloroform blot er ét af dem, og hvor fx methylchlorid og methylbromid er andre, fortæller han. Fælles for de halogenerede stoffer er, at de er giftige. Desuden bidrager de til at nedbryde ozonlaget, når de fordamper og derved slipper ud i atmosfæren. FRA NÅLESKOV TIL GULDALDERSKOV Først troede vi, at problemerne opstod i områder med helt bestemte bestande af træer, fortsætter Ole Stig Jacobsen. Men vi så noget andet, da vi sugede luft op fra jordlagene under et stort skovområde. Her fandt vi meget store forskelle i koncentrationen af kloroform helt op til en faktor 200 selv inden for små områder og uden at kunne påvise en præcis sammenhæng mellem træer og mængden af klo - roform, forklarer han. Forskningsprojektet har altså vist, at der kan være store forskelle i produktionen og nedsivningen af kloroform i jordbunden. Men det har også vist, at nåleskov uden underskov producerer særlig meget kloroform. Disse resultater har allerede fået bl.a. Viborg Vand til at ændre praksis med hensyn til nyplantning af skov. Tidligere plantede man nåleskov for at forhindre nedsivning af bl.a. nitrat fra landbrugsjorder til grundvandet. En skov er nemlig et meget effektivt filter der slipper ikke mange næringsstoffer ud af en skov, forklarer Ole Stig Jacobsen. Men nåleskove i monokulturer er temmelig golde og dystre, og en mere åben og lys skov kan også gøre filtreringsarbejdet. Derfor satser Viborg nu i højere grad på det, man kunne kalde guldalderskove, hvor selve skoven har en større herlighedsværdi som rekreativt område, og hvor den stadig fjerner de kedelige stoffer, vi ikke ønsker i drikkevandet. FRA LILLE TIL STOR SKALA Indtil videre har forskerne udelukkende arbejdet med danske skove, altså i tempereret klima, og i forholdsvis lille målestok. Men der kan være forhold andre steder i verden, hvor svampenes omsætning er helt anderledes, fortæller Ole Stig Jacobsen. Der produceres for eksempel også halogenerede stoffer i havet, hvor stofferne dannes af alger og tang. Der er jo tale om både ozonnedbrydende og kræftfremkaldende stoffer, så en 16

grundig analyse af produktion og forekomst er central, ikke mindst for at sætte den menneskeskabte forurening i relief, siger Ole Stig Jacobsen. En naturlig forlængelse af det aktuelle forskningsprojekt er derfor at undersøge problematikken med de halogenerede stoffer i jorden i en større målestok, under flere himmelstrøg og med fokus på, hvilke svampe der især producerer kloroform. Ole Stig Jacobsen, født 1947. 1973 Cand.scient. i limnologi (læren om om søer og vandløb) fra Københavns Universitet. Siden 1978 ansat på Geologiske Undersøgelser i København (i dag: De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland GEUS), hvor han har forsket i landbrugets påvirkning af bl.a. grundvandet. Har undervejs arbejdet for FN i bl.a. Georgien, Viet nam og Thailand, hvor han har beskæftiget sig med vådområders beskyttende funktion i forhold til vandkvaliteten i søer og vandløb. I sin fritid lægger Ole Stig Jacobsen mange timer i og omkring sit 250 år gamle og meget Bulderby-agtige hus i Sverige. Han er desuden optaget af jernbanehistorie hvor maskinerne og materiellet interesserer ham på lige fod med den betydning, jernbanen har haft for kultur og samfund ved at knytte byer og mennesker sammen. Og hvis ikke Ole Stig Jacobsen er i Sverige, er det Italien, der trækker med både kultur, mad og drikke. Projektets titel Bevilling fra FTP Naturlig udskillelse af halogenerede stoffer fra skovbund kilder, mængder og konsekvenser for produktionen af drikkevand 2.151.109 kroner Kontakt Seniorforsker Ole Stig Jacobsen Geokemisk Afdeling De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland GEUS Tlf: 3814 2330 osj@geus.dk www.geus.dk 17

