Laks i hyperloop og post levert av droner?

Teknologiutviklingen vil sette tydelig preg på norske veier. Mer avanserte it-systemer åpner for selvkjørende biler, men også for droner som kan levere pakkepost – med innebygget intelligens. Teknologien hyperloop er ikke bare en fancy ide: transportmetoden, som baserer seg på ekstremt lavt trykk og induksjonsteknologi kan bli en realitet, testbaner er under planlegging flere steder.

I først omgang vil neppe transportmetoden benyttes i persontransport, men for å sende varer som har det ekstra travelt, som nyslaktet laks. I alle fall ifølge et bredt forskerteam fra mange ulike fagområder i SINTEF.

SINTEF- Rapporten «Teknologitrender som påvirker transportsektoren» er skrevet på oppdrag fra prosjektgruppa bak nasjonal transportplan. Tidsperspektivet strekker seg fram til 2060 – og forandringene vi vil oppleve er ifølge forskerne gjennomgripende.

Her er noen av SINTEF-forskernes spådommer for de neste 30 årene:

Digitaliseringen blir merkbar «over alt»

Stadig flere kjøretøy utstyres med datamaskiner som igjen er utstyrt med avansert programvare. I tillegg blir sensorteknologi tatt i bruk i  flere kjøretøy. Dette vil ifølge forskerne påvirke både trafikken og kjøremønsteret vårt.

I dag har en ny bil mellom 60 og 100 sensorer, men forskerne antar at en ny bil vil være utstyrt med opp mot 200 sensorer i 2020. Informasjonen fra disse sensorene kan brukes både til kontroll av kjøretøyet, f.eks. sikkerhetsutstyr som ABS-bremser, og til vedlikehold.

Det kan gjøre ferdselen på norske veier sikrere: Trenden er nemlig at mer og mer data distribueres direkte og i sann tid til produsenten av transportmiddelet og til den som driver transportsystemet. Denne informasjonen kan brukes til IT- baserte sikkerhetstjenester som f.eks. å unngå kollisjoner og til å overvåke transportmiddelets tekniske status.

Forskerne spår også at flere digitale løsninger vil bidra til at vi får enda flere data: om alt fra energiforbruk, til kjøre- og bevegelsesmønster. Som et resultat av dette løfter SINTEF fram behovet for en debatt om framtidig eierskap av denne datamengden.

Framtida er elektrisk – og på nye måter

I årene som kommer vil vi få enda flere elektriske kjøretøy; både biler, busser og sykler –  særlig i byene. Det vil påvirke el-nettet vår og kan i enkelte tilfeller gi lokale problemer med strømforsyningen. Forskerne tror at det vil føre til mer lokal produksjon av ren energi, for eksempel gjennom solceller som integreres i bygninger, eller ved hjelp av små lokale vindturbiner. De spår også at framtidige kjøretøy vil bli utnyttet bedre enn i dag,  fordi stadig flere vil velge bildeling, særlig i byer.

Når det gjelder transport i litt lengre strekk vil vi også merke elektrifiseringen, både til vanns og i lufta: Vi får flere elektriske ferjer og tog, men forskerne regner også med at flybransjen i Norge vil elektrifiseres innen 2040.

I dag forbinder de fleste ordet induksjon til komfyrer og matlaging, men elektrisk energioverføring via kontaktløs induksjonsteknologi vil gjøre sitt inntog på veiene våre: Systemer for induksjonslading vil først komme som stasjonær lading av elbiler og som holdeplasslading av elektriske busser.

Demonstrasjon av busser med induktiv holdeplasslading har allerede pågått i mer enn 15 år i Italia, og tilsvarende løsninger testes nå av Scania i Sverige. Systemer for stasjonærlading av elbiler er allerede i salg i USA, og de fleste store bilprodusentene forbereder seg nå på integrasjon av slik teknologi i sine elbiler. Et konsept for induktiv overføring av høye effekter for batterilading av elektriske ferger har også blitt utviklet i Norge, og blir nå demonstrert på hybridfergen MS Folgefonn ved Stord.

