Senter for forskningsdrevet innovasjon – Bionedbrytbar plast til marine applikasjoner

Vår visjon er å redusere plastsøppel og tilhørende problemer som spøkelsesfiske, mikro- og makroplast forårsaket av fiskeri og havbruk. Målet er at tradisjonell plast i disse sektorene kan erstattes med nye bionedbrytbare materialer. 

  

Facebook  |  LinkedIn





Vår ambisjon er å plassere Norge i spissen for forskning, utvikling og bruk av smarte bionedbrytbare materialer for å redusere det globale problemet med marin forsøpling fra fiskeri og havbruk.

 

Senteret skal utvikle forskningsbaserte løsninger og hjelpe industrien med å utvikle bærekraftige innovasjoner for det globale markedet, herunder:

  • Utvikling av nye plasttyper (polymerer for fiber til tråd, nett og tauverk m.v)

  • Teste styrke, holdbarhet og nedbrytning av nye materialer

  • Grundige forsøk på fiskefartøy og oppdrettsanlegg for å avklare effektivitet, holdbarhet og brukervennlighet for bionedbrytbare redskaper

  • Analyser av motivasjon og effekt av insentiver for å ta i bruk nye materialer i sjømatnæringen

  • Teste og analysere gjenvinnbarheten av materialer til fiskerinæringen

  • Resultatformidling for å gjøre det lettere for næringsaktørene å ta i bruk bionedbrytbare materialer

 

Våre fokusområder er:

  • Innovasjon, teknologiutvikling og nye produkter

  • Forvaltningsvilkår og insentiver

  • Verdikjeder, sirkularitet og markedstilgang

  • Lønnsomme og aksepterte forretningsmodeller

  • Redusere klimagassavtrykk og bidra til å oppnå FN´s klima-, energi- og bærekraftmål

 

________ Deltakere

 

Dsolve er ledet av UiT – Norges arktiske universitet. Fire nasjonale forskningsinstitusjoner, fire internasjonale forskningsinstitusjoner, 14 industripartnere fra fiskeri, havbruk og utstyrsleverandører, samt flere offentlige etater og næringsorganisasjoner deltar i senteret.

Se alle partnere her →

 

Administrasjon


Ansvarlig for de ulike forskningsområdene


 

________ Nyheter

 

13.05.2021

Isabelle Sande på plass som styreleder i Dsolve

 

Generalforsamlingen har valgt Isabelle Sande som styreleder for Dsolve.

Les mer →

 

Nyhetsarkiv

13.05.21 – Går til kamp mot marint søppel og spøkelsesfiske (Gemini)

30.04.21 – Bionedbrytbare garn kan være i utstrakt bruk om åtte år (Teknisk Ukeblad)

28.04.21 – NRK Radio Troms, morgensending (01:29:39)

28.04.21 – Åpning av Dsolve – Senter for utvikling av bionedbrytbar plast i marine applikasjoner

28.02.21 – Forurenser bør betale – også for plast i havet (Fiskeribladet)

16.02.21 – Nedbrytbar plast kan stoppe plastforsøpling fra fiskeri (UiT.no)

15.01.21 – Hvor mye mikroplast kommer fra slitasje på fiskeredskap? (Fiskeridirektoratet)

24.11.20 – "Tidsinnstilt» plast skal ta spøkelsesfisket og mikroplasten ved roten (Fiskeribladet)

24.10.20 – Vi skal bekjempe plastforsøpling i havet med bionedbrytbar plast (Forskersonen.no)

27.06.20 – Tar grep for å sikre dyrevelferden i havet (itromso.no)

 

________ Forskningsområder

OMRÅDE 1

Utvikling av biologisk nedbrytbare polymerer og optimalisering

Ledet av Ravindra Chowreddy, PhD – Norner AS

I denne arbeidspakken er hovedmålet å utvikle et utvalg biologisk nedbrytbare plastmaterialer med kontrollert biologisk nedbrytbarhet, som innehar de nødvendige egenskaper for produkter brukt i fiskeri- og havbruksnæringen (eksempelvis tråd og nett, tau, garn, coating, teiner og ruser, folie og kasser, rør og koblinger). Materialene skal oppfylle en rekke prosesserings- og ytelseskrav, inkludert biologisk nedbrytbarhet.