> FTP / INFO > FTP / INFO FRI FORSKNING MED ANVENDELSESSIGTE DET FRIE FORSKNINGSRÅD TEKNOLOGI OG PRODUKTION (FTP) støtter fri, uafhængig forskning baseret på forskernes egne initiativer. Forskningen skal have et anvendelsessigte rettet mod løsning af teknologiske eller produktionsmæssige udfordringer i erhvervslivet eller i samfundet i øvrigt. Det er FTP s mål at skabe viden, etablere forskningsmiljøer og uddanne forskere inden for nye, visionære forskningsområder. Dette er med til at sikre den iderigdom, ekspertise og ressourcer, der skal danne grobund for at opdyrke nye strategiske forskningsområder og omsætte viden til økonomisk vækst og samfundsmæssige forbedringer. FTP s indkaldelser af ansøgninger om støtte til forskningsaktiviteter inden for rådets faglige område kan ses i FTP s opslag, som findes på Forsknings- og Innova - tionssstyrelsens hjemmeside www.fi.dk. Rådets 22 medlemmer er anerkendte forskere og udpeget af videnskabsministeren i deres personlige egenskab. 18

> FTP / INFO DET FRIE FORSKNINGSRÅD DET FRIE FORSKNINGSRÅD TEKNOLOGI OG PRODUKTION (FTP) er ét af fem faglige forskningsråd, som sammen med en bestyrelse udgør Det Frie Forskningsråd (DFF). De fem faglige forskningsråd støtter forskningsaktiviteter og giver forskningsfaglig rådgivning i samarbejde med bestyrelsen for Det Frie Forskningsråd. > FTP / INFO FORSKNINGSDISCIPLINER I GRÆNSEOMRÅDER NOGLE FORSKNINGSDISCIPLINER LIGGER i grænseområdet mellem Det Frie Forskningsråd Teknologi og Produktion (FTP) og Det Frie Forskningsråd Natur og Univers (FNU). Afgrænsningen bestemmes ud fra et anvendelseskriterium: FTP støtter grundlagsskabende forskning, der direkte sigter mod at skabe ny teknologisk eller produktionsmæssig viden med et klart anvendelsessigte. Andre forskningsdiscipliner ligger i grænseområdet mellem FTP og Det Frie Forskningsråd Sundhed og Sygdom (FSS). Her bestemmes afgrænsningen ud fra, om forskningsprojektet hovedsagelig vedrører menneskers sygdom og sundhed (FSS område), eller om det primært vedrører for eksempel dyrs sundhed eller udvikling af medicoteknisk udstyr (FTP s område). > LÆS MERE PÅ WWW.FI.DK 19

FOTO: SISSE JARNER Når Elisabeth de Carvalho udvikler algoritmerne i MIMO-systemet, afprøver hun dem på test - data flere gange undervejs. Vi har heldigvis gode, realistiske data til rådighed, bl.a. fra instituttets egne målinger af signalers udbredelse, fortæller hun, her ved en antenne i laboratoriet. 20

> AF PIA JØRNØ, VIDENSKABSJOURNALIST BEDRE STYR PÅ ÆTEREN ELISABETH DE CARVALHO HAR FÅET EN RIGTIG GOD IDE I SIN FORSKNING. EN IDE, DER IKKE BARE KAN ØGE HASTIGHEDEN I MOBILNETTET, MEN OGSÅ GIVE EN VÆSENTLIG FORBEDRING AF KVALITETEN I DEN TRÅDLØSE KOMMUNIKATION MED STORE ENERGIBESPARELSER SOM VELKOMMEN SIDEGEVINST. VI KENDER DET alle sammen: Midt i en mobilsamtale forsvinder lyden pludselig. Nogle gange kommer den igen, andre gange bliver samtalen helt afbrudt. Lige så generende er det, når pc ens trådløse internetforbindelse svigter. Der er problemer i æteren næsten overalt også i de trådløse mininetværk på internetcafeen, derhjemme, i lufthavnen osv. Mange af problemerne skyldes, at de antenner access points som sender og modtager de trådløse signaler, ikke er koordinerede med hinanden, fortæller Elisabeth de Carvalho fra Aalborg Universitet. Antennerne til mobilnettet er placeret alle vegne rundt omkring i landet, og selvom de alle er forbundet til det samme fastnet, er der ikke etableret nogen form for koordinerende styring mellem dem. Dét betyder, at to eller flere antenner kan sende signaler samtidig til pc en eller til den mobiltelefon, man står og taler i. Når dét sker, kan der opstå såkaldt interferens, og så bliver forbindelsen dårlig eller helt afbrudt. HIDTIDIGE LØSNINGER VIRKER KUN PÅ PAPIRET 21 Der er allerede en del forslag til løsning af problemet forskere rundt om i verden har publiceret adskillige videnskabelige artikler om systemer, som kan bruges til at koordinere mellem antennerne. Rent teoretisk giver mange af løsningerne en ideel koordinering, så der overhovedet ikke kommer interferens. Men de er så kom-

