LØRN case C0119 -
LØRN. RESEARCH

Erik Stensrud Marstein

Forsker

IFE

Solenergi forandrer verden

I denne episoden av #LØRN snakker Marianne Carpenter med forskningssjef ved Institutt for Energiteknikk (IFE), Erik Stensrud Marstein om hvorfor solceller trolig blir den største strøm-produsenten i verden i god tid før 2050. IFE er et ledende forskningsmiljø innenfor energi, helse og industriutvikling, og i podcasten diskuterer Marianne og Erik hvordan man kan benytte teknologier for fremstilling og benyttelse av energi basert på solceller, samt hvordan man bør fokusere innen forskning på solenergi fremover.
LØRN case C0119 -
LØRN. RESEARCH

Erik Stensrud Marstein

Forsker

IFE

Solenergi forandrer verden

I denne episoden av #LØRN snakker Marianne Carpenter med forskningssjef ved Institutt for Energiteknikk (IFE), Erik Stensrud Marstein om hvorfor solceller trolig blir den største strøm-produsenten i verden i god tid før 2050. IFE er et ledende forskningsmiljø innenfor energi, helse og industriutvikling, og i podcasten diskuterer Marianne og Erik hvordan man kan benytte teknologier for fremstilling og benyttelse av energi basert på solceller, samt hvordan man bør fokusere innen forskning på solenergi fremover.
Facebook
Twitter
LinkedIn
Email

16 min

Choose your preferred format

MC: Hei, og velkommen til Lørn.tech. I dag snakker vi om energiteknologi. Jeg heter Marianne Carpenter og sitter her nå med Erik Stensrud Marstein, som da er forskningssjef i IFE – Institutt for energiteknikk. Velkommen.

EM: Takk skal du ha.

MC: Spennende tittel, da. Kan ikke du starte litt med å fortelle oss hvem du er, og hvordan du endte opp som forskningssjef i IFE?

EM: Forskningssjefen sier vel bare litt om at jeg er sta. Jeg liker å tro at jeg er en forsker, men jeg begynte på IFE i 2003, og da jobbet jeg med sol en stund, sånn at jeg er blant de i Norge som er ganske erfarne. Altså, du finner flere som har jobbet med sol mye lenger enn meg, men de fleste på sol har jobbet kortere enn meg.

MC: Nettopp.Og det vil si, når begynte du å interessere deg for sol?

EM: Hva skal man si? Jeg så en jobbutlysning i 2003, som jeg søkte på og fikk, og det var på en måte da at det ble sol. Før det skulle jeg inn i mer konvensjonell nanoteknologi, og bli en mer klassisk forsker uten hensikt.

MC: Okei, så hva er bakgrunnen din inn i forskningen her?

EM: Jeg tok et hovedfag og en doktorgrad på Blindern på Universitetet i Oslo, innenfor nanoteknologi. Jobbet mye med silisium, og det er et fantastisk grunnstoff som kan brukes til det aller meste. Det jeg jobbet med da var jo å prøver å lage en optisk datamaskin, altså få opp farten. Elektronene går litt for sakte.

MC: Akkurat.

EM: Så er det heldigvis slik for meg at solbransjen er sterkt silisiumbasert, så det at jeg kunne litt silisium var en grei start.

MC: Da kom CV-en litt høyere opp i bunken, det er bra. Hva gjør dere da på instituttet for energiteknikk? Det er flere fagområder her, men det er du som har gått inn i solsiden, er det sånn?

EM: Vi har jo begynt å bli en hel gjeng. Vi er jo et institutt som driver med forskning innenfor veldig mange energifelter. Måten vi forsker på er jo veldig ofte én av to. Enten så har vi våre egne ideer, så klarer vi skaffe finansiering til å jobbe frem de ideene. Hvis vi er heldige, hvis vi har en god idé, så kan en liksom lage et selskap eller få et produkt ut av det som er spennende.

MC: Så dere er egentlig litt gründere selv?