___

Biologisk nedbrytbare polymerer skal modifiseres ved bruk av velkjente tilnærminger som oppgradering med tilsetningsstoffer, blanding med andre polymerer og kompatibilisering. Kontrollert biologisk nedbrytbarhet vil bli utviklet ved å identifisere tilleggskomponenter som kan fremme eller forsinke de biologiske nedbrytningsmekanismene. I tillegg skal nye produktdesignstrategier utvikles og testes. I slike konsepter er overflatematerialet utviklet for å møte ytelsesbehovene, mens bulkmaterialet er designet for å gi rask nedbrytning etter levetiden. Bulkmaterialet kan være det samme som overflatematerialet, men kan inneholde egnede tilsetningsstoffer for raskere nedbrytning, eller det kan være et annet materiale med rask nedbrytning. I tillegg skal kommersielt tilgjengelige biologisk nedbrytbare tilsetningsstoffer og enzymer vurderes, og konsepter for overflatebelegg utvikles og evalueres.

De viktigste forsknings- og utviklingsoppgavene er:

Oppgave 1.1. Biologisk nedbrytbare polymerer – generell kunnskap

Oppgave 1.2 Materialkonsepter for biologisk nedbrytbare polymerer til fiberanvendelser (garn, tråd, tau etc.)

Oppgave 1.3 Materialkonsepter for biologisk nedbrytbare polymerer til sprøytestøping (teiner, ruser, kasser etc.)

Oppgave 1.4 Materialkonsepter for biologisk nedbrytbare polymerer til overflatebelegning (ståltaubelegg)

Oppgave 1.5 Potensiell dannelse av mikroplast fra biologisk nedbrytbar plast

Oppgave 1.6 Etablere nye samarbeid

Oppgave 1.7 Nye materialer og designkomponenter for polymermaterialer til utvalgte bruksområder innen fiskeri og havbruk

Norner Research vil arbeide tett sammen med Dsolves FoU- og industripartnere i øvrige arbeidspakker for å utvikle biologisk nedbrytbare materialer som oppfyller etterspurte ytelseskrav, inkludert biologisk nedbrytbarhet. Norner Research vil også evaluere «end-of-life» løsninger for utrangerte fiskeredskaper samlet opp på land. Norner Research vil evaluere resultatene og implementere læring iterativt gjennom hele prosjektperioden.

OMRÅDE 2

Degraderingstid

Ledet av Dr. Christian Karl – SINTEF Industry

Testing av nedbrytningsgrad for biologisk nedbrytbare nett, tråd og tau i lab og ulike marine habitater som havbunn og vannsøyle, og under ulike miljøforhold og klimasoner. Uttesting vil skje i Skagerak, Nordsjøen, Østersjøen Adriaterhavet og Norskehavet og dekke temperaturforhold fra 4 til 27 grader. Uttesting over en 5-års periode eller inntil nedbrytning er oppnådd, og der biologisk nedbrytbare og konvensjonelle redskaper vil bli sammenlignet.

 ___

Problemer knyttet til marint plastsøppel forårsaket av fiskeri- og havbrukssektoren kan reduseres betydelig hvis tradisjonell plast som polyetylen (PE) eller polyamid (PA) i disse sektorene erstattes med nye, biologisk nedbrytbare materialer. Som vist i tidligere studier, er disse biologisk nedbrytbare materialene ment å brytes ned eller spaltes etter en viss periode under vann. Dermed mister de sin kapasitet til å spøkelsesfiske raskere enn dagens redskaper. Småskala testing har avdekket at videre forskning og industriell utvikling er nødvendig for kommersialisering og innarbeidelse av biologisk nedbrytbar plast i disse havbaserte næringene. Biologisk nedbrytbare garn er vist å ha en 10-20% lavere mekanisk styrke på grunn av nedbrytning etter ett år i sjøen, uten å etterlate seg mikroplast. Imidlertid hadde biologisk nedbrytbare garn 10-15% dårligere fiskeeffektivitet enn tradisjonelle garn.