plekse, at de ikke kan lade sig gøre i praksis. Løsningerne kræver så meget udveksling af signaler mellem antennerne indbyrdes, at hastigheden for selve mobilkommunikationen ville dale drastisk, og strømforbruget til antennernes indbyrdes signaludveksling ville blive kolossalt stort, forklarer Elisabeth de Carvalho. MIMO MED TIME-SHARING Imidlertid har Elisabeth de Carvalho fået en god ide til at lave koordineringen på en meget simplere måde end de hidtil foreslåede systemer. Fra et teoretisk-matematisk synspunkt vil ideen ikke give den mest optimale løsning. Men til gengæld vil den kunne lade sig gøre i praksis, fortæller hun. Ideen går ud på at bruge en metode en matematisk model som hedder distribueret MIMO. MIMO står for multiple input multiple output, eller kort sagt: Dét at sende og modtage via flere antenner. Med MIMO kan man populært sagt tildele bestemte ruter i æteren til hvert enkelt signal. På den måde kan signalerne sendes direkte til de ønskede destinationer, og man undgår, at signalerne rammer uvedkommende brugere og skaber interferens. Der er som sådan ikke noget nyt i at bruge MIMO det bliver allerede anvendt, hvor flere antenner er placeret sammen i ét antennesystem, fortæller Elisabeth de Carvalho. Men det er nyt at bruge MIMO til at koordinere mellem distribuerede antenner, dvs. antenner, som er placeret langt fra hinanden. Foruden at undgå interferens kan man med MIMO opnå høj signalhastighed og høj kvalitet i mobilkommunikationen. Men metoden har den pris, at den er kompliceret. For at beregne en god ruteopdeling skal de matematiske ligninger nemlig tage højde for, hvordan signalerne fra hver enkelt antenne udbreder sig gennem tid og rum. Dét er en vigtig del af vores forskning. Der findes allerede adskillige matematiske modeller til ruteopdeling for antenner, som sidder i samme system. Men jo længere afstanden er mellem antennerne, desto flere og større forskelle bliver der på beskrivelserne af signalernes udbredelse, og dét gør modellen væsentligt mere kompleks, siger Elisabeth de Carvalho. Derfor vil hun forenkle den distribuerede MIMO-model ved at kombinere den med time-sharing. I sin simpleste form går time-sharingen ud på at lade antennerne sende på skift i nogle få millisekunder ad gangen, så de aldrig sender signaler samtidig, og dermed aldrig skaber interferens. Den simple time-sharing giver imidlertid lav signalhastighed hvis fx to antenner skal time-share, får de jo hver især halveret deres sendetid. Vi vil derfor udvikle et kompromis mellem de to metoder, hvor vi bruger timesharing til at forenkle MIMO-modellen, men uden at miste den høje signalhastighed, som MIMO giver mulighed for, fortæller Elisabeth de Carvalho. STOR INDUSTRIINTERESSE Der vil gå nogle år, før Elisabeth de Carvalhos forskningsresultater kan blive til et produkt, der koordinerer antennernes signaler. Ikke desto mindre har hun allerede fået interessetilkendegivelser fra adskillige televirksomheder, også danske; og det prestigefyldte forskningscenter Alcatel-Lucent Bell Labs i USA har tilbudt forskningsophold for to af de ph.d.-studerende, som er knyttet til Carvalho-projektet. 22

