Formas satsningar och finansierade forskningsprojekt på temat

2016-11-25
Formas satsningar och finansierade forskningsprojekt på temat Smarta
Städer
Formas har fått i uppdrag av Näringsdepartementet att sammanställa en lista med korta
beskrivningar av satsningar och finansierade projekt på temat Smarta Städer, med särskild
utgångspunkt i de arbetsgrupper som bildats inom ramen för samverkansprogrammet.
Exempel på särskilda satsningar
• Smart Built Environment
Det strategiska innovationsprogrammet (SIP) Smart Built Environment tar ett samlat grepp
om de möjligheter som digitaliseringen innebär för samhällsbyggnadssektorn. En gemensam
informationsinfrastruktur är nyckeln till förändringen. Ett obrutet sömlöst informationsflöde
med affärs- och effektiviseringsdrivna tillämpningar inom byggnadsinformationsmodellering,
geografiska informationssystem och geodata samt industriella processer som skapar nyttor
för olika användare i samhället och för företag. Öppna och delade data är en viktig aspekt av
detta. En digitaliserad planprocess likaså.
Inom programmet samverkar företag, offentlig sektor och akademin för att uppnå
programmets mål om att minska sektorns miljöpåverkan, förkorta planerings- och byggtiden,
minska de totala byggkostnaderna och möjliggöra en ny affärslogik i sektorn. För att uppnå
ett hållbart samhällsbyggande krävs också ett livscykelperspektiv när det gäller planering,
projektering, byggande och användning av vår bebyggda miljö.
2016-11-25
• ERA-Net Cofund Smart Urban Futures
Under 2016 utlyser Formas 20 miljoner kronor inom ramen för JPI Urban Europes senaste
utlysning Smart Urban Futures. JPI Urban Europe är ett initiativ för samverkan mellan
forsknings- och innovationsfinansiärer i Europa för att skapa europeiska lösningar för hållbar
stadsutveckling med hjälp av samordnad forskning och implementering. Målet är att skapa
attraktiva, hållbara och ekonomiskt bärkraftiga stadsområden där EUs medborgare,
samhällen och deras omgivningar kan utvecklas och blomstra.
Smart Urban Europe är en transnationell utlysning som stöds av Europeiska kommissionen
inom ramen för programmet Horisont 2020 Samhällsutmaning 6 Europe in a Changing world
– Inclusive, innovative and reflective societies. Det är JPI Urban Europes fjärde utlysning.
Utlysningens tre ämnesområden innefattar koncept och strategier för smart urban
omvandling, tillväxtområden och krympande områden, ny dynamik inom offentlig service
samt inkluderade, levande och tillgängliga urbana gemenskaper.
Beslut om finansierade projekt fattas av Formas Forskarråd i februari 2017.
Forsknings- och utvecklingsprojekt finansierade av Formas
1. Öppna och delade data
”Incitament för obruten kedja av miljöinformation genom byggprocessen”
Åsa Moberg (IVL Svenska Miljöinstitutet AB)
Utlysning: Smart Built Environment
Beskrivning:
Digitaliseringen av samhället ger upphov till många nya möjligheter. En effektivare hantering av
miljöinformation genom byggprocessen kan bidra till ökad effektivitet både vad gäller tid och
byggkostnader, samtidigt som ett proaktivt miljöarbete underlättas. Byggsektorn har påbörjat
digitaliseringen av miljöinformation, men vägen till att digitaliseringen tydligt underlättar och främjar
en hållbar och effektiv process genom hela värdekedjan är lång. Projektidén bygger på att identifiera
hinder och incitament för en obruten kedja av information om miljöprestanda för byggprodukter
genom hela processen. För att få till en obruten kedja och effektivt och säkert sprida och hantera
miljöinformation inom byggsektorn behöver kritiska frågor rörande bland annat acceptans, ansvar,
ägande, sekretess, och tillgängliggörande belysas och hanteras. Frågeställningarna rör ett stort antal
olika aktörer och projektet bygger på att samla aktörer från materialleverantörer genom planering,
byggprocess och förvaltning. Digitaliseringens incitament och hinder analyseras och illustreras utifrån
två specifika fallstudier med fokus på förvaltare samt materialtillverkare, eftersom dessa är de två
huvudaktörerna i kedjan, slutkund och tillverkare. De konkreta fallstudierna innebär också att
resultaten kommer att ligga nära möjlig implementering i det verkliga fallet genom att kunna
omsättas i praktiken i andra byggprojekt. Resultaten kommer dessutom att förankras och
generaliseras genom att ytterligare aktörer från värdekedjan intervjuas och engageras i
fokusgruppsdiskussioner och workshops. Projektet kommer att leda till tydliga steg mot en högre
mognadsnivå vad gäller digital miljöinformation i byggsektorn. För byggprocessens aktörer innebär
2016-11-25
det både nya kostnadseffektiva affärsmodeller för att dela information mellan aktörer, en ökad
kvalité i informationen genom bättre spårbarhet samt förbättrade möjligheter till hantering och
användning av data för hållbart byggande.
“UrbanData2Decide - Integrated Data Visualisation and Decision Making Solutions to Forecast and
Manage Complex Urban Challenges”
Per-Olof Hallin (Malmö Högskola)
Utlysning: JPI Urban Europe, 2nd Joint Call for Proposals 2013
Beskrivning:
In an increasingly complex environment, cities and urban areas have to continuously deal with
unprecedented challenges. Therefore, one of the most important tasks of city governments is to be
aware of new challenges, problems and conflicts and to identify them when making operational or
strategic decisions to prevent serious damage or disruption. Still lacking in this context are modern
solutions, which make use of state of the art technology to support local governments in this
demanding task. This project will explore the potential of such tools by designing an integrated and
multi -dimensional model that combines vital information sources. These sources will be mainly
comprised of public social media content and open data libraries. Building on these information
pools a high-performance monitoring framework to process, filter and combine these data will be
developed. The framework will extensively use data mining, sentiment analysis and visualization
techniques and lead to the development of a proof -of-concept demonstrator to present the output
using intuitive and clear dashboards. This technical solution will be complemented by an expert
module where, once key topics and challenges have been identified by the automated mechanisms,
input from external experts can be added to the system.
2. Digitaliserad planprocess
”Smarta plan-, bygg-, förvaltnings- och nyttjandeprocesser över hela livscykeln”
Väino Tarandi (KTH)
Utlysning: Smart Built Environment testbäddar steg 2 2016
Beskrivning:
Projektet avser att utveckla en testmiljö för digitalisering av myndigheters och näringslivets plan- och
byggandeprocesser. Testbädden i steg 2 kommer att bestå av ett antal komponenter för
import/export av BIM och geodata, en plattform för hantering av information i ett
livscykelperspektiv, rutiner för hantering av transportnätverk och länkning av distribuerade
datakällor samt applikationsprogram för visualisering och navigering. En viktig användning av
testbädden är att praktiskt validera de gränssnitt och standarder för informationsleveranser som
utvecklas i standardiseringsprojekt som Svensk Geoprocess och Smart Built Environments projekt för
Standardiseringsbehov för BIM (CoClass) och Informationsförsörjning för planering,
fastighetsbildning och bygglov. Projektet består av ett antal arbetspaket (AP), där utvecklingen av
testbädden (AP1) sker med hjälp av ett antal tillämpningsprojekt för digitalisering plan- och
bygglovsprocessen (AP2), visualisering av 3D-fastigheter (AP3), samt BIM i produktionen med
2016-11-25
planering, simulering och produktionsuppföljning med hjälp av ”Internet-of- Things” teknologi (AP4).
