De technologie van morgen

Sterk door overleg

SERV

De technologie van morgen Technologische innovatie en mogelijke sociaal-economische gevolgen

Dit is een publicatie van de SERV – Sociaal-Economische Raad van Vlaanderen Wetstraat 34-36 1040 Brussel Tel: 02 I 20.90.111 Fax: 02 I 21.77.008 E-mail: [email protected] www.serv.be/stv WD/2006/5147/190 Grafische vormgeving: Magelaan cvba is de nieuwe naam van Aanzet/Making Magazines Grote coverfoto: Verschillende DNA-fragmenten kunnen met behulp van agarose-gel zichtbaar worden gemaakt. Door elektrische stroom doorheen de gel te sturen worden stukjes DNA van verschillende lengte die in één staal aanwezig zijn, uit elkaar getrokken. © VIB Kleine coverfoto: © IMEC Copyright 2005 bij SERV/STV-Innovatie & Arbeid Bij gebruik van gegevens en informatie uit deze brochure wordt een correcte bronvermelding op prijs gesteld.

Sterk door overleg

SERV

De technologie van morgen Liselotte Hedebouw

Technologische innovatie en mogelijke sociaal-economische gevolgen

2

Sterk door overleg

SERV

Inhoud Lijst met vernoemde onderzoeksinstellingen

4

Inleiding

5

1. Materialen Metalen Composieten Kunststoffen Keramische materialen Biomaterialen Multifunctionele materialen Slimme materialen

7 7 7 8 9 10 12 12

2. ICT

15

Alomtegenwoordige ICT Kennisbeheer Beveiliging

15 21 22

3. Life Sciences

25

Life sciences in de gezondheidszorg Life sciences in de landbouw en voeding Life sciences in industriële processen

26 30 32

4. Energietechnologie

35

Hernieuwbare versus niet-hernieuwbare energietechnologieën Niet-hernieuwbare energie Hernieuwbare energie Brandstofcellen Energieopslag

35 37 41 47 48

5. Transport

51

Aandrijven van motoren Integratie van telematica Nieuwe materialen en structuren

52 55 59

6. Milieutechnologie

63

Beheer van verontreiniging Schonere technologieën Beheer van hulpbronnen

63 65 68

7. Nanotechnologie

71

Nanomaterialen Nano- en bio-elektronica Biomedische nanotechnologie

71 74 77

3

Lijst met vernoemde wetenschappelijke onderzoeksinstellingen FLAMAC

Flanders Materials Centre Competentiecentrum dat onderzoek in de materiaalindustrie ondersteunt en samenwerking tussen industrie, universiteiten en onderzoekscentra op het gebied van materialen stimuleert. www.flamac.be

FlandersBio

Organisatie die de Vlaamse biotech spelers (bedrijven, instellingen, kapitaalverleners, ...) vertegenwoordigt. Flandersbio wil de kennisstroom tussen de leden vergroten en een ondersteunende omgeving vormen voor de biotechnologie in Vlaanderen. www.flandersbio.be

IEA

International Energy Agency Een internationale organisatie die advies uitbrengt over het energiebeleid voor betrouwbare, betaalbare en schone energie van haar leden (waaronder België). www.iea.org

IMEC

Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum Onderzoekscentrum op het gebied van micro-elektronica, nanotechnologie, ontwerpmethodes en technologieën voor ICT-systemen. www.imec.be

IPTS

Institute for Prospective Technological Studies Eén van de zeven wetenschappelijke instellingen van het Joint Research Center van de Europese Commissie. Het voert beleidsondersteunend onderzoek uit met een sociaaleconomische en een wetenschappelijke of technologische dimensie. www.jrc.es

MIP

Milieu-Innovatie Platform Platform dat de overheid, onderzoeksinstellingen en bedrijven die actief zijn op het vlak van energie- en milieutechnologie samenbrengt om nieuwe kennis te ontwikkelen en beschikbare kennis over te dragen naar industrie en markt.