Teknolog for induktiv energioverføring kan også integreres i veibanen for batterilading i fart. Mottakerenheten i kjøretøyet er altså ikke avhengig av å stå i ro for at kjøretøyet skal lade. Ulike varianter av dynamisk induksjonslading til kjøretøy i bevegelse har allerede blitt demonstrert med busser og tog i Sør-Korea, samt med trikk og lastebil i Tyskland.

En av de største fordelene med teknologi for induktiv energioverføring er at ingen deler utsettes for mekanisk slitasje. Det blir også enklere å automatisere batteriladingen når det ikke er behov for fysisk kontakt. Forskerne tror derfor at induktiv batterilading vil bli brukt i både selvkjørende og autonome kjøretøy, men etter hvert også til lading av droner, skip og ulike typer arbeidsmaskiner. For å nevne noe.

Hydrogen etableres som vanlig drivstoff

Mens batterier både lagrer energi og leverer effekt direkte, leverer hydrogensystemet effekt ved å omdanne hydrogen til strøm og vann. Energien lagres som hydrogen i en tank, og brenselcellene leverer effekten.

Hurtigbåter og ferger drevet av hydrogen forventes i bruk i løpet av 2020. Det samme forventes for tog og for lastebiler i langtransport. Men hydrogen vil også drive enkelte fly – etter hvert.

Allerede i gang med hydrogen: Snart skal nullutslipps-tvillinger av tungbilen i bakgrunnen fylle grønt hydrogen her, hos grossistselskapet ASKO i Trondheim. Samarbeidspartnerne Jørn Arvid Endresen (ASKO Midt-Norge) (til venstre), Anders Ødegård og Steffen Møller-Holst (begge fra SINTEF) gleder seg til det. Foto: Thor Nielsen / SINTEF VIS MER

Med introduksjonen av serieproduserte hydrogenbiler fra Toyota, Honda og Hyundai m.fl. de neste årene, vil regelverket og den grunnleggende infrastrukturen for bruk av hydrogen i landbasert transport være på plass innen 2020 i mange land.

Hydrogen er særlig aktuelt for større kjøretøy og transportmiddel, eller ved behov for lang rekkevidde. Det vil si store person/varebiler, (region)busser, lastebiler, tog og skip.

For maritim bruk vil hydrogen i gassform være mindre egnet som energibærer på de lengste strekninger og for større skip.  I disse applikasjonene vil hydrogen lagres i flytende form. For små skip på korte og mellomlange avstander er dette imidlertid ikke noe problem, og komprimert hydrogengass kan benyttes. Det første tankskipet for transport av flytende hydrogen er allerede under bygging i Japan. Det skal stå ferdig i 2020 og frakte store mengder hydrogen fra Australia og Brunei til OL i Tokyo samme år.

Internett for varer

Godstransport f. eks for en vare dag bookes i sin helhet fra A til Å. I framtida vil dette endre seg: Man vil få en mer fleksibel form for distribusjon: Forskerne ser for seg at «alle» varer sendes til en stor godsterminal og at varene pakkes og distribueres videre derfra. Det gjør at man kan se hele varelageret under ett og deretter planlegge den mest optimale måten for å få varene sendt så effektivt som mulig derfra.

Løsningen innebærer at godset utstyres med intelligens – det betyr i praksis at godset bærer med seg elektronisk informasjon om hva det er, hvilke krav det setter til transporten, hvor det skal. Men en slik løsning kan godset også kan overvåke sin egen transport, og sende alarmer eller meldinger dersom det oppstår forsinkelser. Ifølge forskerne kan vi altså forvente at transporten av varer blir både mer effektiv, sikker og miljøvennlig.

Hyperloop og dronetaxi for varer

Framveksten av droner, altså ubemannede fartøy i luft, til vanns og på land, har allerede gjort seg gjeldende innenfor områder som film- og tv-produksjon og inspeksjonsoppdrag.  Teknologien blir stadig sikrere og billigere på grunn av økt datakraft og kraftig prisfall på sensorer. Forskerne spår at i framtida vil autonome droner og roboter utføre komplekse operasjoner slik som vedlikeholdsoppdrag, både alene og sammen med mennesker.

Droner i lufta og på land vil bidra til det som kalles»last and first-mile delivery»; Den siste eller siste avstanden i en transportkjede og som ofte ikke kan dekkes av felles transport, som f. eks fra postkontoret og hjem til deg.