Testbädden kommer att drivas av Centrum för Byggeffektivitet vid KTH för att få en oberoende
akademisk koppling och ändå verka kommersiellt. Affärsmodellen kommer att utvecklas och testas
under projektets andra år när nya applikationsprojekt kommer att tas in genom att marknadsföra
testbäddens tjänster samt för att utveckla kontraktsvillkor och intäktsströmmar för att täcka driften. I
relation till effektmålen för utlysningen kommer den föreslagna testbädden (1) öka integration
mellan BIM-GIS genom att kommunicera och lagra data enligt öppna standarder, (2) bidra till
digitalisering och industrialisering av myndigheters och näringslivets plan och byggandeprocesser (3)
stödja ett förbättrat obrutet informationsflöde i ett livscykelperspektiv samt (4) kunna testa
innovationer baserade på öppna data för planering, byggande, brukande och underhåll av vår byggda
miljö.
”GeoEkoKalkyl för byggbarhet och ekosystemtjänster – förstudie”
Christel Carlsson (Statens gotekniska institut)
Utlysning: Smart Built Environment - Testbäddar/Verifieringsprojekt 2016
Beskrivning:
Projektet ska utveckla en virtuell testbädd i form av ett ArcGIS-baserat verktyg GeoEkoKalkyl för att
identifiera, dokumentera och visualisera betydelsen av ekosystemtjänster (EST) och byggkostnader
vid exploatering av mark. Verktyget är baserat på befintligt verktyg, Geokalkyl, som idag beräknar
kostnader för grundförstärkning och schaktarbeten t.ex. inför kommunalt detaljplanarbete.
Testbädden utgörs av en uppgraderad version av detta verktyg, med funktioner som knyter samman
geoteknisk markkvalitet med olika EST, såsom att upprätthålla en grön infrastruktur (vatten- och
näringsförsörjning, klimatreglering, rekreation och biologisk mångfald) eller upprätthålla en buffertoch filterkapacitet (fastläggning av föroreningar och reglering av dagvatten). GeoEkoKalkyl möjliggör
analys och utvärdering av hur markförhållanden påverkar både markanläggningskostnader samt
tillgång till eller förlust av EST vid byggnation. Resultatet från beräkningarna i GeoEkoKalkyl
presenteras i 2D- eller 3D-kartor samt Excelmatriser och kan användas som diskussions- och
beslutsunderlag vid planläggning och samråd. Behovsägare är kommuner, byggherrar och konsulter
som kan identifiera gemensamma lösningar på hur resurseffektiv exploatering av mark kan ske med
hänsyn taget till bevarande av EST. Indirekta behovsägare är Boverket och regeringen som ansvarar
för att EST synliggörs i framtida beslutsfattande. Testbädden kommer att vara öppen för alla som
arbetar i ArcGIS. En plan för långsiktig kunskapsförsörjning till behovsägarna kommer att tas fram,
liksom en förvaltningsplan för testbädden. Projektet genomförs i samverkan mellan experter och
behovsägare så att testbäddens funktioner motsvarar målgruppernas behov. Projektmedlemmar
består av representanter från SGI, Boverket, Malmö stad, Västerås stad, Chalmers och SLU.
”Informationsförsörjning för planering, fastighetsbildning och bygglov”
Elisabeth Argus (House of Stratvise)
Utlysning: Strategiska projekt Smart Built Environment 2016
Beskrivning:
2016-11-25
Detta projekt ingår i Smart Built Environments strategiska område ”Integrerade modeller och
datastandardisering” och utgör en viktig del i en utvecklad standardisering och integrering mellan
Geodata/GIS och BIM. Det finns ett stort behov av standardiserade digitala myndighetsprocesser,
speciellt för planering, fastighetsbildning och bygglov som är idag till stor del är pappersbaserade,
och har sekventiell karaktär. Den information som arbetas fram kommer inte aktörerna till del på ett
smidigt sätt. Detta resulterar i dubbelarbete och onödigt lång handläggningstid. Behovet av att
standarder och riktlinjer i informationsflödet identifierades i förstudierapporten ” Strategier för 3D
geodata”, som genomfördes under våren 2016. Projektet syftar till att genom samverkan ta fram
riktlinjer för att integrera GIS och BIM baserat på Svensk Geoprocess och CoClass, för hantering av
modellbaserad information för aktörer och processer som ingår i livscykelinformationshantering av
den byggda miljön.
”Ett dialogverktyg för visualisering av miljödata i stadsplaneringsprocesser ur ett
fotgängarperspektiv”
Beata Stahre (Chalmers Tekniska Högskola)
Utlysning: Hållbart Samhällsbyggande 2016
Beskrivning:
I dagens samhälle finns det ett ökat behov av kontinuerlig dialog mellan olika intressenter om
stadsutveckling, med start tidigt i planeringsprocessen. Digitala verktyg, som simulering och
visualisering av framtidsscenarier, används alltmer för att stödja dessa processer. Potentialen hos
dessa verktyg anses vara hög, men för att kunna implementera dem behöver 3D-mediet utvecklas.
Tillgängligheten till den enorma mängden miljödata i samhället är låg. Osynliga miljövärden såsom
meteorologiska förhållanden, luftföroreningar och buller är svåra att presentera på ett begripligt sätt,
och därmed svåra att greppa. Som en följd får dessa faktorer ofta låg prioritet i
stadsplaneringsprocesser. Vårt mål är att utveckla dialogverktyg för att visualisera miljödata till olika
aktörer inom dessa planeringsprocesser, för att ge ökad förståelse för dessa frågor. Vi kommer att
utveckla och utvärdera olika designkoncept för visualisering av varierande typer av osynliga
miljöfaktorer, med fokus på vind, solstrålning, luftföroreningar och buller, vilka ska visas i en
interaktiv 3D-stadsmodell, framförallt från ett gatuperspektiv. Projektresultat kommer att kunna
stödja dialoger mellan aktörer i planeringsprocesser. De kan även tillämpas på andra områden t.ex.
hälsa, social jämlikhet, säkerhet och urbana rumsliga kvaliteter. Ett visuellt planeringsverktyg av
detta slag kan också användas vid lokalt klimatarbete, t.ex. för att förutsäga olika scenarier kopplade
till klimatologiska faktorer.
“Building Pervasive Participation”
Joachim Åström (Örebro Universitet)
Utlysning: Urban Living Labs 2012
Beskrivning:
B-Part will investigate novel concepts and solutions for citizen e-participation utilizing latest mobile
device technology and appliances embedded in today’s urban environments. The proposed pervasive
participation approach will consider each level of e-participation by enabling, engaging, and
2016-11-25
empowering citizens with the ultimate aim of encouraging a continuous dialogue between a city and
citizens by using contemporary technology. In a highly interdisciplinary approach, involving end-users
through Urban Living Labs, b-Part will combine user-centred pervasive interaction research with
social studies to explore engagement and activation, and research on democratic innovations to
ensure integration into the overall political decision making process. The research project aims to
support development of pervasive participation in European cities and to strengthen the citizens?
involvement in governance. Due to the steadily increasing penetration of smart mobile devices, ongoing instrumentation of urban environments, as well as citizens’ growing interest in e-democracy, bPart represents a highly relevant and timely research endeavour.
”Klimatanpassad urban design i södra Sverige - ett nytt planeringsverktyg”
Erik Johansson (Lunds universitet)
Utlysning: Årliga Öppna 2012
Beskrivning:
I Sverige finns många exempel där dålig urban design lett till okomfortabelt mikroklimat, bl.a.
vindproblem. Potentialen för förnyelsebar energi beaktas normalt inte heller på urban nivå.