VIB

Vlaams Interuniversitair Instituut voor Biotechnologie Wetenschappelijk onderzoeksinstituut dat met behulp van gentechnologie de werking van het menselijk lichaam, planten en micro-organismen bestudeert. www.vib.be

VIL

Vlaams Instituut voor de Logistiek Centrum dat logistieke kennis opbouwt, verzamelt en verspreidt naast het stimuleren van innovatie in de Vlaamse logistieke sector. www.vil.be

VITO

Vlaams Instelling voor Technologisch Onderzoek Onafhankelijk onderzoekscentrum dat producten en processen ontwikkelt in de domeinen energie, leefmilieu en materialen. Dit zowel voor overheid als bedrijfsleven. www.vito.be

viWTA

Vlaams Instituut voor Wetenschappelijk en Technologisch Aspectenonderzoek Onafhankelijke en autonome instelling verbonden aan het Vlaams Parlement die de maatschappelijke aspecten van wetenschappelijke en technologische ontwikkelingen onderzoekt. www.viwta.be

4

Sterk door overleg

SERV

Inleiding De Stichting Technologie Vlaanderen werd begin jaren 80 opgericht in het kielzog van de eerste ‘Flanders Technology’-beurzen en de DIRV (‘Derde Industriële Revolutie in Vlaanderen’)-campagne van de Vlaamse Regering. Als onderzoekscel van de SERV kreeg STV de opdracht mee om de sociale aspecten van nieuwe technologieën te bestuderen en op te volgen. De eerste STV-jaren leverden ondermeer onderzoeksrapporten op over de toepassing van industriële robots in Vlaamse bedrijven, de maatschappelijke discussie rond biotechnologie, veilig en gezond werken met composietmaterialen, (CAO n° 39)-overleg bij invoering van nieuwe technieken in de onderneming. Gaandeweg werd het blikveld van het STV-onderzoek verruimd naar het bredere innovatieterrein. De onderzoeksfocus kwam meer te liggen op organisatieveranderingen, nieuwe vormen van personeelsbeleid, invoering van nieuwe managementconcepten en de gevolgen daarvan voor mens en werk. Een evolutie die bij haar 15-jarig bestaan tot uiting kwam in de naamsverandering van de instelling naar STV-Innovatie & Arbeid. Met deze brochure gaan we ‘back to basics’ en nemen de draad van de technologiestudie weer op. We gaan na welke belangrijke technologische ontwikkelingen de komende jaren worden verwacht en peilen naar de mogelijke impact van deze innovaties op de economische ontwikkeling en de samenleving. Om de belangrijke technologische ontwikkelingen in kaart te brengen, hebben we zeven technologiedomeinen afgebakend. Elk van deze technologiedomeinen vormt een apart hoofdstuk in deze brochure, dat zoveel mogelijk onafhankelijk van de andere hoofdstukken kan worden gelezen. Wanneer een technologische innovatie in verschillende technologiedomeinen thuishoort of wanneer verschillende technologische innovaties met elkaar verband houden, wordt daar in de marge naar verwezen. Dit gebeurt aan de hand van de vermelding van het technologiedomein, samen met het paginanummer.

5

De technologie van morgen Inleiding

De zeven technologiedomeinen: p Materialen p ICT p Life sciences p Energie p Transport p Milieutechnologie p Nanotechnologie

Op basis van recente technologische verkenningsstudies en een doelgerichte analyse van het internet hebben we een eerste inventaris van de belangrijkste innovaties per technologiedomein gemaakt. Deze overzichten werden voor ieder technologiedomein door een aantal deskundigen op het terrein nagelezen, aangevuld en/of gecorrigeerd. We richten ons op ontwikkelingen die de komende tien tot vijftien jaar waarschijnlijk van belang zullen zijn. Soms bespreken we technologieën die nu al bestaan, ofwel omdat deze de komende tien tot vijftien jaar waarschijnlijk veel belangrijker zullen worden ofwel om nieuwe ontwikkelingen te verduidelijken. Soms bespreken we technologieën die pas veel later aan de orde zullen zijn maar waar nu al vaak over wordt gesproken. De mogelijke impact van de belangrijkste technologische innovaties op de economische ontwikkeling en de samenleving komt doorheen de tekst in verschillende kaderstukjes aan bod. Deze kaderstukjes verwijzen naar een aantal mogelijke gevolgen, zonder deze diepgaand uit te werken. Zowel voor de beschrijving van technologische innovaties als het aanhalen van de mogelijke economische en sociale gevolgen van deze innovaties hebben we niet de ambitie om een volledig overzicht te geven maar eerder om een algemene indruk mee te geven van de belangrijke ontwikkelingen en hun mogelijke gevolgen. De belangrijkste geraadpleegde literatuur wordt aan het eind van ieder hoofdstuk weergegeven en biedt mogelijkheden voor wie meer wil weten over deze technologiedomeinen.