Dette SINTEF-teamet mener at Norge må gripe muligheten til å bli en hyperloop-nasjon. Ikke minst fordi vi har enorm kompetanse på å bygge avanserte rør – takket være vår offshore-kompetanse. Fra venstre: Christina Hanssen, Geir Kjetil Hanssen, Thor Myklebust og Terje Kristensen, alle fra SINTEF – fotografert etter hjemkomst fra besøk hos selskapet Virgin Hyperloop One i USA i fjor høst. Foto: Svein Tønset VIS MER

‘Forskerne spår også at transport i rør i framtida vil avlaste veistrekninger som i dag er overbelastet av trailere. Rørsystemer har lenge vært brukt til transport av væske og gass, men er lite brukt for transport av solide materialer. Men ved St. Olavs i Trondheim benyttes intern rørpost og i Bergen og Stockholm brukes rør til automatisk søppelsamling.

Fordi trafikkmengden øker, øker også behovet for å få godstransport bort fra vei. Det øker igjen interessen for å utvikle en rørinfrastruktur for transport av varer på middels og lengre distanser. Slike løsninger er demonstrert og prosjektert for transport av blant annet containere (California, Singapore) og for palletransport (UK, Tyskland, Sveits med flere), og vil trolig bli en del av det norske «veinettet» innen få år.

Hyperloop-teknologi som baserer seg på induksjons-motorer og magnetisk levitasjon (sveving) vil sannsynligvis bli kommersielt tilgjengelig innen 2025. Sannsynligvis innenfor frakt av varer som har behov for rask transport, som for eksempel fersk sjømat. SINTEF anslår at vi kan ha en norsk testbane for hyperloop klar i 2020, men trekker fram norsk topografi med mye fjell og mange fjorder som en utfordring for hyperloop i stor skala.

Hyperloop utredes nå i mer enn 20 steder rundt om i verden, blant annet i India, Sverige, Finland, Frankrike, Canada, Saudi-Arabia, USA og Singapore. Det første fullskala testanlegget (DevLoop) er allerede operativt i Las Vegas, USA.

Autonomisering av kjøretøy og skip

Vi har allerede selvkjørende biler, men dette er avhengig av brukeraksept og ny lovgiving før det blir en utbredt teknologi. Selvkjørende biler vil imidlertid blir mer vanlig, og også åpne for nye bruksmønstre som deling av bil og leiebil. På kort sikt mener forskerne vi vil få selvkjørende biler på lukkede områder, og brukes til eksempelvis brøyting på flyplasser.

Teknologi fra selvkjørende biler vil på sikt medføre automatisering av blant annet gravemaskiner og gaffeltrucker. Det samme vil gjelde for autonome tog, som allerede finnes i enkelte byområder.På havet vil selvkjørende skip se dagens lys ganske raskt. Disse er spesielt egnet fordi de er relativt langsomme og fordi de opererer i områder som gir god fleksibilitet for planlegging av reisen. Fordi skip er store, vil investeringen i autonome systemer være en relativt lav del av totalkostnaden.

Trondheimsfjorden ble i fjor valgt som verdens første testområde for ubemannede skip. Under Ocean Week 2017 viste store deler av bransjen med NTNU, Kongsberg, Maritime Robotics, Blueye og DNV GL i spissen fram sine autonome farkoster. Foto: Thor Nielsen VIS MER

Fjernstyrte og autonome fly

I kjølvannet av at folk flest blir mer vant til og aksepterer ubemannet transport, vil trenden gå mot at man fjerner piloten fra cockpit. Den teknologiske utviklingen og økt flytetthet nærmer seg også et punkt der pilotene ikke lenger bidrar positivt til flysikkerheten.

Trafikken på en flyplass vil i framtida ofte ledes av personell som ikke er tilstede på flyplassen. Dette vil redusere behovet for bemannede kontrolltårn. Forskerne ser for seg at flere flyplasser kontrolleres samtidig og fra samme sted, og at det kan føre til mer effektiv opplæring og trening, samt sterkere fagmiljø. Teknologien har i utgangspunktet vært basert på overføring av et todimensjonalt videobilde fra kameraer som er utplassert på flyplassen til en kontrollsentral som ligger et annet sted. Hittil er en flyplass i Sverige sertifisert for operativ fjerndrift av trafikken fra en annen lokasjon, og Norge skal ta i bruk teknologien på 15 flyplasser i løpet av et par år.