Målsättningen med projektet är att främja att mikroklimatet beaktas vid gestaltning av den urbana
miljön. Detta leder till att människor kan tillbringa mer tid utomhus, vilket i sin tur leder till ökade
fysiska, sociala och kommersiella aktiviteter. Projektet fokuserar på städerna Malmö och Lund. I båda
städerna planeras ny bebyggelse i ytterområden som är utsatta för starka vindar. Den termiska
komforten utomhus kommer att beräknas, dels genom klimatmätningar, dels genom utfrågning av
lokalbefolkningens subjektiva upplevelse av uteklimatet. Genom simuleringar med bl.a.
datorprogrammen ENVI-met, SOLWEIG och Ecotect undersöks hur olika urban design och användning
av vegetation påverkar mikroklimatet. Simuleringar kommer även att göras för att utforska
potentialen för solenergi. Projektet kommer att resultera i ett webbaserat verktyg ämnat åt
stadsplanerare och urbandesigners. Verktyget inkluderar klimatanalys, designkriterier för en
klimatanpassad urban design samt validering av hur mikroklimatet blir med hjälp av olika
datorprogram. I det senare ingår även beräkning av potentialen för solenergi. Arbetet med
planeringsverktyget kommer att följas av en referensgrupp och verktyget kommer att testas på
planerare och urbandesigners vid flera workshops.
”Rita med Geografi”
Takeshi Shirabe (KTH)
Utlysning: Årliga Öppna 2015
Beskrivning:
Framsteg inom digital informationsteknologi under de senaste decennierna har påverkat i stort sett
alla moderna yrken. Inom urban och regional planering har denna påverkan i allmänhet associerats
med data som beskriver den naturliga och den sociala miljön. Dagens planerare använder dagligen
alltmer kraftfulla verktyg och tekniker som finns i geografiska informationssystem (GIS) för insamling,
lagring, analys och presentation av rumslig refererade data. Vi tror att GIS funktionalitet som
databaser och visualisering kommer att förbli viktiga. Men vi förväntar oss att framtida GIS och
2016-11-25
besläktade geospatiala teknologier kommer att erbjuda mera funktionalitet för att utföra beslut och
operationer i det geografiska rummet. Rumslig planering är en uppgift som innebär utformning av
former och arrangemang av geografiska helheter med hänsyn tagen till ett antal kriterier som
återspeglar ekonomiska, miljörelaterade och sociala mål. Dessa helheter kan variera från
affärsdistrikt och motorvägsanslutningar till naturskyddsområden och viltkorridorer. Om de skall
abstraheras till grafiska objekt såsom *punkter*, *linjer*, *areor* och *volymer* kommer GIS
sannerligen att erbjuda ett stort antal analytiska verktyg för planerare. En svaghet av nuvarande GIS
är deras begränsade funktionalitet att kunna rita, i synnerhet deras brist att begränsa grafiska objekt
till önskade egenskaper och/eller relationer. GIS kan förstås låna sådan *begränsnings-baserad
ritning* kapacitet från dator-assisterad design (CAD) mjukvara. Men CAD har sina egna svagheter i
kravet att grafiska objekt måste bäddas in i det euklidiska rummet och att begränsningarna bara kan
vara storlek (tex. längd och area) och relationer (tex. Avstånd och parallellism) som är euklidisk
geometrisk, men inte sådana som är *geografiska* dvs beroende av den rumsliga variationen av
utvalda omständigheter (tex. Elevation (höjd), vegetation och population) på eller nära jordytan. Vi
avser att utveckla en teori för en ny interaktiv och intuitive dator-assisterad metod för grafisk
editering med geografiska villkor. Ett system som har metoden implementerad kommer att
möjliggöra för användarna att behålla traditionella formar av skissering (kanske med en penna på en
tryckkänslig skärm) och förfina de skissade grafiska objekten automatisk för att möta kriterier som är
bestämda av de underliggande geografiska karaktäristika. Med detta system kan t.ex. en
landskapsarkitekt lätt rita en area för en föreslagen avfallsdeponi vars storlek specificeras i termer av
*miljöpåverkan* och en annan area för bostäder vars storlek specificeras i termer av
*markkostnaden*, med kravet att de båda områdena inte är synliga för varandra över en topografisk
yta. Vi förväntar oss att vår metod att *rita med geografi* kommer att vara ett oumbärligt verktyg för
planerare, liksom CAD har blivit för arkitekter.
3. Delningsekonomi (avseende bl.a. mobilitet, energi, ytor, konsumtion)
”Hur minska miljöpåverkan av vår livsmedelskonsumtion: samband mellan förpackningsdesign,
konsumentbeteende och livsmedelssvinn”
Fredrik Wikström (Karlstad universitet)
Utlysning: Årliga Öppna 2016
Beskrivning:
Är förpackningen en miljöbov eller en miljöhjälte? Ja det beror alldeles på vilka glasögon man sätter
på sig. Förpackningens funktion, att skydda innehållet på sin väg från producent till slutlig
användning är definitivt åt hjältehållet. I länder som saknar en effektiv distribution med bland annat
skyddande förpackningar går stora mängder av den producerade maten till spillo eftersom den
hinner bli dålig innan den ska konsumeras. I industrialiserade länder når den mesta av maten
konsumenten i ett gott skick på grund av förpackningar och utbyggda kyl- och fryssystem. Där har
istället förpackningens roll som miljöbov uppmärksammats under de senaste decennierna.
Förpackningar anses onödiga och de bygger sopberg. Minimering och återvinning av
förpackningsmaterial har stått i fokus. Det är naturligtvis väldigt bra att minska förpackningens
direkta miljöpåverkan, men dess funktion som miljöhjälte, att skydda innehållet, glöms ofta bort.
Eftersom innehållet i förpackningen ofta har mångdubbelt större miljöpåverkan än själva
förpackningen är det olyckligt att förpackningens funktioner inte uppmärksammas på samma sätt
2016-11-25
som förpackningsmaterialet. I industriella länder slänger konsumenterna ungefär en tredjedel av all
inhandlad mat. En hel del av detta skulle kunna undvikas med förpackningar som bättre svarar mot
konsumentens behov. Det kan handla om att förpackningen innehåller rätt mängder, att den är enkel
att använda och tömma, att det finns tydlig information om hur man ska dosera för olika behov, och
hur länge innehållet kan konsumeras på ett säkert sätt. I det här projektet vill vi ta reda mer på vilka
förpackningsegenskaper som spelar störst roll för livsmedelssvinnet för olika produkter. För
färskvaror som mejeriprodukter är det troligen viktigast att mängden är rätt anpassad efter behovet.
För torra varor som ris kan det istället vara svårigheter att dosera efter behov som gör att det kokas
för mycket och slängs. Något som är viktigt är att ta mer hänsyn till olika konsumentgrupper. Hälften
av alla hushåll är singelhushåll, och många är äldre. Där behövs mer anpassning av lämpliga
förpackningsstorlekar och att det är lätt att hantera förpackningen så att man inte spiller.
Forskningen är tvärvetenskaplig och bygger på den teori och empiri som forskare vid Karlstads
universitet tagit fram under senare år. Genom att kombinera tjänsteteori och livscykelanalys kan
interaktionen mellan produktegenskaper och konsumentbeteende analyseras, något om oftast inte
inkluderas i livscykelanalyser. Projektet består av två studier samt skrivandet av en
populärvetenskaplig bok. Den första studien består av en litteraturstudie där orsaker till
livsmedelssvinn för olika produkter sammanställs. Utifrån denna samt en sammanställning av
förpackningsattribut bedömer en expertpanel vilka förpackningsattribut som är mest betydelsefulla
för svinnet för respektive produkt. Den andra studien är en hushållsstudie med samma syfte som den
första. Medlemmarna i hushållen dokumenterar allt sitt livsmedelssvinn genom fotografering.