6

1

Materialen

Technologische ontwikkelingen op het vlak van materialen en materiaalbewerking richten zich op het begrijpen, controleren en toepassen van bruikbare materiaaleigenschappen, zoals hardheid, hittebestendigheid en elektrische geleiding. Verschillende wetenschapsdomeinen zijn hierbij betrokken, zoals fysica, chemie, biologie, elektronica en mechanica. Bovendien zijn nieuwe ontwikkelingen op het gebied van materialen essentieel om zo goed als alle ontwikkelingen in andere technologiedomeinen (ICT, transport, mechanica, energie, ...) te realiseren. Ook in het nanotechnologiedomein spelen nieuwe materialen een hoofdrol.

In de toekomst zullen keramische materialen, kunststoffen en samengestelde materialen relatief aan belang winnen ten koste van metalen. Materialen evolueren naar multifunctionele en intelligente materialen, aangepast aan een specifieke toepassing.

Metalen Hoewel het relatieve belang van metalen de komende jaren zal afnemen, worden er toch een aantal belangrijke ontwikkelingen verwacht, vooral op het vlak van lichte metalen (aluminium, magnesium, titaan). Deze zullen zich richten op de stevigheid en het verminderen van Transport, pg. 59 oo

gewicht, wat vooral voor de transportsector van belang zal zijn. oo Frames voor auto’s en andere transportmiddelen zullen lichter en steviger worden en motoren duurzamer. Maar ook op het vlak van telecommunicatie, elektronica en milieutechnologie zullen tal van toepassingen mogelijk zijn. Zo zullen metalen bruikbaar worden in de laagvermogenelektronica, geavanceerde sensoren en magneten. Om deze ontwikkelingen mogelijk te maken zullen samengestelde materialen op basis van metalen, de zogenaamde metaalcomposieten, een grote rol gaan spelen.

Composieten Composieten of samengestelde materialen zijn fysische combinaties van twee of meer materialen. Het ene materiaal (de matrix) omvat het andere materiaal (vezeltjes, honingraat, schuim, ...). Het samengestelde materiaal behoudt de eigenschappen van de verschillende materialen, maar meestal ontstaan ook nieuwe eigenschappen, zoals hoge sterkte, hitte- en slijtagebestendigheid en interessante elektrische eigenschappen. In de tegenwoordig meest

7

De technologie van morgen

© Toyota Motorsport

Materialen

Formule 1-wagens worden van koolstofvezelcomposiet gemaakt terwijl voor gewone wagens staal wordt gebruikt. Koolstofvezelcomposiet is veel lichter dan staal maar absorbeert per gewichteenheid veel meer energie. Daarom gaan formule 1-wagens bij een botsing niet verfrommelen maar versplinteren.

bekende vorm van composieten worden kunststoffen gecombineerd met versterkende materiaalvezels tot zogenaamde vezel versterkte kunststoffen. Koolstofvezelcomposiet is hier een voorbeeld van en wordt gebruikt voor de constructie van Formule 1-wagens. Ook metalen, keramische en natuurlijke materialen kunnen gebruikt worden om composieten te vormen. Metal Matrix Composites (MMC’s) zijn bijvoorbeeld metaalcomposieten waar de laatste tientallen jaren intensief onderzoek naar wordt gedaan. Deze metaalcomposieten hebben verbeterde eigenschappen, zoals tolerantie tegen hoge temperaturen, hoge hardheid en slijtagebestendigheid. Dit brengt belangrijke voordelen met zich mee voor industriële toepassingen, zoals een lager energieverbruik en een langere levensduur. Huidige toepassingen zijn vooral in nichemarkten terug te vinden. De hoge kostprijs van MCC’s en het tekort aan voorspelbaarheid van de resulterende eigenschappen staan een wijdverspreid gebruik nog in de weg.