For å løse dette problemet vil arbeidspakke 2 lage et rammeverk for testing av biologisk nedbrytbarhet og miljøpåvirkninger. Lab og feltundersøkelser av biologisk nedbrytbart fiskeutstyr (tråd, nett og tauverk osv.) vil bli utført under forhold som representerer forskjellige marine miljøforhold. De fysiske og kjemiske egenskapene og nedbrytningen av biologisk nedbrytbare og tradisjonelle garn vil bli evaluert i løpet av en utvidet testperiode (5 år eller til full nedbrytning) med start i 2021. Nedbrytning av garn i sjø (biologisk nedbrytbare plastpolymerer som test og ikke-nedbrytbar PA/PE som kontroll) vil bli testet «på stedet» i forskjellige marine habitater (havbunn, vannsøyle) i ulike klimasoner (Skagerrakhavet, Nordsjøen, Østersjøen, Adriaterhavet og Norskehavet) for å dekke et bredt temperaturområde på 4 og opp til 27° C. Testforholdene vil bli nøye overvåket for eventuelle endringer i de fysiske og kjemiske egenskapene til de brukte materialene; overflateendringer, mekaniske egenskaper og endringer i kjemiske sammensetninger. Den langsiktige studien av biologisk nedbrytbare polymerer og fossile polymerer som referansematerialer vil gi et viktig bidrag til en bedre forståelse av nedbrytningen av plastmaterialer i havet og nedbrytningsmekanismene. I denne sammenhengen vil den mikrobiologiske-, UV-, termiske- og kjemiske nedbrytingen bli studert i detalj. Skreddersøm av de mekaniske egenskapene til materialene som brukes til fiskeredskaper, nedbrytningen av disse, samt nedbrytningsprosessene vil bli studert.

 

OMRÅDE 3

Uttesting i sjø

Ledet av Prof. Bent Herrmann – SINTEF / UiT

Utvikling, testing, kvalitetssikring og optimalisering av biologisk nedbrytbare redskaper for spesifikke bruksområder innen fiskeri og havbruk. Inkludert analyser av ytelse, fangstmønster og effektivitet av eksisterende og ny teknologi. Forskningen skal bidra til å kartlegge nøyaktige behov, produktutvikling og dokumentasjon som grunnlag for produksjon, salg og praktisk anvendelse. Forsøk i sjø gjennomføres i Norge, Danmark, Tyskland, Nederland og Kroatia.

___

Dette forskningsområdet vil utvikle, teste, validere og optimalisere biologisk nedbrytbare redskaper for konkrete bruksformål innen fiskeri og havbruk. Industrien vil trenge robuste og overbevisende resultater før produksjon, salg og faktisk bruk (fiske) i stor skala kan finne sted. Vi forventer at identifisering av nøyaktige behov, utvikling av produkter og testing (dokumentasjon) vil ta flere år for hvert forskningsområde. Videre må en endring fra tradisjonelle til nye smarte biologisk nedbrytbare materialer omfatte ytelse, fangstmønster og effektivitetsanalyser (gjelder for fiskeutstyr) av eksisterende og ny teknologi. Uttesting i sjøen vil bli gjennomført i Norge, Danmark, Tyskland og Kroatia.

 

De viktigste forsknings og utviklingsoppgavene er:

Oppgave 3.1: Gjennom gjentatte forsøk utført ombord på kommersielle garnfartøy, finne en kombinasjon av styrke/elastisitet og fangstbarhet for garn (til kyst- og dyphavsfiske), som er sammenlignbar med eller bedre enn eksisterende nylon- (PA) garn.

Oppgave 3.2 Utvikle teiner og ruser basert på biologisk nedbrytbare materialer rettet mot bunnkrabbe, snøkrabbe og hummer, inkludert fritidsfiske med teiner.

Oppgave 3.3 Utvikle biologisk nedbrytbare tau og komponenter for line brukt i kyst- og dyphavsfiske, siden millioner av nylon-og polyetylen forsyn brukes hver sesong, og der en stor andel kommer på avveie til sjøs.

