Bedre asfalt skal reducere CO2-udledningen
Med RUC's Center for Glas og Tid i spidsen skal et nyt forskningsprojekt i rullemodstand nu nedsætte CO2-udledningen
Professor i fysik Jeppe Dyre.
Biler bruger benzin. Benzin forurener. Og stadig flere biler på de danske veje betyder en stadig øget forurening i form af CO2, som er hovedårsagen til drivhuseffekten.
Men nu har grundforskningscenteret ’Glas og Tid’ på RUC modtaget en bevilling fra Det Strategiske Forskningsråd på 14 mio. kr. til et projekt, der lover godt for miljøet. Projektet involverer også Vejteknisk Institut, DTU samt virksomhederne NCC-Roads og Dynatest A/S.
Forskningsprojektet går ud på at opnå ny viden om, hvordan man kan mindske den såkaldte rullemodstand; den modstand, der opstår, når dæk og vej møder hinanden – og derved nedbringe benzinforbruget og CO2-udledningen
Mindre sten
Professor i fysik på RUC Jeppe Dyre er den videnskabeligt ansvarlige for projektet, mens projektlederen er Bjarne Schmidt fra Vejteknisk Institut i Hedehusene. Jeppe Dyre fortæller:
”Jo mere modstand, der er, når en bil skal køre, jo mere benzin kræver det. Det, vi kigger på, er, hvordan man kan ændre vejbelægningen, så modstanden bliver mindre.”
Asfalt består hovedsageligt af sten og et stof, der teknisk hedder bitumen (sort-brunt termoplastisk stof, der er et restprodukt ved raffinering af råolie) samt en række forskellige tilsætningsstoffer. Den primære opgave i forskningsprojektet vil være at finde frem til en blanding, hvor stenene er så tilpas små, at man nedbringer rullemodstanden - uden samtidig at nedbringe friktionen så meget, at det går ud over trafiksikkerheden. Friktionen er som bekendt nødvendig for at bilen kan bremse og ikke glider rundt på vejen.
Glas og asfalt?
Det er i arbejdet med kombinationen af de forskellige stoffer og deres ældning med tiden, at Center for Glas og Tid, som har nogle af landets hurtigste computere, kommer på banen:
”Det, vi skal regne på, er, hvordan materialet udvikler sig over tid. Det er ikke nok, at vi nedbringer rullemodstanden, hvis det så fx samtidig medfører, at vejene kun holder i 5 år”, siger Jeppe Dyre.
Men hvad har asfalt og vejbelægning egentlig med glas at gøre? Den tanke strejfede også professoren, da han fik henvendelsen fra Vejdirektoratet med forslag til samarbejde.
”Men efter få sekunder indså jeg, at det giver rigtig god mening, fordi både glas og asfalt er ekstremt sejtflydende væsker – og det er det, vi er eksperter i. Vi ved, hvordan seje væsker ældes, og vi laver mange målinger og computersimuleringer af det”, siger Jeppe Dyre.
Det er denne viden, som RUC-forskerne nu skal bruge til at analysere vejbelægning på det molekylære plan – dvs. på meget småt niveau - ned til en milliontedel millimeter.
45.000 ton mindre drivhusgas
Det skønnes, at en fjerdedel af den CO2, der udledes på vejene, skyldes rullemodstand. Forskerne håber, at man ved at mindske rullemodstanden kan reducere brændstofforbruget med minimum 3%, svarende til 48 millioner liter brændstof årligt. Lykkes det, vil det give 45.000 ton mindre drivhusgasser i form af CO2 og 76 ton mindre kvælstofoxider (NOx) om året.
Projektleder i Vejdirektoratet Bjarne Schmidt oplyser, at en udskiftning af belægningen på alle statsveje over fx en 15-årig periode ikke i sig selv vil blive en ekstraudgift, da den nye belægning først ville komme på tale, når vejene alligevel skal renoveres.
Tallene kommer fra et forstudie foretaget af NCC i samarbejde med Vejdirektoratet og NIRAS, og gælder alene Danmark. Men lykkes man med at udvikle en ny og bedre vejbelægning, vil det have et stort potentiale også internationalt.
Reduktion af trafikstøj
Udover at forskningsprojektet kan nedbringe både udslippet af CO2 og kvælstof har det et stort potentiale på et andet område, der igennem de senere år har været et stigende problem, nemlig trafikstøj.
”Man ved af erfaring, at hvis der er stor rullemodstand, er der også megen støj. Hvis vi reducerer rullemodstanden, vil det automatisk også mindske trafikstøjen, som jo er et stort problem for mange mennesker”, siger Jeppe Dyre.
I forstudiet vurderes det, at de danske bilister vil kunne spare 300 millioner kroner årligt i form af mindre udgifter til benzin, når alle vejbelægninger er blevet udskiftet.
”Men uanset besparelserne for den enkelte, er enhver reduktion af støj og CO2-udledning jo fremskridt for miljøet”, siger Jeppe Dyre.
Drømmescenarie
På Center for Glas og Tid ser man meget frem til arbejdet med de mange forskellige samarbejdspartnere i projektet:
”Det er et meget stort projekt, og vi har hver vores specialviden inden for området. Det hele skulle så gerne gå op i en højere enhed - meget i tråd med den tværfaglige tradition på RUC”, siger Jeppe Dyre.
Forskerne på Center for Glas og Tid bedriver normalt grundforskning, men Jeppe Dyre glæder sig meget til at få lov til at bruge sin viden til såkaldt anvendt forskning; forskning, der er rettet mod bestemte praktiske mål.
”Den primære målsætning er selvfølgelig, at vi i fællesskab får lavet en vejbelægning, der kan reducere CO2-udledningen. Drømmescenariet er, at man om 20 år kører på mere miljøvenlige veje pga. vores forskning. Men det kunne også være spændende, hvis vi gjorde nogle helt uventede opdagelser undervejs,” siger Jeppe Dyre.
Om projektet
Det strategiske forskningsråd har netop bevilliget 14 millioner kr. til COOEE-projektet (CO2 Energy Efficiency), der skal reducere vejtransportens udledning af CO2 og kvælstof. Projektet indebærer et samarbejde centreret omkring Vejdirektoratet og Roskilde Universitet, med deltagelse også af forskere fra Danmarks Tekniske Universitet, NCC-Roads og Dynatest A/S. Projektets overordnede videnskabelige koordinator er professor i fysik Jeppe Dyre, Roskilde Universitet, mens projektleder er Bjarne Schmidt fra Vejteknisk Institut.
Fra RUC deltager udover Jeppe Dyre lektor Thomas Schrøder, postdoc Jesper Schmidt Hansen samt konsulent og ekstern lektor ved RUC, Jesper Larsen.
Om computersimulering
En computersimulering udnytter et computerprogram til at løse en matematisk model af et bestemt system. I dette tilfælde vil modellen omhandle hvordan molekyler i asfalt ligger mellem hinanden og omlejres med tiden. Computersimuleringer spiller en større og større rolle i forståelsen af mange systemer inden for bl.a. fysik, kemi og biologi. Simuleringer kan både bruges til øget grundvidenskabelig forståelse og til at få ny indsigt i ny teknologi og vurdere effektiviteten af systemer, der er for komplekse til analytiske løsninger.
Vidste du at..
Ifølge Miljøstyrelsen kan støjrelateret stress medføre både forhøjet blodtryk og hjertesygdomme. Det anslås, at mellem 200 og 500 danskere hvert år dør for tidligt, fordi de har været udsat for vejtrafikstøj.