EM: Noen av oss er gründere. Det vi gjør i mye større grad er å jobbe med selskaper som allerede har en god idé, men som trenger forskningsstøtte. Kanskje de har bygget en ny ovn for å lage silisium, så trenger de modelleringsverktøy for å klare å forklare hvordan ovnen skal designes riktig; kanskje de har laget nye materialer de trenger å måle hvordan er; kanskje de vil sjekke hvordan sine materialer fungerer i en reel solcelle – så kan vi hjelpe dem med den delen av prosessen.

MC: Ja, for dette lager vi faktisk ganske mye av i Norge, er det sånn? Når du sier silisium, har vi mye av det her i Norge, som gjør oss skikket til å forske på blant annet solenergi?

EM: Silisium er ganske spennende på sol. 95 % av alle solceller i verden er basert på silisium. Vi lager ca. 25 milliarder solceller i år i verden, som går inn i 400 millioner solcellepaneler. Det er det vi gjør i 2018. 95 % er basert på silisium, og silisium har den store fordelen at det er det atomet det er mest av på jordskorpa. 1 av 4 atomer du går på ute er silisium.

MC: Lett å finne.

EM: Lett å finne. Det kjipe er at det alltid insiterer på å binde seg med noe ræl, oksygen eller andre grunnstoffer og mineraler. Så da må du raffinere det, du må få ut silisiumet. Og akkurat der har Norge vært gode innmari lenge. Da har vi blant annet en fabrikk i Kristiansand på Fiskå, den som var Elkem Solar sin som nå er REC Solar sin, som ble designa for å lage 4000 tonn, lager nå 8000 tonn silisium i året på den mest miljøvennlige måten som finnes i verden.

MC: Så fantastisk. Er det sånn at dere egentlig på den ene siden kommer opp med ideer selv, og på den andre siden tar utgangspunkt i noen av bransjens problemer? Har dere laboratorier, eller hvordan foregår forskning på IFE innenfor disse områdene?

EM: Vi har både veldig mange laboratorier, vi har Nordens kuleste solcelle-laboratorium for silisium, det er helt unikt, faktisk. Vi har flere teststasjoner for solcellepaneler både i Norge og utland. Så har vi også noen svære batterilabber, blant annet, og silisiumsproduksjonslabber. Så dette er noe av det vi har blitt veldig gode på. Og da kommer bransjen til oss og både skal bruke det vi har, og så er de med å hjelpe oss til å designe det de trenger i morgen. Vi gjetter jo ikke helt alene, vi jobber jo tett med bransjen, og da prøver vi å gå den veien de tror de skal. Vi prøver å hjelpe dem å gå det vi tror er riktig vei.

MC: Hvis vi tar ett skritt tilbake: Hva er greia med energiteknologi, hvorfor er det så viktig? Vi har jo eksempelvis massevis av ren vannenergi i Norge?

EM: Energiutviklinga er jo kjempespennende. Det er en av de største tingene som skjer, punktum. Da spørs det hvilken rapport du tror på, men vi blir en 9, 10, 11 milliarder mennesker. Vi blir en haug. Og de aller fleste av oss har lyst til å bruke mer strøm. I Europa tenker vi mindre strøm, men folk flest skal bruke mye mer strøm. Så du kommer til å bruke helt avsindig mye strøm. Og så er det i tillegg slik at det meste av det vi gjør er å brenne fossile drivstoffer på en måte som overhode ikke er bærekraftig. Verken helsemessig eller klimamessig. Vi har en modell for samfunnet i dag som ikke henger sammen. Det gjelder med mange av mine kolleger både i bransjen og hos oss på IFE. Fra å komme fra et universitetslabb, der du liksom sitter og tenker på den lille prøven som vi skal klare å publisere på, så skal vi plutselig klare å finne en teknologi som funker i enrom skala.

MC: Det er skalerbare løsninger dere i utgangspunktet ser etter, innenfor sol, som du er ekspert på, men i de fleste områdene dere forsker på?

EM: Sol og batteri for meg er kanskje spesielt spennende, for de er så ekstremt store og det går så bra, ikke sant. Siden 2016 er jo solcellepaneler den type kraftverk man har bygget mest av i verden. Og for å sette det i perspektiv i 2017 installerte Kina 30 gigawatt, det vil si at i 2017 alene, installerte Kina like stor solkraft-kapasitet som Norge har brukt over 100 år på å bygge på vannkraft.