Bilderna analyseras och intervjuer görs i varje hushåll. Utifrån bilderna härleder vi vilka produkter
svinnet kommer ifrån och reder ut orsakerna till svinnet. Härigenom kan vi identifiera vilka
förpackningsegenskaper som påverkat. Slutligen vill vi i projektet ta fram en populärvetenskaplig bok
om förpackningars indirekta miljöeffekter och påverkan på beteenden; hur förpackningsdesign kan
minska energiåtgången för distribution, hur mängden livsmedelssvinn som beror på konsument kan
minskas, osv. Vi behöver medvetandegöra förpackningens roll som miljöhjälte jämte den som
miljöbov för att nå målet; en minskad belastning på miljön.
”Delningsekonomin och staden”
Yuliya Voytenko (Lunds universitet)
Utlysning: Årliga Öppna 2015
Beskrivning:
Att dela på varor, tjänster och kompetens ses som en lösning på urbana samhällsutmaningar.
Hållbarhetspotentialen hos delningsekonomin, och de institutionella processer som krävs för att
förverkliga den har dock inte studerats systematiskt. För att utveckla kunskap och stödja hållbar
delning av resurser, behövs en systematisk och jämförande analys av städernas roll i
delningsekonomin. Projektets syfte är att undersöka, testa och främja kunskap om städernas roll i
initiering, implementering och institutionaliseringsprocesser för delningsorganisationerna i
europeiska städer. De tre målen är: 1 INITIERING: Att undersöka hur städernas ledning engagerar sig i
delningsekonomin utifrån deras hållbarhetvisioner och strategier 2 IMPLEMENTERING Att studera de
metoder som städer använder för att befrämja en delningsekonomi 3 INSTITUTIONALISERING:: Att
utforska städernas roll i institutionaliseringsprocesserna för delningsekonomin. Projektet kommer att
öka kunskapen genom att utföra en systematisk och jämförande analys av städernas roll i
delningsekonomin. Detta innefattar fallstudier av institutionaliseringsprocesser för
delningsekonomin i 3 europeiska städer. Projektet kommer att ta fram policyrekommendationer.
2016-11-25
Metoderna omfattar fallstudier, intervjuer, deltagande observationer, infra-labs och workshops.
Projektet kommer att öppna nya forskningshorisonter och vägar att främja hållbar utveckling i
samhället. Huvudforskarens kompetens kommer att kompletteras av framstående medarbetare
”Att dela på ting och rum: om urban samkonsumtion”
Karin Bradley (KTH)
Utlysning: Årliga Öppna 2012
Beskrivning:
För att kunna nå internationella mål om minskad resursförbrukning har det framgått att
tekniklösningar inte räcker, även beteendeförändringar är nödvändiga såsom förändrade
konsumtionsmönster. En växande kritik mot den samtida konsumtionskulturen kan samtidigt
skönjas. Mot denna bakgrund och i kölvattnet av den ekonomiska krisen har medborgarinitiativ vuxit
fram där man utvecklat system för att dela på resurser såsom verktyg, fordon, kläder, lokaler,
trädgårdar, etc. Syftet med detta projekt är att undersöka urbana system för att dela på saker och
utrymmen, varför dessa uppstår, hur de fungerar och vilken vidare samhällelig betydelse de kan ha
när det gäller social, ekonomisk och rumslig organisering. Fallstudier genomförs i tre städer: Bristol,
Barcelona och Stockholm. Fallen innefattar a) delande av varor och b) delande och samnyttjande av
rum och platser. Metoden innefattar intervjuer med initiativtagare, användare och tjänstemän,
dokumentanalys och deltagande observation. De teoretiska perspektiven rör 1) kollektiva
nyttigheter, 2) medborgarekonomier och 3) politisk ekologi. Avsikten är att bidra empiriskt och
teoretiskt till forskningen om hur gemensamma resurser skapas och förvaltas i ett samtida urbant
Europa. En knäckfråga idag hur man kan minska materiell konsumtion och samtidigt behålla god
livskvalitet; projektets samhällsrelevans ligger i dess bidrag till denna fråga.
”Urban Reconomi: delning för cirkulär resurseffektivitet”
Oksana Mont (Lunds universitet)
Utlysning: Årliga Öppna 2014
Beskrivning:
Städer anses ha de största möjligheterna att kunna omvandla våra samhällen i en hållbar och
resurseffektiv riktning. De senaste trenderna såsom att dela på *saker, utrymme, kompetens och tid*
och kollaborativ produktion, blir snabbt en del av våra urbana liv, och förespråkas som hållbara. Men
dess potentiella bidrag till att möjliggöra resurseffektivitet och kretsloppsekonomi har inte
utvärderats systematiskt. Detta tvärvetenskapliga projekt syftar till att främja Urban Reconomi
genom att analysera hur delning och kollaborativ produktion är organiserade, vilket deras bidrag till
cirkulär ekonomi blir och hur det kan utnyttjas genom innovativa institutionella konstellationer och
entreprenöriella processer i olika urbana sammanhang. Frågorna kommer att undersökas genom att
kombinera teoretiska insikter från institutionellt entreprenörskapsperspektiv med empiriska studier.
De empiriska studier innefattar 6 fördjupade fallstudier från Malmö, Köpenhamn och Helsingfors och
6 korta fallstudier från London, Berlin och Barcelona (2 i var). Fallstudierna kommer att omfatta
djupintervjuer med intressenter, deltagande observation, dokumentanalys och expert fokusgrupper.
2016-11-25
Syftet med projektet är att bidra till området för institutionellt entreprenörskap och att främja den
samhälleliga målsättningen att bygga ett resurseffektivt Europa.
4. Effektivt nyttjande av bebyggelse
”Nationell stark transdisciplinär forskningsmiljö för helhetssyn på hållbar renovering”
Kristina Mjörnell (SP)
Utlysning: Hållbart samhällsbyggande 2013 Starka Miljöer
Beskrivning:
Sverige liksom många andra länder, står inför stora akuta behov av renovering av efterkrigstidens
byggnadsbestånd som har passerat sin tekniska livslängd. För att säkerställa kvalitet och
måluppfyllelse i renoveringsprocessen utifrån olika perspektiv, miljömässigt, ekonomiskt och socialt
samt öka professionalismen i byggbranschen, kommer en konkretisering av modeller för hållbar
renovering och utveckling av metoder för att genomföra sådana att tas fram. Forskningsansökan
avser finansiering av Nationell stark transdisciplinär forskningsmiljö för helhetssyn på hållbar
renovering (NCESR) som är kopplat till ett nystartat nationellt renoveringscentrum i Lund.
Forskningsansökan om NCESR bygger på inter- och tvärvetenskaplig samverkan mellan forskare på
högskola och institut, aktörer inom bygg och fastighetsbranschen samt berörda myndigheter.
Forskningen syftar till att radikalt förändra nationell renoveringspraxis genom ökat samarbete,
deltagande och holistisk syn på hållbarhet och därmed stärka den svenska konkurrenskraften
internationellt. NCESR fokuserar på fem områden; upprättande av en levande kunskapsbas; analys av
tidigare och pågående renovering; delta i innovation, demonstration och Living Lab; utveckla
modeller, metoder och verktyg för integrerad hållbar renovering; samt nya sätt för kommunikation,
dialog och spridning av resultat. Målet är att de modeller och metoder för integrerad hållbar
renovering som utvecklats ska användas brett och storskaligt på marknaden.