Teleselskaberne er meget interesserede i at kunne tilbyde bedre kvalitet i mobilnettet uden at skulle gå ned i hastigheden for dataoverførsel, fortæller hun. MANGE BÆKKE SMÅ I dagens mobilkommunikation er det faktisk ofte sådan, at der er lige så mange interferenssignaler som rigtige, ønskværdige signaler, og dét kan sænke hastigheden for de rigtige signaler helt ned til nul. Hvis det derfor lykkes Elisabeth de Carvalho at skabe et gennembrud, hvor interferensen kan undgås uden at sænke signalhastigheden væsentligt, vil det give en betydelig højere effektivitet og kvalitet i den trådløse kommunikation. Og det vil få en højst belejlig sideeffekt nemlig store energibesparelser og dermed en reduktion af CO 2 -udslippet. Mobilerne, pc erne og ikke mindst antennerne bruger nemlig strøm for hvert eneste signal, de sender og modtager. Strømfor - bruget for ét enkelt signal er ikke værd at skrive hjem om. Men når man betænker, hvor mange generende interferenssignaler der vil kunne undgås, og hvor mange trådløse apparater der er, så vil det blive til en hel del. Elisabeth de Carvalho, født 1970 i Frankrig. 1999 ph.d. i Electrical Engineering fra Ecole Nationale Supérieure des Télécomunications (ENST) i Frankrig. 2001-2002 postdoc ved Stanford University, USA, derefter forsker ved to virksomheder i hhv. USA og Frankrig, og forskningsleder for et projekt finansieret af Samsung Electronics, Korea. Siden 2005 lektor ved Antennas, propagation and radio networking section og Center for TeleInfrastruktur (CTIF), Institut for Elektroniske Systemer, Aalborg Universitet. Har haft flere kortere forskningsophold i Japan. Det er en stor fordel at have været i private virksomheder det har givet mig forståelse for de praktiske aspekter af tingene. Men jeg finder det mere udfordrende at være i en forskningsinstitution, hvor der er plads til at forfølge sin nysgerrighed, siger Elisabeth de Carvalho. I fritiden dyrker hun bl.a. sport, spiser sammen med vennerne og går til rockkoncerter. Ferierne går ofte hjem til Frankrig og til forældrene, som har portugisiske rødder, og som bor et par hundrede kilometer fra Paris. Elisabeth de Carvalho bor i en lejlighed i centrum af Aalborg, som hun rosende beskriver som a very nice small city. Projektets titel Bevilling fra FTP Coordinated antenna systems for wireless communications 4.860.000 kroner Kontakt Lektor Elisabeth de Carvalho Institut for Elektroniske Systemer Aalborg Universitet Tlf: 9940 7528 edc@es.aau.dk www.es.aau.dk 23

> AF MORTEN ANDERSEN, VIDENSKABSJOURNALIST MIKROBERNE SPISER GERNE OP OM FÅ ÅR VIL DANMARK OG DE ØVRIGE EU-LANDE STÅ MED STORE MÆNGDER ORGANISK AFFALD FRA PRODUKTION AF BIOBRÆNDSTOF. HELDIGVIS VISER ANDERS JOHANSENS FORSKNING, AT JORDENS MIKROORGANISMER KAN VÆRE MED TIL AT NYTTIGGØRE RESTPRODUKTERNE. FREMTIDENS PRODUKTION af bioethanol og andre biobrændsler hvor man stiler mod at bruge halm og lignende som råmateriale er til gavn for klimaet og mindsker vores afhængighed af fossile brændsler. Men hvad gør vi med de mængder af restmateriale, der vil blive tilovers fra produktionen? Som en tommelfingerregel står man med en liter restprodukt, hver gang man har produceret en liter bioethanol. Så det er meget store mængder restmateriale, vi taler om, konstaterer seniorforsker Anders Johansen, der med vilje undgår at kalde resterne for affald : Jeg foretrækker ordet restmaterialer. De indeholder nemlig masser af kvælstof og andre nyttige plantenæringsstoffer. Restmaterialerne kan med andre ord bruges som gødning i landbruget. Hvis de vel at mærke ikke skader jordens frugtbarhed. Her kommer Anders Johansens forskning i mikrobiel økologi ind i billedet. Han undersøger, hvordan tilsætning af restprodukter fra produktion af bioethanol og biogas påvirker bakterier og svampe i jordbunden i økologiske jordbrug. BETRYGGENDE RESULTATER Det er jordbundens mikroorganismer, der skal sørge for, at næringsstofferne bliver omsat på en hensigtsmæssig måde. Derfor er det helt afgørende at vide, hvordan de bliver påvirket af de materialer, som vi tilfører jorden, siger han. Der er mange anvendelsesmuligheder for restmaterialerne fra produktion af biobrændstof, og vi skal bruge alle dem, der er fornuftige, siger Anders Johansen. Man kan bl.a. bruge restprodukterne som dyrefoder, som råstof til kemisk fremstilling af visse plastictyper og formentlig som gødning. 24