MC: For å hjelpe lytterne litt, kan du gi et eksempel på størrelsen på et sånt solanlegg i Kina?

EM: Nei, altså en stor park er jo stor, den blir jo fort et par kilometer hver vei. Det er kanskje lettere å huske en kakepult, en 75 megawatt, og den er circa 2 km hver vei, 3110 paneler på ett sted. Greia er at vi bygger fire sånne hver dag, i bransjen.

MC: I bransjen.

EM: Ja, vi installerer jo godt over 1 million paneler hver dag.

MC: Hvis du plukker opp en ting, du sa batteriteknologi også, alle vi som driver innenfor sol vet jo at det er det neste man må knekke koden på hvordan utnytte enda bedre – hvordan foregår

forskningen på det her i Norge, på IFE?

EM: Der er det jo som ellers. Vi har fordelen av at vi både har en del fremoverlente bedrifter, vi har noen ideer som er helt egne, og så jobber vi ganske internasjonalt, har med oss et par av de ledende batteriselskapene i verden inn i våre prosjekter.

MC: Hvem er det, sånn typisk?

EM: Vi har franske selskaper og andre. I Europa finnes det en liten håndfull av batteriselskaper, som Saft og Varta. Ellers så finner du jo de de store fabrikkene, selv om det er mye snakk om gigafabrikkene i USA, i Kina. De har ganske mange batterifabrikker.

MC: De er fortsatt ledende på det området også.

EM: Men måten vi jobber på er å prøve å, skal vi si, være med der det skjer. Hvilke fabrikker bygger man, hvilke teknologiløp kommer til å trenge løsninger. For eksempel så har jo litium-ionbatteriene vokst veldig frem, det er jo det som driver elbilsatsinger i stor grad. Veldig spennende teknologi, og der vet vi at hvis vi bytter ut den ene kontakten, elektroden i batteriene, med silisium, så kan vi kanskje firedoble kapasiteten på den type batterier i den delen av cella.

MC: Firedoble? Det er jo kjempeforbedring.

EM: Da er det jo stor fordel for oss at vi kan silisium, da har vi muligheten for å kunne bruke det vi kan av karakterisering, programteknologi, fremstillingsmetodikk, og skape et market for silisiumprodukter, bærekraft av silisiumprodukter inn igjen noe som blir svært.

MC: Nettopp. Men du, når det gjelder dette med batterier og utviklingen av det, dette høres jo ut som en solskinnshistorie som vi kan maksimere på solenergi fremover. Batterier, er det bare bra? Eller er dette en av de litt kontroversielle sidene ved skaleringen av solenergi koblet til batteriteknologi?

EM: Jeg tenker jo all energiproduksjon i storskala har flere utfordringer, det er spesielt kanskje tre som vi er nødt til å se ordentlig på. Den ene går på bærekraft. Det er en av de tingene man er blitt veldig bevisst. Du trenger faktisk atomer, molekyler, for å lage elektronene, så det blir relativt tunge enheter. Vi kan ikke lagre en terrawatt i et gram, liksom, det er fysisk umjlig, så vi trenger ganske mye materialer. Å finne bærekraft i materialer i et miljømessig perspektiv, er den ene biten. Den andre biten er at energi er så svært og så grumsete internasjonalt, så hvordan sette opp prosjekter der mesteparten av pengene kan følge en gjennomsiktig linje til de stedene de skal – og ikke blir borte på veien. Og det er ikke et særtrekk.

MC: Energi blir jo aldri borte.

EM: Energi blir ikke borte. Man bygger kraftverk som blir veldig dyre. Fossilsektoren er et veldig godt eksempel på det. Sol prøver å være flinkere, men det er klart det finnes dårlige prosjekter der man lurer på hvor pengene ble av.

MC: Ja.