”Kompakta städer? - Att undersöka kvaliteter, drivkrafter och strategier för att stödja
blandstaden”
Jaan-Henrik Kain (Chalmers Tekniska Högskola)
Utlysning: Årliga Öppna 2013
Beskrivning:
Såväl forskning som policy argumenterar för mer kompakta städer - dvs. högre täthet och
funktionsblandning - men det är oklart vad det är som faktiskt behöver göras mer kompakt för att
uppnå alla påstådda fördelar. Det saknas också kunskap kring hur olika drivkrafter tillsammans skapar
eller motverkar kompakta städer, där sådana drivkrafter finns inom många olika sektorer och på
skilda governance-nivåer. Vidare saknas det kunskap om på vilket sätt kompakta städer kan skapas
genom strategiarbete och omvandlingsprocesser, som också de sker inom olika sektorer och på olika
nivåer. Projektets mål är att bidra till en mer precis och operationell förståelse av vilka kvaliteter en
kompakt stad faktiskt behöver omfatta och hur dessa kan stödjas och implementeras. Det kommer
att utveckla a) ett konsistent, effektivt och användbart måttsystem för de urbana kvaliteter som
kopplar till städers kompakthet; b) ett ramverk för en integrerad förståelse av stadsutvecklingens
2016-11-25
drivkrafter; och c) rekommendationer för strategier och för processer för strategiutveckling.
Stadstäthet kommer att studeras i Barcelona, Rotterdam och Göteborg, och den utvecklade
kunskapen kommer att tillämpas inom Göteborgsområdet.
“Sustainable Land Use Policies for Resilient Cities (SUPER-CITIES)”
Peter Schmitt (Nordregio)
Utlysning: Urban-Net 2008
Beskrivning:
This project explores the robustness, transferability and sustainability of recent land-use policy
instruments for managing urban change. The main emphasis is on dynamic cities where diverse
changes are occurring, such as urban growth and population expansion or urban decline and
population loss. These changes pose a range of economic, social and environmental opportunities
and challenges for cities. Recent policy instruments are evaluated against a number of criteria related
to urban resilience including adaptability, manageability, capacity-building and the promotion of
quality of life. The research draws on case studies from four countries where urban dynamics are
very different. These differences and specific development paths will be further explored and
illustrated. Turkish cases are used to evaluate policy instruments to control urban sprawl under
conditions of rapid urban growth and population expansion. Portuguese cases are used to assess
urban policies both under condition of urban shrinkage and urban sprawl. Dutch cases are used to
evaluate policy instruments under conditions of moderate urban growth within a polycentric urban
structure. Swedish cases are used to evaluate policy instruments under conditions of moderate
urban growth but this time within a more monocentric urban structure.
”Ett designverktyg för energibesparande elektrokchroma fönster”
Göran Lindbergh (KTH)
Utlysning: Miljöteknik 2008
Beskrivning:
Den här ansökan behandlar teknologiområdet elektrochroma fönster. Mer specifikt så siktar
projektet på att ta fram ett verktyg baserad på modellering som kan användas för att designa och
optimera stora elektrochroma ytor som exempelvis fönster för byggnader. Forskning och utveckling
kommer att genomföras på KTH i nära samarbete med ChromoGenics AB, som medfinansierar
genom eget arbetet och genom att bidra med handledning och material i projektet. Det finns en ny
teknologi för att skapa energieffektiva byggnader som bygger på variabel transparangs för fönster
och fasader, sk *Smart windows*. Dessa kan leda till ett minskat behov av kylning kombinerat med
en bättre inomhuskomfort. ChromoGenics Sweden AB är ett Uppsalabaserat företag startat av en
grupp forskare. Det långsiktiga målet för företaget är att producera elektrochroma fönster för
transportsektorn och byggnader.
”Framtidens hem. Morgondagens lösningar en sporre för dagens byggnader”
Greg Morrison (Chalmers Tekniska Högskola)
2016-11-25
Utlysning: Starka Forskningsmiljöer 2010
Beskrivning:
Den starka forskarmiljön kommer att stödja utvecklingen av framtidens hem i en globaliserad era
med ny teknologi, material och strukturella/rumsliga lösningar som på ett radikalt sätt minskar
resurs- och energiutnyttjandet. Forskning som stödjer utvecklingen av metoder och teknologi för
renovering och uppgradering av befintliga byggnader kommer att spela en viktig roll i programmet.
Forskningsprogrammet stödjer forskningen inom samhällsbyggnadsområdet vid Chalmers och samlar
ledande forskare vars verksamhet fokuserar på byggnader och hem. Programmet och forskarna
skapar en transdisciplinär arena med forskning i samverkan med samhället. På denna arena kommer
det att skapas forskningsresultat, innovationer, arbetssätt och tillämpningar i den absoluta
framkanten. Den interdisciplinära forskarmiljön baseras på ett systemtänkande med betoning mot
ingenjörsvetenskap och människans upplevelser och behov. Viktiga forskningsdelar kommer att
behandla; aktiva, multifunktionella klimatskal, betongkompositstrukturer med
energilagringsmöjlighet, vattensystem för inomhusbruk, upplevelser av hem, ljus och rumsstrukturer.
Den transdisciplinära arenan bygger på ett designsystemtänkande och kommer att innefatta
interdisciplinär forskning inom de externa samarbetspartnernas pågående projekt.
”dMFA - Analysverktyg som stöd för faktor 10 på urban distriktsnivå”
Yuliya Kalmykova (Chalmers Tekniska Högskola)
Utlysning: Hållbart samhällsbyggande 2015
Beskrivning:
År 2050 förväntas resurskonsumtionen vara tre gånger högre än idag, någonting som även kommer
att medföra en ökad miljöpåverkan. För att kunna förändra detta scenario och uppnå en mer hållbar
resursanvändning i de utvecklade länderna måste vi minska vår resursanvändning med 90 % till 2050,
samtidigt som vi bibehåller välfärden i samhället (en så kallad Faktor 10-strategi). I Sverige används
65 % av materialkonsumtionen i städer till bebyggelse och 40 % av den totala energin används i
byggd miljö. Det här projektet utvecklar metoden för tillämpning av Faktor 10 på distriktsnivå. Denna
skala är särskilt lämplig för implementering av Faktor 10 eftersom större delen av den aktiva
byggnationen för närvarande sker på distriktsnivå, särskilt i Sverige och Europa på grund av
stadsförtätning och en åldrande bebyggd miljö. Ett analysverktyg utvecklas som kommer att, på
distriktsnivå, beräkna resurskonsumtionen/CO2 utsläpp samt möjliggöra systematisk övervakning av
densamma, samt modellera och utvärdera olika scenarier med avseende på minskad
resursanvändning/CO2 utsläpp (inklusive de indirekta CO2 utsläpp). Projektet genomförs i nära
samarbete med och samfinansieras av Mistra Urban Futures, Göteborgstad och flaggskeppsinitiativet
Smart Sustainable Districts inom EU:s Climate KIC-program. Dessa intressenter kommer att använda
verktyget som beslutsunderlag vid planering av nybyggnations- och renoveringsprojekt för både
bostäder och kommersiella fastigheter, samt för infrastrukturprojekt.