Kunststoffen Kunststoffen zullen een gelijkaardig toekomsttraject als metalen volgen, met uitzondering van het dalend relatief belang van metalen. De focus zal liggen op stevigere, lichtere en hittebestendigere kunststoffen met toepassingen in bijvoorbeeld de transportsector, de biomedische wereld, de ruimtevaart en de energiesector. Het zal bijvoorbeeld gaan om herlaadbare batterijen die veel efficiënter zijn (wat erg belangrijk is voor draadloze ICT-toepassingen), ICT, pg. 18 oo Energietechnologie, pg. 47 Transport, pg. 53

8

brandstofcellen, supergeleiders en sensoren. oo

De technologie van morgen Materialen

Keramische materialen Naast traditioneel keramiek – bijvoorbeeld tegels, potten van aardewerk en porseleinen beeldjes – onderscheiden we technisch keramiek. Dit laatste wordt nu al gebruikt voor remschijven, in chips en magneetknoppen voor computers en als deklagen van motoren. De basis voor traditioneel keramiek zijn grondstoffen die vrijwel direct uit de natuur worden gewonnen, zoals rivierklei. Technisch keramiek maakt daarentegen gebruik van chemisch zuivere grondstoffen waardoor het kwalitatief betere materiaaleigenschappen heeft zoals hoge hardheid, lichtgewicht, grote hitte- en slijtagebestendigheid.

Structurele keramische materialen Structurele keramiek verwijst naar toepassingen van technisch keramiek waarin de mechanische eigenschappen (vooral hoge hardheid en grote slijtvastigheid) of thermische eigenschappen (vooral hoge gebruikstemperatuur en warmtegeleidingsvermogen) van het materiaal worden benut. In de toekomst wordt veel verwacht van Cubic Boron Nitride (cBN) en Ceramic Matrix

Composites (CMC’s). cBN is een zeer hard keramisch materiaal. Het zal vooral als deklaag op bestaande materialen worden aangebracht om deze harder, slijtvaster en hittebestendiger te maken. Het zal bijvoorbeeld terug te vinden zijn in snijdgereedschappen en gereedschappen in de industrie bestendig tegen hoge temperaturen. CMC’s zijn composieten op basis van keramisch materiaal. Deze composieten zijn bestendig tegen ultrahoge temperaturen en zullen dienst kunnen doen in verscheidene ruimtevaarttoepassingen. Tegenwoordig worden structurele keramische materialen al veelvuldig gebruikt als deklagen. CMC’s zijn echter nog in ontwikkelingsfase. De belangrijkste hinderpalen zijn de hoge kostprijs, de levensduur en de betrouwbaarheid van de materialen.

Functionele keramische materialen Functioneel keramiek is een toepassing van technisch keramiek dat gebruik maakt van de optische (doorschijnend, bepaalde kleur), magnetische (magnetiseerbaarheid) of elektrische (elektrische isolator, halfgeleider, geleider) eigenschappen van het materiaal. Dit gebeurt bijvoorbeeld in toepassingen als pigmenten in verf, magnetische vergrendelsystemen, batterijen en sensoren. In de toekomst zullen functionele keramische materialen ook meer en meer gebruikt worden omwille van hun chemische eigenschappen, zoals een sterke bestendigheid tegen de inwerking van chemische stoffen (chemische resistentie). Katalysatoren voor de chemische industrie, filters en membranen voor afvalwaterbehandeling en brandMilieutechnologie, pg. 66, 64 oo

stofcellen zijn hiervan toepassingen. oo Sommige functionele keramische materialen bezit-

Transport, pg. 53

ten bijzondere biologische eigenschappen. Zo blijken enkele keramische materialen

Energietechnologie, pg. 47

‘lichaamsvriendelijk’ te zijn en daarom uiterst geschikt voor toepassingen in de medische sector, zoals heupgewrichten en tandimplantaten.