EM: Heldigvis ikke veldig utbredt i vår bransje enda, men det er jo noe med politikk, storskala, i noen land spesielt. Og det tredje er at noen batteriutviklinger avhenger av veldig lite tilgjengelige materialer. Noen av de materialene finnes i land der man både har kvasi-kriger og misbruk av folk for å liksom produsere, og det er ikke ålreit.

MC: Nei, det er sikkert flere som har lest litt om dette med utvinning av kobolt, som er en viktig ingrediens i batterier og leder fort til tanken om barnearbeid og andre ting, og hvor går grensa i henhold til å opprettholde som bærekraftig utvikling av energiteknologi.

EM: Men der er det ganske mye fint som skjer, det er jo en av de tingene som vi har vært veldig fokusert på. Det går jo på innkjøpt og kompetanse og innkjøp og makt. Eller bestille kompetanse, bestille makt. Fordi de som bygger et kraftverk kan faktisk velge sporbare løsninger. Så det er fullstendig mulig å garantere seg mot dette, hvis man er villig til å både ta en prosess for å finne ut av det, og eventuelt kjøpe et produkt som korter marginalt ned, men som er dokumentert at det tilfredsstiller. Om det måtte være korrupsjon eller klima eller andre ting.

MC: Kan du gi noen eksempler på det, sporbare enheter innenfor energiteknologi.

EM: Det finnes ett veldig relevant eksempel er Frankrike, som har begynt å se forskjell på sol og sol. Sol er alltid et veldig grønt produkt, men det finnes grønnere måter å lage solcellepaneler

på enn andre. Og de har satt seg ned og insistert på å innføre at du trenger et CO2-sertifikat, du skal demonstrere hva slag utslipp som er forbundet med produksjonen av panelene. Det har vist seg å være en ganske fin prosess, spesielt da for norske selskaper så har vi både REC Solar med Fiskå-fabrikken sin, men også Norwegian Crystals i Årdal, begge er fine grønne fabrikker og har klart å skaffe seg de sertifikatene og kan da operere inn i et fransk market der ikke absolutt alle har tilgang.

MC: Ja. Jeg ser jo det selv i Scatec Solar der jeg jobber, det er en viktig vektstang inn mot finans-samarbeidspartene som vi trenger og viser til at vi faktisk ikke bare har et bærekraftig sluttprodukt, men at vi har en bærekraftig forretningsmodell. Og tenker gjennom de stedene man kan forbedre det. Du, tiden løper. Hva gjør vi nytt godt her i Norge innen energiteknologi?

EM: Vi er blitt pussig flinke til råmaterialproduksjon. Altså, både fremstilling av råmateriale og også det å lage kvalitetskrystaller av dette her som vi lager solcellene av, der er vi kjempegode. Så det er én ting der vi virkelig har gjort oss bemerket i verden. Imot normalen til Europa, så har vi produksjon av den delen av verdikjeden for fremstilling av solcellepaneler. Det er nesten ingen fabrikker i Europa, og vi har fire fabrikker i Norge. Det andre vi gjør overraskende bra er at noen selskaper faktisk har evnet å bli store innen for systeminstallasjon internasjonalt, som er en veldig spennende sport med hard konkurranse, der både kunnskap til teknologiprodukt, men også finansieringsløsninger om hvordan er vinner anbud, spiller inn. Der har liksom den brede norske energikompetansen tydeligvis klart å få til noen ting som funker, da.

MC: Ja, det er noe med hele verdikjeden her, å gå inn med det nivået av tillit og åpenhet vi kan stille med fra Norge, men hvis du skulle anbefalt folk å lese litt mer eller lytte litt mer for å lære mer om energiteknologi-muligheten her, hva ville du pekt på da?

EM: Det er et veldig godt spørsmål. Saken er vel den at dette går så fort frem, at man nesten må begynne å følge med litt bredt, tror jeg. Jeg blir jo overrasket i alle fall hvert måned over et eller annet nytt som har kommet som er spennende.

MC: Ja.

EM: Så hvis man leser noe fra i fjor så er det nesten blitt litt gammelt.

MC: Det er en livslang læring, det skjer hver dag. Vi kan ikke vente til vi blir pensjonister. Det er viktig.