”Prestandaindikatorer för certifiering av hållbara stadsdelar”
Tove Malmqvist (KTH)
Utlysning: Hållbart samhällsbyggande 2015
2016-11-25
Beskrivning:
Den pågående urbaniseringen, tillsammans med stadsbors proportionellt sett högre miljöpåverkan
innebär att hållbar stadsutveckling är en förutsättning för hållbar utveckling i stort. Detta projekt
bidrar till hållbar stadsutveckling genom att stödja den pågående utvecklingen av ett svenskt
certifieringssystem för hållbara stadsdelar som leds av Sweden Green Building Council (SGBC) med
samarbetspartners. Projektet har två huvudsakliga syften: 1) att utvärdera och vässa struktur och
metodologiska principer för certifieringssystemet som tagits fram av SGBC under 2015, samt 2) att
utveckla prestandaindikatorer för certifieringssystemet, vilket även innefattar att systematiskt välja
ut relevanta hållbarhetsaspekter samt att etablera kriterier för klassning. Prestandaindikatorerna har
tre syften: 1) bedöma den faktiska hållbarhetsprestandan hos nybyggda eller renoverade stadsdelar,
2) utgöra grund för vilka krav som bör ställas på processer under ett stadsbyggnadsprojekts olika
faser, samt 3) övervaka och bedöma hållbarheten hos redan befintliga områden. I projektet utvecklas
inledningsvis ett första förslag på vässade principer samt prestandaindikatorer. Detta testas sedan i
verkliga projekt och därefter sker en iteration med komplettering och förbättringar. För att öka
legitimiteten hos det utvecklade systemet är projektet upplagt enligt aktionsforskningens principer.
De deltagande forskarna bidrar med sin expertis till en process som ägs och drivs av SBGC med
samarbetspartners.
”Smarta hållbara kontor - ett verkligt *arbetslab* som demonstrator för framtidens kontorsmiljö
på Johanneberg Science Park etapp 2”
Ulrike Rahe (Chalmers Tekniska Högskola)
Utlysning: Hållbart Samhällsbyggande 2016
Beskrivning:
Den byggda miljön är central för att minska både utsläpp av CO2-eq och begränsa resursförbrukning.
Då människor tillbringar mer än 80 % av sin tid inomhus krävs skapandet av nya strategier för
kontorsarbete för att minska miljöpåverkan och social ojämlikhet vilket innebär en möjlighet att
introducera nya idéer och teknik i en marknad som är i behov av innovation. Smarta hållbara
kontorsprojektet syftar till att testa sambanden mellan inomhusmiljön, kvalitetsparametrar och
välbefinnande i för faktiska kontorsscenarion genom att utföra empiriska studier i verkliga
demonstrationsförhållanden. Projektet kombinerar mänskliga faktorer med byggteknik för att bygga
en *Working Lab som en demonstratör för framtidens kontorsarbetsmiljö* och kommer att bana väg
för en ny generation av användarorienterade, energieffektiva och koldioxidsnåla kontor och
ytterligare ge möjlighet att testa och visa senaste forskningsresultaten parallellt med utvecklingen av
ett nytt certifieringssystem för framtidens smarta och hållbara kontor. Working Lab konceptet avser
att underlätta för och främja öppna system och innovationssatsningar genom att erbjuda en cocreation plattform för experiment. Co-creation kan ses som en process som möjliggör för pågående
interaktion mellan partners, kunder och användare, vilket bidrar till samarbete och främjar
innovation.
”Strategier för blandad renovering och rimliga boendekostnader i miljonprogrammet”
Kerstin Annadotter (KTH)
Utlysning: Årliga Öppna 2012
2016-11-25
Beskrivning:
Vad som ska göras med miljonprogrammets hyreshus är idag en viktig fråga: Allt från rivning till
totalrenovering förekommer. I detta projekt fokuseras på områden där möjligheten att höja hyran
för att täcka renoveringskostnader är begränsad. Detta är t ex fallet i de minst attraktiva förorterna i
större orter och i orter med vikande befolkning. Uttrycket *Blandad renovering* syftar på en strategi
där lägenheter/hus inom ett område renoveras olika mycket vilket gör det möjligt både att bo kvar
och få en relativt låg boendekostnad och att bo kvar i området men få högre standard på sitt boende,
och naturligtvis då högre hyra. Projektet ska fokusera på samtliga tre hållbarhetsdimensionerna. Hur
kan man genomföra blandad renovering så den blir (i) miljömässigt så bra som möjligt (ii) ekonomiskt
hållbart, vilket vi här tolkar som möjligt att genomföra utan omfattande subventioner, (iii) socialt
hållbar så att människor inte tvingas flytta pga hög hyra. Projektet genomförs som ett samarbete
mellan tekniker och ekonomer och innehåller ett antal mer principiella delar om betalningsförmåga,
effekter av en ny institutionell struktur (ny lag om allmännyttan) och om hur kalkyler ska göras på ett
korrekt sätt och ett antal fallstudierna. I fallstudierna som görs tillsammans med hyresgästföreningen
och ett antal intresserade företag, ska vi analysera olika varianter av blandade renoveringsstrategier
och hur de ska kunna genomföras i det aktuella området.
5. Lärande och utveckling av intressanta satsningar, t.ex. Göteborg (Frihamnen/Älvstaden)
och Kiruna (flytt av staden)
”ALICE - Attraktivt levande i kallt klimat”
Maria Viklander (Luleå tekniska universitet)
Utlysning: Starka Forskningsmiljöer 2011
Beskrivning:
Visionen är att stimulera nya och innovativa socio-tekniska åtgärder och system för en övergång till
ett mer uthålligt och resilient samhälle beläget i kallt klimat. Detta ska åstadkommas genom att ta en
ny approach på hållbarhetsbegreppet där tvärvetenskaplig forskning ska kunna föra frågorna ett steg
längre än det vanliga trepelare-konceptet; ekologisk, ekonomisk och social hållbarhet. Istället delas
hållbar samhällsutvecklings- konceptet ?Attraktivt levende i kallt klimat? upp i teman; Det goda livet,
Hållbar resursanvändning och Den anpassningsbara staden. Forskningen ska bedrivas
tvärvetenskapligt i nära samarbete med intressenter och slutanvändare för de socio-tekniska
systemen och frågor kan röra sig allt ifrån integrering av hållbara tekniska lösningar, användarnas
påverkan av systemens utformning eller organisationers planering för hållbara system över
organisationsgränserna. Som fallstudier kommer orterna Kiruna och Malmberget att användas där
stora stadsomvandlingar är planerade på grund av gruvaktiviteten i området. Båda orterna har
uttalat ett önskemål om att en hållbar stadsomvandling där olika intressenters intressen tas till vara
och där samhället involveras i processen. Forskningen kommer att bedrivas i ett samarbete mellan
sju forskningsgrupper på Luleå tekniska universitet rörande ämnena arkitektur, planering, trafik,
energisystem och energieffektiva system, VA system, genus, medborgarinflytande, organisation,
statsvetenskap, träbyggnad och byggprocessen.
”Stadens kulturmiljöer - Heritagisation i stadsomvandlingsprocesser”
2016-11-25
Kristina L Nilsson (Luleå Tekniska Universitet)
Utlysning: Årliga Öppna 2013
Beskrivning:
Forskningsprojektet handlar om hur kulturhistorisk bebyggelse värderas, presenteras och hanteras i
stadsomvandlingsprocesser. Syftet är att stärka kulturvärden och praktiken i stadsplanering för att
utveckla hållbara och attraktiva livsmiljöer. Även om kulturmiljölagstiftning är till för att bevara
historiskt intressanta byggnader och miljöer är de ofta hotade. De flesta människor reagerar negativt
på rivningar och förändringar av kulturvärden. Projektet är interdisciplinärt mellan kulturvård,
stadsplanering och samverkan mellan aktörer och intressenter som är involverade i omvandlingarna.
Sådana processer kommer att väljas ut i Europeiska städer, studeras och jämföras med tidigare
studerade svenska fall i Kiruna och Malmberget. Huvudforskningsfrågan är: Vilka metoder kan
utvecklas för att presentera och stärka kulturhistorisk bebyggelse i stadsomvandlingsprocesser?
Underfrågor är: Hur uppfattas byggda kulturvärden? Hur är värdena dokumenterade och värderade?