9


Bedrijfsvoering: kansen en risico’s Technologische ontwikkelingen op het vlak van materialen maken nieuwe ontwikkelingen in andere technologiedomeinen mogelijk: materialen is een activerend technologiedomein. Het onderzoek en de ontwikkeling van nieuwe materialen vergt echter veel tijd en geld, het duurt gemiddeld 15 jaar om een nieuw structureel materiaal te ontwikkelen en commercialiseren. Bovendien zijn de technologische en economische haalbaarheid aan het begin van dit proces geen vaststaand feit. Dit maakt dat bedrijven soms weigerachtig zijn om in onderzoek naar en ontwikkeling van nieuwe materialen te investeren en de bijbehorende risico’s alleen te nemen. Ondermeer om deze reden werd begin 2005 Flanders Materials Centre (FLAMAC) opgericht. Het is een initiatief van drie grote bedrijven (Agfa, Umicore en Arcelor) en de werkgeversorganisatie Agoria Vlaanderen, met de steun van de Vlaamse regering. Het doel is om als competentiecentrum onderzoek in de materiaalindustrie te ondersteunen en samenwerkingen tussen industrie, universiteiten en onderzoekscentra op dit domein te stimuleren. Dit zou het ontwikkelen van nieuwe materialen moeten stimuleren en hun introductie op de markt versnellen.

Biomaterialen Biologie zal de komende jaren een belangrijke invloed uitoefenen op de materiaalwetenMilieutechnologie, pg. 67 oo

schappen. oo Daarbij zullen zowel bestaande materialen, zoals bioafbreekbaar plastic, wor-

Life sciences, pg. 33

den verbeterd als nieuwe materialen worden ontwikkeld. Het zal bijvoorbeeld gaan om nieu-

Nanotechnologie, pg. 76

we types van biosensoren voor het opsporen van vervuiling, raamwerken waar weefselstructuren op kunnen groeien of intelligent textiel dat biologische signalen naar een computer stuurt.

Bioactieve materialen Bioactieve materialen zijn organische materialen (kunststoffen, hout, ...), anorganische materialen (metalen, keramische materialen, ...) of composieten die in het menselijk lichaam beschadigd weefsel kunnen herstellen of vervangen. Hiertoe behoren ook systemen voor gecontroleerde afscheiding van geneesmiddelen in het lichaam, biosensoren en apparaten die buiten het lichaam werken maar communiceren met het lichaam zoals een hemodialysetoeNanotechnologie, pg. 78, 76 oo

stel voor nierpatiënten. oo Traditioneel worden metalen en keramische materialen gebruikt voor verschillende soorten implantaten zoals heupgewrichten en tandimplantaten. Deze materialen gedragen zich echter niet als natuurlijke materialen. Been en huid hebben immers een complexe structuur, zijn levend en zelfgenezend. Nieuwe ontwikkelingen proberen natuurlijk materiaal te integreren en te imiteren. Onderzoek richt zich bijvoorbeeld op semi-artificiële of biohybride organen

10


waarin levende, menselijke cellen hun normale fysiologische functie blijven behouden, maar

© VITO

dan vastgehecht op andere materialen zoals kunststoffen. Voor het maken van implantaten gaat men op zoek naar materialen die de structuren en eigenschappen van natuurlijke materialen zo goed mogelijk benaderen. Titaanschuim heeft een lichte en sterke 3D-structuur. Dit soort materiaal is toegankelijk voor zuurstof en voedingstoffen en laat de ingroei van nieuw weefsel toe. Daardoor versnelt het herstel van ernstige botbreuken.

Biomimetics De levende natuur is niet alleen een inspiratiebron voor medische toepassingen. Biomimetics, ook wel bionics genoemd, bootsen de natuur na: de levende natuur is het uitgangspunt voor de constructie van deze materialen. Wetenschappers proberen een tape te ontwikkelen die op dezelfde manier werkt als de voetjes van een gekko. Miljarden ultrakleine haartjes op elke teen van de gekko doen kleine intermoleculaire krachten (van der Waalskrachten) ontstaan. Daardoor kan de gekko een muur opklimmen of zelfs ondersteboven

© Kellar Autumn

blijven hangen op bijna ieder oppervlak.