Oppgave 3.4 Identifisere ulike muligheter for å erstatte polyetylen- (PE), nylon- (PA) og polyester- (PES) fibre med biologisk nedbrytbare fibre til bruk i tråd, tau og nett (alle fiskeredskaper), ettersom alle fiskeredskaper og også oppdrettsutstyr består av tråder med varierende strekkstyrke, slitasjemotstand, trådoverflate osv.

Oppgave 3.5: Fullskala tester av “dolly-rope” og slitematter for bruk i (bunn-)tråling.

Oppgave 3.6: Utvikle et alternativ til kombinasjonstau (30-60 mm tykt PE-belegg med ståltrådskjerne) for snurrevadfiske. Mens snurrevadtau bidrar til å samle fisk, og dermed øker fangsteffektiviteten, mister de nesten en tredjedel av sin masse som mikroplast i løpet av brukstiden som følge av slitasje mot havbunnen.

 

Vitenskapelige metoder:

Testing i Norskehavet, Nordsjøen, det Baltiske hav og Adriaterhavet vil sikre at vi får data om ytelsen til biologisk nedbrytbare garn og tau, fangsteffektiviteten til garn, og hvordan nedbryting varierer ut fra ulike miljøforhold. Dette vil muliggjøre overføring til andre fiskerier og bidra til å fremme bruk av biologisk nedbrytbare fiskeredskaper internasjonalt. I Norge vil forsøk i sjøen bli gjennomført under kommersielle forhold ombord på fiskefartøy. Analyser av fangst for sammenligning, vil være basert på å sammenligne lengde- og størrelsesfordeling av fangede arter, og vil bli utført ved hjelp av egnet programvare og følge publiserte statistiske metoder og modeller. Fangstkvaliteten vil bli vurdert om nødvendig. Omfanget av uregistrert fiskedødelighet av garn og teiner vil bli vurdert ved å simulere tapte redskaper i forhåndsdefinerte og kontrollerte områder. Fullskalatesting vil bli utført ved å lage trålposer med dolly rope av konvensjonelle PE-tau og biotau. Disse vil bli benyttet i fiske samtidig i et dobbelt tråloppsett og brukt av en tråler gjennom en hel fiskesesong. Forskere vil veie mengden (og måle lengden) av dolly-rope før og etter forsøksfisket, og lengden på dolly-rope fibrene vil bli målt månedlig. I Danmark, Tyskland og Kroatia vil en lignende metode bli bruket til å evaluere fangsteffektivitet og nedbryting av redskap.

OMRÅDE 4

Forvaltningsinsentiver for å øke bruk av biologisk nedbrytbare materialer

Ledet av Prof. Claire Armstrong – UiT - Arctic University of Norway

Case-studier innen fiskeri og havbruk for å illustrere og kvantifisere mulige effekter under ulike mål og forvaltningsscenarier. Forskningen vil undersøke potensielle endringsbehov i dagens forvaltnings- og reguleringssystemer for å tilrettelegge for økt bruk av biologisk nedbrytbare redskaper og utstyr i fiskeri og oppdrettsnæringen.

___

Lite er kjent med hensyn på konsekvensene av dagens materialbruk i fiskeri og havbruk, i forhold til alternativ bruk av biologisk nedbrytbare materialer.  Denne mangelen på kunnskap eksisterer med hensyn på miljøet hvor disse industriene opererer, de økonomiske forholdene, samt potensiell forvaltning i forhold til politiske målsettinger.

Vi vil vurdere de økonomiske effektene av dagens bruk av ikke-nedbrytbare materialer i fiskeri og havbruk, evaluere kostnader og gevinster relatert til økosystemtjenester ved introduksjon av biologisk nedbrytbare materialer i marine industrier, og analysere institusjonelle insentivstrukturer for å øke bruken av slike materialer. Videre vil vi vurdere strukturer for offentlig støtte til risikoreduksjon og promotering av biologisk nedbrytbare innovasjoner.