25 FOTO: SISSE JARNER

Første skridt er at se på mikrofloraens artssammensætning. Det er ikke som at tælle fuglearterne i en skov, for i et enkelt gram jord er der flere tusind forskellige arter af mikroorganismer, understreger Anders Johansen. Det er dog muligt at kortlægge de forskellige hovedgrupper af mikroorganismer i en jordprøve. Hver hovedgruppe indeholder nemlig nogle bestemte fedtsyrer, og ved at måle fedtsyresammensætningen i prøven kan man danne en profil af, hvilke organismer der findes i jorden. Man kan derfor også se, hvordan profilen ændrer sig, når man begynder at fodre jorden med fx restprodukter fra fremstilling af bioethanol. Der vil selvfølgelig ske ændringer, fordi nogle mikroorganismer er bedre end andre til at udnytte den nye næringskilde. De vil trænge konkurrenterne i baggrunden. Imidlertid gør det ikke så meget, at nogle bakterietyper forsvinder, så længe det kun er midlertidigt. Og her viser vores forsøg, at den overordnede rigdom af arter ikke falder ved tilførsel af bio-restprodukterne. Det er betryggende, siger mikrobiologen. SKADER IKKE JORDENS OMSÆTNINGSEVNE Én ting er imidlertid sammensætningen af arter, en anden er, hvad der sker med mikroorganismernes evne til at omsætte næringsstoffer. Fra slutningen af 2006 til midten af 2007 arbejdede Anders Johansen syv måneder ved Landcare Research i New Zealand. Her lærte han en teknik, som kaldes CRP Catabolic Response Profiling som han senere selv har videreudviklet. Teknikken går ud på, at man deler sin jordprøve op i mindre prøver. Hver lille prøve tilføres en smule substrat, som fx kan være en sukkerart, en aminosyre eller lignende. Typisk bruger man 20 forskellige substrater, som mikroorganismerne i jordprøverne omsætter. Ved at måle, hvor hurtigt hvert af de 20 substrater omsættes, kan man afgøre, hvilke typer bakterier og svampe der er i jorden. Forskellige mikroorganismer omsætter nemlig substraterne i forskelligt tempo. På den måde giver CRP-teknikken et samlet billede af, hvor god bestanden af mikroorganismer i jorden er til at omsætte plantemateriale. Tester man jordprøven med netop 20 substrater vil karakteren 20 vise, at jordens mikroorganismer har optimal evne til at omsætte jordens organiske substanser. Man kan så sammenligne prøver fra jord, som har fået almindelig gødning, med jord, der er tilført restmaterialer fra produktion af biobrændsler. Også her er Anders Johansens resultater opmuntrende: Typisk ligger mikroorganismernes score på 18-19 i jord, der gødes med restprodukterne. Det er en høj score, som svarer cirka til det, man får, hvis jorden gødes med kløvergræs eller gylle. Det giver altså et fingerpeg om, at man ikke skader jordens evne til at omsætte næringsstoffer ved at tilføre restprodukterne, siger Anders Johansen. LANDMÆND, TØV EN KENDE! Så det lyder næsten, som om Anders Johansen allerede er klar til at anbefale landmændene at gå i gang? Nu er jeg ude på kanten af, hvad jeg har dækning for at sige ud fra min egen forskning. Men jeg vil mene, at det ikke er hensigtsmæssigt at sprede restprodukterne ud på markerne umiddelbart, siger han og forklarer: Der er flere aspekter at tage i betragtning. Restmaterialerne indeholder jo langt mindre organisk kulstof end eksempelvis kløvergræs, og det kan måske medføre, 26