SINTEF-forskerne Marianne Bakken og Øystein H. Holhjem utvikler og tester droneteknologi ved Flerfaselaboratoriet på Tiller. Her jobbes det til vanlig med å utvikle ny kunnskap om transport av olje og gass i rør. Photo: A. Transeth / SINTEF VIS MER

Nye tjenester knyttet til reiser og godstransport

Økt netthandel gjør at små leveranser skal leveres til stadig flere adresser. I byer gir dette store trafikale problemer og lokal forurensning. Godstransporten må derfor organiseres på nye måter. Distribusjonssentre for gods må etableres i byene, og disse må samordne og optimere all distribusjon av gods og sørge for fulle biler og optimale ruter.

Dette vil trolig skape behov for helt nye tjenester som vil fungere som støtte når du og jeg skal reise selv, eller for gods som skal transporteres. Forskerne kaller dette for «Mobility as a Service».

 Målet er å tilby skreddersydde transportløsninger på mest mulig effektiv og miljøvennlig måte.

Elektrifiseringen av transporten gir utfordringer ved at strømnettet overbelastes når mange vil lade bilene sine samtidig. Det trengs smart styring av lading slik at mange biler kan lades med eksisterende nettkapasitet. Ladingen må tilpasses når bilene skal brukes, og bilene må om mulig lades med lokalprodusert og fornybar energi.

Digitale tjenester for samarbeid og delingsøkonomi kan gi bedre ressursutnyttelse og redusere de negative effektene av transport. Biler og private ladepunkter kan deles, og ledig plass i biler kan deles og brukes til transport av personer og gods. Distribusjonssentre for gods vil kreve samarbeid mellom aktører som i dag opererer for seg selv. Nye forretningsmodeller er en forutsetning å lykkes med samarbeid og delingsøkonomi.

Fremtidens transportløsninger forutsetter at informasjon og data innhentes og utveksles. Det er viktig at personvernet ivaretas i henhold til nye strenge krav (GDPR). 

Godstransport og personreiser vil endre seg som følge av ny teknologi som. selvkjørende biler og droner. Det vil oppstå nye tjenester, og transporten vil organiseres på nye måter:

Nye tjenester (som f.eks. støtter Mobility as a Service) vil bidra til transportløsninger som er tilpasset brukernes behov samt trafikksituasjonen. Brukerne vil også støttes i valg av miljøvennlig transport, og ved avvik under veis (f.eks. ved forsinkelser) vil det gis informasjon om alternative transportmåter.

Nøkkelteknologier og sirkulær økonomi blir viktig:

Dette er ingen direkte transporttrend, men fordi den teknologiske utviklingen går så raskt, trekker forskerne fram flere teknologier som på et eller annet vis vil gjøre seg bemerket i mange og ulike deler av i transportsektoren. Dette er for eksempel utvikling av materialer som er lette, men ekstremt sterke, nano- og sensorteknologi, digitalisering, samt utbredelsen av robotikk, automatisering og 3D-printing. 3D-printing er en datastyrt prosess hvor man fra en råvare i form av tråd, pulver eller væske lagvis skriver ut et 3-dimensjonalt produkt.

3D-printing er fremst et verktøy for rask design og «rapid prototyping» for produktdesignere, men gjør nå sitt inntog i det som kalles distribuert produksjonsform. Det betyr at produksjonen kan flyttes fra store sentrale fabrikker til lokale verksteder og videre inn i de tusen hjem. Dette vil endre både vareflyten og transportetterspørselen. 3D-printing kan få stor betydning for det som kalles sirkulær økonomi, som går på å utnytte alle ressurser på best mulig måte ved å for eksempel lage reservedeler eller reparere ting som ellers ville bli kastet.

Kanskje kan du bestille reservedeler hos en it-spesialist i stedet for et bilverksted om få år, og dermed spare både lommeboka og miljøet.