Veldig mye av plasten som havner i havet er ført dit av elver. Av dem står kun 10 for hele 90 prosent. We're Extreme vil derfor sette renseanlegg langs elvebreddene på de største elvene. Vannet ledes til et sorteringsanlegg der skannerteknologi skiller mellom ulike typer plast og sorterer. Det gir god resirkuleringsgrad og sikrer lønnsom drift.
Veldig mye av plasten som havner i havet er ført dit av elver. Av dem står kun 10 for hele 90 prosent. We're Extreme vil derfor sette renseanlegg langs elvebreddene på de største elvene. Vannet ledes til et sorteringsanlegg der skannerteknologi skiller mellom ulike typer plast og sorterer. Det gir god resirkuleringsgrad og sikrer lønnsom drift. (Foto: NTNU_We're Extreme)

Plast i havet

5 NTNU-studenter fikk 48 timer: Slik kan havet bli fritt for plast innen 2030

Vant Kongsberg-konkurranse.

Fem studenter fra NTNU brukt to døgn på å finne løsninger som kan hindre plast i å nå havene og å rense dem – også for mikroplast. Dessverre er det ikke en realitet. Det er en visjon for 2030.

Plastplukkende ubåt som filtrerer og sorterer plast og skiller mellom plankton, sand og mikroplast. AUV-en dokker ved en flytende ladestasjon der plastbeholderen også tømmes. Med maskinlæring og AI vil en flåte av AUV-er konsentrere seg om havområder der mikroplastkonsentrasjonen er størst. Foto: NTNU-We're extreme

De fem studentene vant en konkurranse Kongsberg-konsernet og Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet arrangerer for NTNU-studenter.  

Problemstillingen var: I 2030 er havene så å si fri for plast og snart ferdig ryddet. Beskriv hvordan det ble mer lønnsomt å rydde opp enn å la være. Beskriv en eller flere tekniske løsninger som både er realiserbare og bærekraftige.  

Løsningene ble delt i tre:

  1. Logistikk og system for å samle inn og sende plast til bærekraftig og lønnsom gjenvinning
  2. Hindre plast i å nå havet – rense strømmen i de største elvene
  3. Autonom plastfjerning og siling av mikroplast med AUV

Tomme containere

Studentene analyserte logistikken rundt sjøtransport og ikke minst containere. De fant ut at tomme containere kunne fylles med plast, som ble plukket opp langs østkysten av Afrika. Der er det lite fokus på gjenvinning og mye plast ender opp i havet. Det samme gjelder deler av Asia.

Volummessig er det nok plass i tomme containere, men noen ruter må justeres for å utnytte kapasiteten. Her er autonom ruteplanlegging skissert som løsning. Plasten går til gjenvinningsanlegg eller til energiproduksjon.

FN må engasjeres for samarbeid på nasjonsnivå slik at reguleringer blir like over alt. Da kan plast gå inn i en sirkulærøkonomi.

Ledig containerkapasitet kan utnyttes til å bringe plast til store containerhavner der plast gassifiseres og omdannes til ren kraft. Bilde: Tore Stensvold

Høye avgifter på produksjon av ny plast og incentiver for å samle inn og gjenvinne samt forgasse plast til elektrisitetsproduksjon, bidrar til lønnsomhet. Forgassingsanleggene legges til de største containerhavnene, strategisk plassert i forhold til de største elvene som bringer søppelet ut i havet.

Les hele studentoppgaven her.

Konkurransen Your Extreme

  • Samarbeid mellom Kongsberg Gruppen og NTNU
  • Retter seg mot første- og andreårsstudenter
  • Oppgave: Tverrfaglige team får 48 timer på seg til å løse oppgaven
  • Mål: Hindre studentfrafall ved å vise at teorien kan brukes på praktiske problemstillinger
  • 2017-oppgaven: Cirka 100 studenter deltok med team på 4-5 deltakere. Skulle besvare hvordan plast i havet-problematikken ble løst før 2030.

Vinnerteam: We’re extreme

Besto av:

Emilie Dahl - Ingeniørvitenskap og IKT

Ingeborg Lie Monsås - Produktutvikling og produksjon

Jonas Hopsdal - Marin teknikk

Sindre Sætre Hammerlund - Industriell design

Fredrik Samdal Solberg - Produktutvikling og produksjon

Les hele studentoppgaven her.

Ta ondet ved roten

Ifølge tilgjengelige forskningsdata strømmer svært mye av plasten ut i havet via elver. For å slippe en endeløs kamp med å fjerne søppel etter at det er kommet ut i havet, må det settes i verk tiltak i forkant.

I 2017 ble det anslått at av all plast som havner i havet fra elver rundt om i verden, er det 10 elver som bidrar mest - med hele 90 prosent. Blant disse er Yangtse og Xi i Kina og Ganges i India.  

Studentene konsentrerte seg derfor om også å finne praktiske løsninger for å fjerne plasten fra elvene.

Vannstrømmen ledes via sluser inn til samlebånd som fanger opp plasten. Den sorteres ved hjelp av spektrometerskannere, klassifiseringsregler og sorteringssystem.

Klassifiseringsalgoritmer sørger for å sortere ulike plasttyper og samle dem i containere for resirkulering. Sorteringssystemet passer på at fisk og levende organismer slippes uskadet gjennom prosessen.