at jordens indhold af humusstoffer langsomt vil falde. Dét vil være meget uheldigt for jordkvaliteten. Desuden er kvælstoffet meget let tilgængeligt i restmaterialerne. Det skaber fare for, at det udvaskes, inden planterne når at optage det. Måske kan man komme ud over de problemer ved at tilføre restmaterialet på et tidspunkt, hvor planterne kan nå at optage kvælstoffet, og eventuelt sammen med materialer med et højere indhold af kulstof. Det kunne være emnet for det næste projekt. Grundlæggende handler det om at undgå, at plantenæringsstofferne går til spilde, understreger han: Jeg håber meget, at vores forskning kan bidrage til at finde ud af, hvordan restprodukterne fra fremtidens produktion af bioenergi bedst kan udnyttes. Anders Johansen, født 1956. 1992 ph.d. fra Københavns Universitet 1988. Herefter postdoc ved Risø DTU og visiting postdoc ved Lunds Universitet. 1995-97 IT-konsulent i virksomheden BICO og derefter forskningslektor ved den daværende Kongelige Veterinær- og Landbohøjskole (KVL), som i dag er en del af Københavns Universitet. Fra 2001 ansat ved Danmarks Miljøundersøgelser, Aarhus Universitet, hvor han i dag er seniorforsker. Fra slutningen af 2006 til midten af 2007 arbejdede Anders Johansen syv måneder ved Landcare Research i New Zealand. Opholdet, der var støttet af FTP, knyttede an til hans øvrige forskning i projektet BioConcens, som foregår under forskningsprogrammet Internationalt forskningssamarbejde og økologisk integritet (FØJO III). Kernen var at tilegne sig en teknik, der grundlæggende er udviklet på Landcare Research. Som gæsteforsker er man fritaget for en række af de pligter, man normalt har. Det betyder mere tid i laboratoriet. Allerede fra dag ét kunne jeg begynde at producere data og faktisk blev det til mange resultater i den periode, fortæller han. Held har man også brug for, når man laver forsøg, for tingene udvikler sig sjældent som beregnet det er jo forskning men her lykkedes det meste. I det hele taget vil Anders Johansen gerne slå et slag for, at man som forsker tager et ophold i udlandet. Ud over det faglige indhold får man hår på brystet af at være ude, og man får udvidet sit netværk helt enormt. Familien var med. Det var også en fantastisk tur for dem. Eneste minus var, at tjansen som bassist i et soul-orkester måtte stilles på standby. Vi spiller Tower of Power-inspireret soul, oplyser seniorforskeren og tilføjer begejstret: De kommer for resten til Danmark her til efteråret, vidste du det? Projektets titel Bevilling fra FTP Recycling of biogas and bioethanol waste materials to soil impacts on the functional diversity of soil microbial communities as assessed by the catabolic response profile (CRP) method (forskerophold ved Landcare Research i New Zealand) 175.940 kroner Kontakt Seniorforsker Anders Johansen Afdeling for Miljøkemi og Mikrobiologi Danmarks Miljøundersøgelser Aarhus Universitet Tlf: 4630 1316 ajo@dmu.dk 27 www.bioconcens.elr.dk og www.dmu.dk

> AF PIA JØRNØ, VIDENSKABSJOURNALIST PROBLEMKNUSER I VERDENSKLASSE SIMON SPOORENDONK GÅR UTRADITIONELLE VEJE, NÅR HAN UDVIKLER MATEMATISKE ALGORITMER. HANS FORSKNING KAN FØRE TIL ET GENNEMBRUD, SOM VIL GIVE STÆRKT FOR- BEDRET SOFTWARE TIL OPTIMERING AF TRANSPORTPLANLÆGNING. OG SOM KAN UDBREDE OPTIMERINGSPROGRAMMER TIL MANGE ANDRE SEKTORER, OGSÅ TIL FX GRØN ENERGIPLAN- LÆGNING. SIMON SPOORENDONK ELSKER at løse problemer, og det har han rig lejlighed til i sin forskning. Han udvikler avancerede matematiske metoder algoritmer der kan bruges til at optimere planlægningen i offentlige og private virksomheder. Jeg tror, at hvis man kan lide at løse Sudoko og opgavesiden i Illustreret Videnskab, så vil man synes, det er sjovt at lave det, som jeg gør, siger den 30-årige forsker, der hører til i verdenseliten inden for sit forskningsfelt. TRANSPORTOPTIMERING Der findes allerede software med algoritmer, som kan optimere transportvirksomheders planlægning. De kan fx optimere, hvordan lastbiler skal pakkes, og hvilke ruter de skal køre. De første programmer kom på markedet for mere end ti år siden, og de har gjort transportfirmaernes planlægning meget mere effektiv, fortæller Simon Spoorendonk. Men der er stadig masser af planlægningsproblemer, som de nuværende programmer ikke kan løse. Det er dér, Simon Spoorendonk tager fat. Han er i gang med et forskningsprojekt, som kan resultere i en helt ny og meget bedre generation af optimeringsalgoritmer. Det er på grund af IT-udviklingen med forøget computerkraft, at man nu kan komme videre og udvikle stadigt mere avancerede algoritmer der kan regne på stadigt mere komplekse ligningssystemer og stadigt større datamængder, forklarer Simon Spoorendonk. Det er super at være forsker og have barn. Man har reelt en barselsordning, og der er stor fleksibilitet man kan selv tilrettelægge sin arbejdstid. Det er selvfølgelig også en fælde en gang imellem nogle gange bliver man grebet af arbejdet, når man burde holde fri, siger Simon Spoorendonk med et smil. 28