På vilket sätt är dessa värden omvandlade i förhållande till tendenser i samhället och förändringar i
stadsstrukturer? Hur har kulturvärdena hanterats i stadsomvandlingsprocesserna i förhållande till de
presenterade värdena? Teorier om heritagisation, aktör-nätverks-teori och diskursanalys används i
abduktivtolkade fallstudier.
”Samordnad ansats för anpassning av städer till klimatrelaterade risker”
Sofia Thorsson (Göteborgs universitet)
Utlysning: Samordnad stadsutveckling - en förutsättning för hållbarhet 2010
Beskrivning:
Det finns ett stort behov av att utveckla hållbara städer och stadsdelar, vilka kan absorbera
förändringar, hantera klimatrelaterade risker och ta hänsyn till miljömässig, social och ekonomisk
utveckling på ett integrerat sätt. Syftet med detta transdisciplinära projekt är att 1)analysera
markanvändningens, vegetationens och stadsgeometrins betydelse för att minska klimatrelaterade
risker (översvämningar, jordskred, värmeböljor, luftkvalitetsproblem); 2) utvärdera socioekonomiska
konsekvenser samt 3) utveckla och föreslå innovativa anpassningsstrategier. Tre stadsdelar i
Göteborgsområdet väljs ut för fallstudier; Masthuggskajen befintlig miljö; Frihamnen
exploateringsområde; Papyrus stort exploateringsområde. Metoder inkluderar modellering av
termisk komfort och luftkvalitet, riskbedömning av naturolyckor, stratifierade sårbarhets- och
flerkriterieranalys i ett iterativt deltagande tillvägagångssätt med intressenter. I konsortiet ingår
experter i termisk komfort, atmosfärsvetenskap, geoteknik och socioekonomi samt lokala aktörer
som arbetar med stadsutveckling i Göteborgsområdet. Genom att tidigt i planeringsprocessen ta
fram underlag som baseras på kunskap och forskning som normalt inte integreras kan målkonflikter
och synergier mellan olika aspekter tidigt identifieras och omsättas i innovativa lösningar. Resultatet
av projektet kommer att spridas till forskare och stadsutvecklingsaktörer i form av vetenskapliga
artiklar, webbsida, rapporter, strategidokument och workshop.
6. Gröna affärsmodeller (resurseffektivitet)
2016-11-25
”Styrmedel för att korrigera marknadsmisslyckanden som förhindrar en cirkulär ekonomi - analys
och evidens från två fallstudier”
Magnus Hennlock (IVL Svenska Miljöinstitutet AB)
Utlysning: Årliga Öppna 2016
Beskrivning:
Varje EU-medborgare använder nästan 15 ton material och genererar mer än 4,5 ton avfall (varav
hälften går till deponier) per år. Den linjära ekonomin är inte längre ett hållbart alternativ. Därmed
blir resurseffektivitet och övergången till en cirkulär ekonomi viktiga mål inom EU och Sverige. Vägen
mot en cirkulär ekonomi förutsätter ekodesign och en avfallshierarki. Avfallshierarkin som förs fram
av EU direktivet 2008/98/EG etablerar en prioriteringsordning för åtgärder inom avfallsområdet. Det
prioriterar ordningen: förebyggande av avfall, återanvändning, materialåtervinning,
energiåtervinning och sist bortskaffande. Medan litteraturen om cirkulär ekonomi ofta har fokuserat
på industriell ekologi, produktdesign och produkt-servicesystem utifrån ett producentperspektiv, har
konsumtionsbeteende fått mindre uppmärksamhet i detta sammanhang. Trots vissa förbättringar i
energieffektivitet och resursproduktivitet under de senaste åren, har den totala konsumtionen och
avfallsmängden ökat i vissa sektorer. En ökad resurseffektivitet och övergång till cirkulär ekonomi är
beroende av konsumtionsförändringar som kopplas till återanvändning, återbruk och återtillverkning
av varor samt produktservicesystem. Syftet med detta projekt är att systematiskt undersöka vilka
faktorer och styrmedel som kan påverka konsumtionsförändringar mot återanvändning, återbruk och
återtillverkade varor. Vi gör detta genom att använda beteendeekonomi och enkätbaserade
experimentella metoder för att identifiera konsumenters påverkan på återanvändning, återbruk och
återtillverkade produkter och nya produkt-servicesystem. Studien genomförs även med en
enkätbaserad översikt över konsumenters attityder och beteenden kring återanvändning, återbruk
och återtillverkade produkter i Sverige för ett flertal produkter och tjänster samt två fallstudier på
marknaderna för mobiltelefoner och fritidsbåtsmarknaden. För att maximera samhällsnyttan av
studierna, identifierar en syntes de villkor som leder till våra resultat, och när dessa är
generaliserbara till andra områden. Sammanfattningsvis kommer projektet att använda sig av
analytiska ekonomiska modeller och experimentella metoder i samverkan med intressenter.
Resultaten bidrar till utformningen av svensk och europeisk politik för hållbar konsumtion,
resurseffektivitet och cirkulär ekonomi.
”Hållbar och resurseffektiv styrning för produkter med begränsad livstid”
Fredrik Olsson (Lunds universitet)
Utlysning: Årliga Öppna 2016
Beskrivning:
Operationsanalys är den del av den tillämpade matematiken som avser matematisk modellering av
beslutsproblem. Lagerstyrning är ur ett historiskt perspektiv ett av de största områdena inom
operationsanalys. Ett uppenbart skäl att studera lagerstyrning är att mycket stort kapital är bundet i
just lager. Genom effektiv lagerstyrning är det ofta möjligt att reducera den totala kostnaden i en
försörjningskedja avsevärt och samtidigt minska miljöpåverkan genom minskad kassering av
produkter. I detta projekt ligger fokus på att studera lagerstyrningsproblem där produkter har
begränsad livstid, d.v.s., produkter som efter ett förutbestämt bäst-före-datum måste kasseras p.g.a.
2016-11-25
för hög ålder. Typiska produkter som har denna egenskap är bröd, kött, frukt, mediciner, blod i
blodbanker, etc. Dessa typer av lagerstyrningssystem är ofta stokastiska (slumpmässiga) av olika
anledningar, framför allt eftersom kundefterfrågan är slumpmässig av naturen. Därför faller
lagerstyrningsproblem av denna typ naturligt under ämnen som tillämpad sannolikhetslära, köteori
och stokastiska processer. Ett standardsätt är att modellera ett lagerstyrningssystem som en
stokastisk process där kundankomster ofta antas vara enligt en homogen Poissonprocess där varje
kund endast beställer en produkt åt gången. Den begränsade livstiden för en produkt försvårar
emellertid analysen av dessa problem avsevärt eftersom den s.k. Markov-egenskapen inte längre är
uppfylld. Ett av syftena med detta projekt är att studera, analysera och optimera (ofta är målet att
minimera en totalkostnad givet ett antal restriktioner) lagerstyrningssystem med produkter som har
begränsad livstid där det slumpmässiga efterfrågemönstret följer verkligheten till större utsträckning
än i existerande modeller. T.ex. är det mycket vanligt att anländande kunder efterfrågar ett antal
produkter åt gången, och alltså inte endast en produkt som i fallet med en standard Poissonprocess. I
våra preliminära resultat visar det sig att genom att använda sig av en ny metod som bygger på
partiella differentialekvationer och teori från "doubly-stochastic Poisson processes", så kan många av
dessa system analyseras och utvärderas. Ute i industrin och dagligvaruhandeln så kasseras en stor
mängd produkter eftersom de har nått sin begränsade livstid. En av anledningarna till detta problem
är att koordinationen mellan efterfrågan och supply är långt ifrån optimerad. Detta är både ett
ekonomiskt och miljömässigt problem. Därför är ett annat syfte med projektet är att matematiskt
analysera hur kassering av produkter kan reduceras genom s.k. lagerpooling. Med lagerpooling
menas att lager ”slås samman” så att det blir tillgängligt för en större kundpopulation. I sådana
lagerpooling-modeller ligger den matematiska utmaningen i att analysera stokastiska processer som
interagerar med varandra, och slutligen ska även beslutsvariabler (såsom beställningsnivåer och
orderkvantiteter) optimeras. Utöver den vetenskapliga nyheten för projektet så finns en tydlig
koppling till slutanvändare. Genom sammarbete och diskussioner med ett antal företag inom
livsmedelsbranschen garanteras den praktiska relevansen av projektet. Ambitionen är även att, som
en pilot-studie, implementera de framtagna vetenskapliga modellerna i företagens affärssystem för
att möjliggöra signifikant reducering av kassation av produkter med bibehållen kundservice.