Det vil bli utviklet sammenlignende økonomiske studier med og uten bruk av biologisk nedbrytbare fiskeredskaper og innsatsfaktorer i havbruk, samt analyser av endret forvaltning for å øke bruk av biologisk nedbrytbare materialer i disse industriene. I fiskeriene vil dette involvere biologisk dynamikk, fangst effektivitet og markedsadferd, og vil måtte studeres i «state-of- art» bioøkonomiske modeller. Oppdrettssettingen er annerledes, mens materialene i utstyret kan i noen grad sammenlignes. Avfall og utkast er problemer i både havbruk og fiskeri, men fremstår på ulike måter, og krever ulik analyse. Videre vil vi studere forvaltningssystemer, og hvordan forvaltning kan promotere insentiver til bruk av biologisk nedbrytbar plastikk i fiskeri og akvakultur. Siden innførsel av bionedbrytbare innsatsfaktorer kan forventes å øke interne kostnader i bedriftene, mens eksterne kostnader sannsynligvis avtar, er institusjonelle insentiver og andre reguleringer nødvendige for å redusere bruken av plastikk.

OMRÅDE 5

Sirkularitet av biobasert, bionedbrytbar og ikke-nedbrytbar plast

Ledet av Cecilia Askham, PhD – NORSUS

Dette forskningsområdet skal utvikle bærekraftige og sirkulære løsninger for eksisterende ikke-nedbrytbart og fremtidig biobasert/bionedbrytbart fiskeutstyr. Målet er å utvikle miljømessig bærekraftige og sirkulære verdikjeder.

___

Arbeidet vil baseres på LCA (Life Cycle Assessment) metodikk, en etablert metode for å evaluere miljøpåvirkninger fra et produktsystem ved å identifisere og beskrive energi- og massestrømmer gjennom verdikjeden og tilhørende potensielle utslipp eller påvirkninger på miljøet. En LCA inkluderer hele verdikjeden for et produkt, fra utvinning av råmateriale, videre prosessering, transport og bruk, og til slutt avfallshåndtering eller gjenvinning etter produktets levetid (gjerne betegnet fra vugge til grav eller vugge til vugge). LCA kan benyttes til å beregne hvordan endringer i ulike faser av et produkts livsløp påvirker den overordnede miljøpåvirkningen. Metodikken fokuserer på funksjonen(e) som produktet skal oppfylle. Foreløpig finnes det ingen omforent metode for hvordan miljøpåvirkningen av plastforsøpling skal inkluderes i LCA.

Hovedaktivitetene innenfor forskningsområde 5 er:

Kartlegge materialstrømmene for fiskeutstyr, både på et nasjonalt og regionalt nivå ved å dokumentere:

  • Andel brukt fiskeutstyr som leveres for videre prosessering/avfallshåndtering
  • Tap av utstyr som følge av slitasje
  • Dokumentert svinn av utstyr
  • Udokumentert svinn av utstyr

Gjennomføre livsløpsvurderinger (LCA) av utvalgte verdikjeder for fiskeutstyr/materialer som inkluderer hele verdikjeden fra produksjon til avfallshåndtering med mål om å:

  • Utvikle sirkulære verdikjeder for fossilt/ikke-nedbrytbart og bionedbrytbart fiskeutstyr ved å kontinuerlig gi aktørene i verdikjedene relevant informasjon for at de skal kunne utvikle riktige oppstrøms- og nedstrømsløsninger og -prosesser.
  • Muliggjøre økt gjenvinning med høyere miljøeffekt ved å vurdere prosesser for resirkulering av fossilt/ikke-nedbrytbart og bionedbrytbart fiskeutstyr som muliggjør konvertering til mer innovative produkter. Identifisering av løsninger høyt oppe i avfallspyramiden (for ombruk og materialgjenvinning) vil ha fokus.
  • Vurdere potensiell plastforsøpling i havet fra fiskeri- og havbruksnæringen (både ikke-nedbrytbar og nedbrytbar plast) og tilhørende potensielle miljøpåvirkninger.
  • Utarbeide informasjon og ny kunnskap som skal deles med aktørene i verdikjeden gjennom interaktive prosesser for utvikling av innovative og miljøeffektive systemer.

Identifisere nye forskningsbehov og foreslå fremtidige forskningsaktiviteter.

Samarbeide med pågående, internasjonalt relevant arbeid i tilknytning til MarILCA prosjektet https://marilca.org/ for å bidra til utvikling av LCA-metodikken til også å omfatte plastforsøpling i havet.