29 FOTO: SISSE JARNER

Og der er fornuftige perspektiver i at forbedre optimeringsredskaberne: Hvis et flyselskab bare kan spare én procent mere på omkostningerne, så er det rigtig, rigtig mange penge. Og hvis bare noget af den ene procent er sparet brændstof, vil det også være til stor gavn for klimaet, siger han. MILLIARDER BLIVER TIL MILLIONER Når Simon Spoorendonk udvikler sine algoritmer, lægger han stor vægt på at afprøve dem på testdata flere gange undervejs. En algoritme er aldrig bedre end det datagrundlag, man regner på, understreger han. Testberegningerne sker på millioner af data. Men ikke nok med det. Han er også nødt til at opstille data i mange forskellige kombinationer i ligningerne for at finde den optimale løsning på sit planlægningsproblem. Det er nogle dejlige problemer at arbejde med, for de vokser eksponentielt, siger Simon Spoorendonk med et glimt i øjet. Hvis man fx vil optimere planlægningen af varetransport til 100 kunder, skal alle data for køretøjernes kapacitet, ankomster, afgange, arbejds- og hviletidsregler osv. ind i programmet og kombineres, forklarer han. Faktisk bliver det til milliarder af kombinationer, men pointen er, at Simon Spoorendonk laver nogle smutveje, så programmet kan nøjes med at regne på nogle millioner kombinationer ad gangen. TUNER LIGNINGERNE Det matematiske grundlag for forskningen hedder heltalsprogrammeringsalgoritmer. Simon Spoorendonk graver så et lag dybere ved at benytte såkaldte dekompositionsalgoritmer, hvor han opsplitter formeldelene i endnu mindre komponenter. Her benytter han sig af kneb som relaxering og cuts til at tune ligningerne. Populært sagt går relaxering ud på, at jeg tillader upræcise løsninger i nogle dele af formlerne. Samtidig tilføjer jeg cuts, dvs. nye formeldele, som ganske vist gør algoritmen mere kompliceret, men samtidig kompenserer for de upræcise delløsninger, forklarer han. Summa summarum er, at Simon Spoorendonk forbedrer på de oprindelige algoritmer, så det bliver lettere og hurtigere at beregne de mest optimale løsninger. TÆNKER ANDERLEDES Tidligere er det kun lykkedes forskere at bruge cuts i nogle få tilfælde, og kun for nogle meget specifikke planlægningsproblemer. Generelt blev det at tilføje cuts betragtet som en uløselig udfordring forskerne anså ligninger med cuts for at være så komplekse, at de var umulige at løse i praksis. Men ved at bruge utraditionelle tricks har Simon Spoorendonk og hans kolleger udviklet en metode, der har gjort det meget lettere at bruge cuts i dekomposi - tionsalgoritmer. Den nye metode er mere bredt anvendelig end de få tidligere og meget specifikke metoder. Kort sagt består den i en algoritme, som er i stand til at håndtere den store kompleksitet i ligninger med cuts. Den nye algoritme har allerede revolutioneret den måde, forskerne løser ruteplanlægningsproblemer på, og den bliver i dag benyttet af flere forskergrupper verden over. 30