”Återvinning av textilt materialavfall genom tillverkning av hel-cellulosakompositer – RECYCELL”
Mikael Skrifvars (Borås Högskola)
Utlysning: Årliga Öppna 2016
Beskrivning:
Återvinning av textilt materialavfall är idag en stor utmaning i samhället. För att möta dagens och
framtidens krav på återvinning är det nödvändigt att utveckla nya metoder för materialåtervinning av
textila material vilka ej mera kan användas för sitt ursprungliga ändamål. Cellulosafibrer såsom
bomull och viskos används i många textila material som enskilda fibrer eller i kombination med andra
fibermaterial. Syftet med detta projekt är att studera och utveckla möjligheterna att återvinna
cellulosabaserade textila material som kompositer, vilka är starka och lätta material vilka kan
användas för tillverkning av bland annat bilkomponenter, byggelement, möbler och sportartiklar.
Metoden baserar sig på att delvis lösa upp cellulosafibrerna med hjälp av miljövänliga lösningsmedel
på så vis att en komposit bildas då lösningsmedlet avlägsnas. Processen görs i ett slutet formverktyg
på så sätt att lösningsmedlet tas tillvara, och inte kan avdunsta till luften. I kompositen kommer de
textila fibrerna att dels fungera som förstärkande armering men även som matrismaterial.
Kompositen är därmed en biokomposit, med mycket stort materialinnehåll baserat på bioråvara.
2016-11-25
Kompositer är starka och lätta material och har lång livslängd. Ur miljösynpunkt är detta mycket bra.
Genom att utveckla biokompositer från textil materialavfall kan man uppnå stora miljöfördelar,
eftersom man kan undvika förbränning eller deponi och i stället tillverka miljövänliga kompositer.
Dessa kompositer bör även kunna återvinnas genom bionedbrytning, vilket skall studeras i projektet.
Ett framgångsrikt projekt kommer att kunna erbjuda för den textila industrin nya sätt att återvinna
textila material, och för den kompositanvändande industrin ett nytt miljövänligt kompositmaterial.
”Att sluta den gröna cirkeln: bioelektrokemisk produktion av förädlade varor från CO2 och andra
bioprocess-restprodukter. ”
Nikolaos Xafenias (Chalmers)
Utlysning: Årliga Öppna 2016
Beskrivning:
En enorm mängd av kemikalier och bränslen som vårt samhälle använder härrör från fossila källor.
Detta gör oss beroende av dessa begränsade resurser, som också har extremt negativa effekter på
miljön på grund av frisättning av CO2 som är en viktig växthusgas. Klimatförändringen har nu blivit
mer uppenbar och beslutsfattare, forskningsinstitutioner och industrin har börjat främja nya
alternativa koncept för framställning av kemikalier och bränslen som krävs i våra samhällen. Ett
sådant koncept är bioraffinaderiet, där energi och kemikalier framställs från biomassa i stället för
råolja, och där ett oberoende av fossila bränslen främjas. Råvaruproduktion från biomassa har
expanderat, men industriella bioprocesser (t ex etanoljäsningar) producerar fortfarande stora
mängder av CO2 och andra kolhaltiga avfall. Kan kolet inte återanvändas så kommer det att
returneras till miljön, vilket minskar miljöfördelarna av bioprocessen. Ett hållbart alternativ för
produktion av energi och kemikalier är att utveckla teknik som kan återanvända och omvandla kolet i
denna typ av avfall till "gröna" produkter. En mycket lovande teknik som idag har uppmärksammats
av forskare och ingenjörer är bioelektrokemiska system (BES). I BES använder man mikrober som
levande "katalysatorer" för att omvandla kemikalier från en form (avfall) till en annan (förädlade
produkter). Detta görs via särskilda mekanismer som mikrober har utvecklat för att få energi till sina
metaboliska behov genom att utbyta elektroner med fasta mineraler (t ex järn). Efter miljarder år av
mikrobiell evolution har denna förmåga spridit sig till många mikroorganismer, och fascinerande
elektronöverföringsmekanismer håller nu på att upptäckas. Lika fascinerande är att mikrober kan,
istället för att använda mineraler, utbyta elektroner med ledande ytor som kallas elektroder. En
mätbar elektrisk ström produceras av denna elektronöverföring som kan kopplas till omvandling av
kol-molekyler från en form till en annan (reduceras eller oxideras). Detta är spännande, eftersom det
tillåter oss att integrera begreppet mikrobiell elektronöverföring i en bioprocess, där mikrober
tillhandahålls med elektroner på ett artificiellt sätt för att omvandla avfallskol till användbara
organiska kemikalier. I detta projekt ligger fokus på bioelektrokemisk omvandling av CO2 och
organiska bi- eller avfalls-produkter från bioetanol och biodieselindustrin. Dessa processer har valts
ut eftersom de ligger till grund förstora industrier i Sverige, och därför kan resultaten ha en direkt
påverkan på samhället. Mål-produkter kommer att vara främst alkoholer på grund av deras
kommersiella värde och användning inom kemi- och energiindustrin. Vissa bevis har nyligen lagts
fram för att just dessa omvandlingar kan ske, men det fortfarande en lång väg att vandra innan vi vet
vilka produktionsmekanismer som är involverade. Denna typ av kunskap är central för att kunna
påvisa vilka produktkoncentrationer och produktionshastigheter som är konkurrenskraftiga med de
som uppnås genom de väletablerade, oljebaserade metoderna. Per definition är bio-elektro-kemiska
system ett tvärvetenskapligt område, och därför är ett tvärvetenskapligt angreppssätt som det som
2016-11-25
föreslås här nödvändigt för att fortsatt utveckling inom området. Projektet startar med en grundlig
undersökning av potentiella mikrobiella "katalysatorer"; i) identifiering av vilka mikrober som är
viktiga i processen, ii) vilka särskilda elektronöverföringsmekanismer de utnyttjar, och iii) om dessa
konkurreras ut eller gynnas när de hamnar tillsammans med andra relevanta mikrober. När de mest
effektiva mikrobiella katalysatorerna valts ut kommer mikrobelektrod- interaktionerna att förbättras
genom att utveckla nya elektrodmaterial som modifierats med grafen. Grafen är ett nyupptäckt
material med unika elektriska egenskaper som förväntas revolutionera elektronikindustrin. I detta
projekt kommer grafen att användas för att underlätta elektronöverföring från elektroden till
mikrober, vilket förväntas öka den biologiska omvandlingshastigheten av kolet. Efter att förbättringar
av den mikrobiella katalysatorn och elektrodmaterialet har gjorts kommer systemet att integreras i
en ny reaktor som är konstruerad för att fungera med avloppsvatten som enda energikälla. Genom
att sammanföra experter från industriell bioteknik, miljöbioteknik, BES design och materialteknik,
kommer detta projekt ge banbrytande svar på befintliga industriella och samhälleliga
frågeställningar.