EM: Nei. Man bør ha en plan da også. Jeg har satt opp en leseplan allerede, jeg.

MC: Ja, ikke sant. Ja, leseplan, lytteplan, det er mange muligheter her. Har du et favorittsitat som inspirerer deg?

EM: Det har jeg. Jeg trodde alltid det var av en solcelleforsker, men det viser seg å være Ghandi. Og det synes jeg tar veldig mye av spiriten hos oss på kornet, den er at «Først så ignorerer de deg, så ler de av deg, og så begynner de å sloss mot deg, og så vinner du.»

MC: Nettopp.

EM: Det er veldig sånn solbransjen føles.

MC: Solhatten du tenker med, ja.

EM: Ja, det er veldig lett, batterihatten er jo veldig lik.

MC: Det er en fin analogi der. Hvis vi har lyst til å etterlate ett siste inntrykk, et eller annet bilde som lytterne kan sitte igjen med etter denne praten, hva kan du tilby?

EM: Det må jo være det at sol faktisk funker. Det er jo en av de to små tingene i verden som er i rute i forhold til det å redde verden. FN har på en måte sett at elbilen går heldigvis fort nok, solen har gått mye raskere enn noen hadde trodd. Og da virker det som at strøm skal vi i alle fall klare å skaffe oss. Så får vi bare se om vi klarer å skifte den litt ved hjelp av batterier.

MC: Fremtiden er elektrisk, er det vel noen kjente her i Norge som påstår helt riktig. Tusen takk for at du kunne komme, Erik Stensrud Marstein. Veldig spennende å lære mer om hva vi forsker på her i Norge, og takk til dere som lyttet.

Hvem er du, og hvordan ble du interessert i EnergyTech?

Forsker. Syns det er faglig spennende og svært morsomt med solceller. Det har også industriell relevans.

Hva gjør dere på jobben?

Utvikler teknologier for fremstilling og bruk av solceller, ofte i tett samarbeid med industri.

Hva er de viktigste konseptene i EnergyTech?

Det er vel en enormt stor sekk som inneholder alt for mye rart.

Hvorfor er det spennende?

Energi er en av de største tingene som skjer, og svært viktig for hele vår sivilisasjon. Det er også dyrt, både i forhold til penger og miljø. Her er det jobb å gjøre!

Hva synes du er de mest interessante kontroverser?

Fornybar mot gammel kraft.

Dine andre favoritt-eksempler på EnergyTech internasjonalt og nasjonalt?

Batterier og energisystemer for fornybar kraft er veldig spennende.

Hva gjør vi unikt godt i Norge av dette?

Vi er nesten unike i Europa med å ha en prosessindustri som sikter inn mot solcelle-markedet. Vi lager verdens aller mest bærekraftige solcelle-materialer i stor skala.

Et favoritt EnergyTech sitat?

“First they ignore you, then they laugh at you, then they fight you and then you win”.

Et EnergyTech faktum folk bør huske?

Solceller blir trolig den største strøm-produsenten i verden i god tid før 2050!

Erik Stensrud Marstein
Forsker
IFE
CASE ID: C0119
TEMA: ENERGYTECH AND RENEWABLE
DATE : 181116
DURATION : 16 min
LITERATURE:
Bloomberg sine prognoser
YOU WILL LØRN ABOUT:
Fornybar energi
Solcelle teknologi
Batteri teknologi
Silisium
QUOTE
"Vi er unike i Europa med å ha en prosessindustri som sikter inn mot solcellemarkedet. Vi lager verdens mest bærekraftige solcellematerialer i storskala."
More Cases in topic of ENERGYTECH AND RENEWABLE
#C0118
ENERGYTECH AND RENEWABLE
Havvind

John Tande

Forsker

Sintef

#C0117
ENERGYTECH AND RENEWABLE
Digitalisering av oljeindustrien

André Backen

Grunder

Oliasoft

#C0124
ENERGYTECH AND RENEWABLE
Storskala solenergi over hele verden

Terje Melaa

SVP Technology Solutions

Scatec Solar