Under vann

Ettersom Kongsberg står bak konkurransen, ble studentene oppmerksomme på selskapets eksisterende teknologi. Den autonome undervannsfarkosten Hugin ga dem ideen til en undervannsdrone som fanger opp, filtrer og sorter ulike typer plast samt fanger opp mikroplast. Det er anslått at cirka 95 prosent av all plasten befinner seg under overflaten.

Mikroplast, det vil i størrelsessegmentet 1 µm til 5 mm, stammer i stor grad fra større plastprodukter som er i ferd med å brytes ned. Mikroplast kan oppfattes som mat for fisk og organismer  i havet. Effekten av økende mengder mikroplast over tid er ikke kjent, men kan potensielt sette mye av økosystemet ut av spill. Havets ressurser som matfat er truet. Dersom predikasjonene stemmer, vil det i 2050 være mer plast enn fisk i havet. 

NTNU-studentteamet We’re Extreme besto av (f.v) Fredrik Samdal Solberg, Emilie Dahl, Jonas Hopsdal, Ingeborg Lie Monsås og Sindre Sætre Hammerslund. Foto: NTNU

Musk blir nordmann

I oppgaven har NTNU-studentene skrevet at Elon Musk flytter til Norge etter Donald Trumps gjenvalg i 2020. Musk innleder samarbeid med Kongsberg og deres flåte av plastsamlende AUV-er. Musk utvikler flytende ladestasjoner koblet til huber der AUV-ene tømmes for plast mens batteriene fullades.

Ubåtens indre består av et sinnrikt system for kun å samle mikroplast. Prosessen utføres i batcher og sørger for at ubåten beholder nøytral oppdrift. Fysikk og kjemi skiller mikroorganismer og plast slik at økobalansen opprettholdes. Foto: NTNU-We're Extreme

Ubåten er utformet slik at et gitter i fronten bare slipper igjennom små partikler. Et indre, sinnrikt  system, utførlig beskrevet i oppgaven, sørger for at plankton og sand slipper igjennom og bare mikroplast samles opp.

Data om mengder og posisjon logges og behandles. Ved hjelp av maskinlæring og kunstig intelligens, flytter flåten av autonome mikrolastplukkere seg etter konsentrasjonen av mikroplast.

Utålmodig

De fem vinnerne har imponert konsernledelsen i Kongsberg Group og ble i april invitert av Rederiforbundet til å presentere løsningen på «Think Ocean»-konferansen. Der ble løsningene godt mottatt.

Et halvt år etter konkurransen, er likevel ikke noe konkret skjedd. Emilie Dahl studerer ved marinteknisk med fordypning i kybernetikk. Hun er utålmodig.

-Problemene med plast i havet er analysert og kartlagt over mange år. Vi må over til handling, sier hun.

Verken Emilie eller produktutvikler Fredrik Samdal Solberg er overrasket over at deres konsept ikke er i ferd med å realiseres, men håper de kan medvirke til at det blir fokus på løsninger.

Plast-problemet

  • Årlig plastproduksjon: 322 millioner tonn (2015)
  • Så mye havner i havet: 8 millioner tonn årlig
  • Anslåtte skader på livet i havet: 1 million sjøfugl, 100.000 sjøpattedyr
  • Anslått verdi av skader på økosystem: 13 milliarder dollar (cirka NOK 105 milliarder)
  • Cirka 95 prosent av plasten havner under overflaten (på bunn, ulike sjikt samt mikroplast)

- Vi hadde tross alt bare 48 timer på oss. Men vi har gått gjennom presentasjonen flere ganger og er fortsatt fornøyd. Vi er på sporet av noe, sier Fredrik.

På sporet

Kommunikasjonsdirektør Ronny Lie i Kongsberg Gruppen sier seg langt på vei enig.

- De er absolutt inne på noe. Vi er imponert over hva de fikk til på så kort tid, deres metodikk og tilnærming. Det er mulig vi vil følge opp, sier Lie.

Kongsbergs mål med å arrangere konkurransen for første- og andreårsstudenter, er å hindre frafall. Studentene skal løfte blikket og se at teorien fører fram til praktisk anvendelse og problemløsning.

Samfunnsnytte og miljø

For Fredrik og Emilie har oppgaven vært inspirerende.

- Det gir en veldig god følelse å kunne bidra til å løse problemer og gjøre noe samfunnsnyttig, sier Fredrik, som sikter seg inn mot en masteroppgave fjernt fra mikroplast. Han vil skrive om digital tvilling av hjerte.

Emilie Dahl er blitt mer interessert i hvordan bildediagnostikk kan brukes til å skille ut mikroplast.  

- Det er viktig å føle at vi kan gjøre en forskjell, noe som virkelig nytter. Det må næringslivet skjønne. Skal de tiltrekke seg flinke studenter, må de vise samfunnsansvar, påpeker hun.

I dag går mange tomme containere fra Europa tilbake til Asia. Det er nok av ledig kapasitet til å frakte plast til gjenvinning og energiproduksjon ved de store containerhavnene i Sør-Øst-Asia. Foto: CMA CGM

Kommentarer (2)

Kommentarer (2)