NYT GENNEMBRUD TIL GAVN FOR KLIMAET? Nu arbejder vi på at forbedre vores algoritme, så den bliver endnu bredere anvendelig, siger Simon Spoorendonk og fortsætter: Jeg er teoretiker, men jeg håber, at metoden vil slå igennem som standard i næste generation af kommercielt optimeringssoftware. Det ville være et kæmpe spring fremad mod at udbrede brugen af optimeringsprogrammer til mange flere sektorer end transport. Optimeringssoftware med indbyggede cuts kan nemt vise sig at blive så effektiv, at det vil kunne betale sig at bruge den i snart sagt enhver branche med komplicerede planlægningsudfordringer. Jeg ser fx et stort potentiale for at bruge programmerne til at opnå energibesparelser og andre klimaforbedrende foranstaltninger, også i mange andre sektorer end transport, siger Simon Spoorendonk. Simon Spoorendonk, født 1979. 2005 cand.scient. fra Datalogisk Institut ved Københavns Universitet. 2008 ph.d. fra samme sted. Under ph.d.-studierne et halvt års forskningsophold ved GERAD, som er et forskningscenter støttet af fire store universiteter i Canada. Fra 2009 postdoc ved Danmarks Tekniske Universitet, DTU Management, Institut for Planlægning, Innovation og Ledelse, Opera tionsanalysegruppen, som med sine 15-20 forskere er en af de største i Skandinavien og ligger i top 5 på verdensplan i forskning inden for dekomposi - tionsalgoritmer! I 2009 inviteret til at præsentere sin forskning på internationale konferencer i hhv. Bonn og Chicago. Når folk spørger, hvad jeg forsker i, og jeg begynder at svare, siger de hurtigt: Nå, ok, og hvad kan man så bruge det til? Og når jeg begynder at forklare dét, siger de lige så hurtigt: Nå, ok. Og så skifter vi emne, fortæller han smilende. Simon, som har det usædvanlige efternavn fra sin hollandske farfar, er gift med Marie. Sammen har de Otto, der blev født 6 uger for tidligt en uge før, Simon afleverede sin ph.d.-afhandling i november 2008. Så jeg sad og skrev det sidste på min afhandling på neonatalafdelingen på Hvidovre Hospital, fortæller han. Den lille familie bor i Valby i villalejlighed med have. Det med haven står højt på listen over gode ting, der er sket. Lige nu er fritidsinteressen selvfølgelig Otto og en gang om ugen frisbee-sporten Ultimate. Projekttitel Bevilling fra FTP Optimizing transportation, planning and scheduling problems, using decomposition algorithms 1.514.983 kroner Kontakt Postdoc Simon Spoorendonk DTU Management - Institut for Planlægning, Innovation og Ledelse Operationsanalyse Danmarks Tekniske Universitet Tlf: 4525 3396 spoo@man.dtu.dk 31 www.or.man.dtu.dk

> AF MERETE RØMER ENGEL, VIDENSKABSJOURNALIST GRÆSRODSFORSKNING GÅR UNDER JORDEN JIM RASMUSSEN UDFORSKER KVÆLSTOFS INDVIKLEDE VEJE GENNEM AFGRØDER OG JORD. HANS FORSKNING KAN BÅDE BIDRAGE TIL MERE BÆREDYGTIG LANDBRUGSDRIFT, MINDRE UDVASKNING AF KVÆLSTOF FRA LANDBRUGSJORD OG REDUKTION AF ATMOSFÆRENS CO 2 - INDHOLD. DE GRØNNE REGNBUKSER med seler hænger altid klar på knagen i hans kontor, og under dem står gummistøvlerne smøget ned, så de lige er til at stikke i. Jim Rasmussens forskning foregår såvel ude i marken som på laboratoriet og ved computeren. Han undersøger, hvad der sker med kvælstof, når det gennem kløverplanten føres ned i jorden. Kvælstof er et vigtigt næringsstof for planter, og hvis vi bliver klogere på, hvornår og hvordan det bevæger sig gennem jorden og afgrøderne, vil landmændene i højere grad kunne gøde ved hjælp af naturens egne processer fx ved at dyrke kløvergræs på skift med andre afgrøder. Perspektivet er en landbrugsdrift baseret på bæredygtighed. Dyrkning af bælg - planter som kløver i blanding med græs bidrager nemlig til jordens frugtbarhed med både kvælstof og kulstof, forklarer Jim Rasmussen. ISOTOP MED KRYDS PÅ RYGGEN Helt konkret undersøger Jim Rasmussen, hvilke kemiske forbindelser kvælstoffet i jorden befinder sig i. Hvis vi ved dét, kan vi bedre forudsige, hvordan kvælstoffet frigives til den efterfølgende afgrøde, når vi fx pløjer kløvergræs ned, forklarer han. 32