OMRÅDE 6

Kommunikasjon, formidling og resultatutnyttelse

Ledet av Hilde Rødås Johnsen, Rådgiver – UiTSALT Lofoten AS

Kommunikasjon og formidling av forskningsresultater for å optimalisere effekten av prosjektresultatene.

___

Målet med dette forskningsområdet er å utvikle og gjennomføre en dynamisk plan for utadrettede aktiviteter i form av kommunikasjon, formidling og resultatutnyttelse, for å maksimere effekten av forskningsresultatene i Dsolve. En plan for kommunikasjon, formidling og resultatutnyttelse skal utvikles i begynnelsen av SFI-perioden, og oppdateres regelmessig gjennom forskningssenterets levetid. I tillegg til planer for relevante konferanser, messer og nasjonale og internasjonale utstillinger, skal planen spesifisere valg av informasjonskanaler, tidspunkt for publisering og bevisstgjøring rundt resultater, og ansvarlige samarbeidspartnere. Resultatene fra dette området vil blant annet inkludere seminarer og workshops, en offentlig nettside, presentasjoner ved store arrangementer, publikasjoner i spesialiserte tidsskrifter, pressemeldinger, videoproduksjon, en strategi for bruk av sosiale medier (SoMe), og offentlige datasett brukt i SFIen. Dialog med berørte næringer og interessenter gjennom seminarer, workshops og nettverk vil være vektlagt. Eksisterende møtearenaer og nettverk i bransjen vil bli brukt for effektiv formidling til næring og interessenter.

 

Nøkkeloppgaver for dette forskningsområdet er

6.1 Kommunikasjon

6.2 Formidling

6.3 Resultatutnyttelse

 

________ Publikasjoner

Standal D., Grimaldo E., B. Larsen R. (2020). Governance implications for the implementation of biodegradable gillnets in Norway. ScienceDirect Volume 122.

Les artikkelen →

 

Grimaldo E., Herrmann B., Tveit G., Vollstad J., Schei M. (2018a). Effect of using biodegradable PBSAT gillnets on the catch efficiency and quality of Greenland halibut (Reinhardtius hippoglossoides). Mar. Coast. Fish. 10: 619–629. 

Les artikkelen →

 

Grimaldo E., Herrmann B., Vollstad J., Su B., Moe-Føre H., Larsen R.B. (2018b). Fishing efficiency of biodegradable PBSAT gillnets and conventional nylon gillnets used in Norwegian cod (Gadus morhua) and saithe (Pollachius virens) fisheries. ICES J. Mar. Sci. 75(6): 2245–2256.

Les artikkelen →

 

Grimaldo E., Herrmann B., Vollstad J., Su B., Moe-Føre H., Larsen R.B. (2019). Comparison of fishing efficiency between biodegradable gillnets and conventional nylon gillnets. Fish. Res. 213: 67–74. 

Les artikkelen →

 

Grimaldo E., Herrmann B., Jacques N., Vollstad J., Su B. (2020). Effect of mechanical properties of monofilament twines on the catch efficiency of biodegradable gillnets. PLOSONE

Les artikkelen →

 

Biao Su, Heidi Moe Føre,  Eduardo Grimaldo. A Comparative Study of Mechanical Properties of Biodegradable PBSAT and PA Gillnets in Norwegian Coastal Waters. OMAE2019-95350, V004T03A001. 

Les artikkelen →

 

 

Andre aktuelle artikler og rapporter 

Rapport – Biodegradability of Plastics in the Open Environment  

BBC artikkel – Plastic pollution: 14 million tonnes of microplastic on ocean floor 

Rapport – Fiskeridirektoratets handlingsplan mot marin forsøpling 

 

 

Linker

Miljødirektoratet / WWF Verdens naturfond / Avfall NorgeFN-sambandet / Klima- og miljødepartementet / Regjeringen – Marin forsøpling og mikroplast / Senter for hav og Arktis / Marint miljø / A Sustainable Ocean Economy

© 2021 Dsolve | Web: SALT Lofoten AS

Logg inn / Login