© Kellar Autumn, zie Autumn, K. et al. 2002. Evidence for van der Waals adhesion in gecko setae. Proc. Natl. Sci. USA 99, 12252-12256

11


Velcro is zo een bekend product dat naar voorbeeld van de natuur werd ontwikkeld. Een Zwitserse ingenieur haalde zijn inspiratie bij planten die aan de vacht van zijn hond bleven kleven. In de toekomst zijn allerhande toepassingen mogelijk. Spinzijde heeft bijvoorbeeld mechanische eigenschappen die een gelijkaardig en goedkoop materiaal belangrijk zou kunnen maken voor kunstmatige pezen, kogelvrije vesten, ophangkabels voor bruggen en toepassingen in de textielindustrie. Biologie biedt belangrijke nieuwe mogelijkheden op het vlak van materialen, maar de stap van biologie naar het ontwikkelen van nieuwe materialen is vaak heel complex. Het vergt een samenwerking vanuit verschillende disciplines, waaronder nanotechnologie.

Multifunctionele materialen Multifunctionele materialen zijn ontworpen om verschillende functies tegelijk te vervullen, bijvoorbeeld zowel een laag gewicht hebben als een hoge trillingsdemping. Voor toekomstige ontwikkelingen van multifunctionele materialen zal nanotechnologie een grote rol spelen. Door het inbouwen van nanostructuren in bestaande materialen kunnen nieuwe materiaaleigenschappen worden gecombineerd zoals lichtere, sterkere en slijtagebestendigere mateNanotechnologie, pg. 75 oo

rialen. oo Het versterken van metalen en keramische materialen met nanobuizen van koolstof leidt bijvoorbeeld tot zeer sterke composieten die tot 100 keer sterker zijn dan staal, maar toch 6 keer minder wegen. Bovendien zijn deze composieten thermisch geleidend en elektrisch supergeleidend. Hetzelfde geldt voor deklagen: nanogestructureerde deklagen kunnen tegelijkertijd bijvoorbeeld zeer hard, thermisch stabiel en taai zijn. Het zijn de toekomstige deklagen voor allerlei componenten van gereedschappen.

Slimme materialen Slimme materialen reageren op veranderingen in de omgeving zoals veranderingen in temperatuur, zuurtegraad, elektrisch of magnetisch veld. Door omgevingsveranderingen vertonen slimme materialen andere eigenschappen zoals andere vormen, kleuren en toestanden (vast-vloeibaar). Deze eigenschappen van slimme materialen kunnen in tal van toepassingen worden gebruikt. Bijvoorbeeld, materialen die van vorm veranderen als reactie op warmte of koude worden thermoresponsieve materialen genoemd. Kunststoffen van dit type kunnen dienst doen als foliebedekking van glas om het zonlicht in functie van de binnenkamertemperatuur te doseren. De huidige slimme materialen hebben nog een beperkt vermogen, maar er wordt actief onderzoek naar gedaan. Bijvoorbeeld op het vlak van materialen die van toestand veranderen, vast of vloeibaar, als gevolg van elektrische of magnetische ladingen. Dit soort materia-

12


len wordt rheologisch genoemd. Veelbelovende toepassingen zijn schokdempers, dempers voor autozetels en zelfs dempers in de constructie van gebouwen om de schokken van aardbevingen op te vangen. In deze laatste soort dempers veroorzaken de trillingen van een aardbeving een magnetisch veld. Hierdoor verandert het rheologische materiaal van vaste naar vloeibare toestand en vangt de schokken van de aardbeving op. Een ander voorbeeld is slimme gels. Dit zijn kunststoffen die zeer sterk opzwellen of krimpen als gevolg van chemische of fysische prikkels. Op die manier kunnen slimme gels vloeistof absorberen of afscheiden. Ze zijn toepasbaar in de landbouw, voeding, chemische processen en geneeskunde. Bijvoorbeeld, als systemen die geneesmiddelen op een specifieke plaats in het lichaam en in Nanotechnologie, pg. 78 oo

een bepaalde hoeveelheid afleveren. oo

SOCIALE KWESTIES Arbeid en gezondheid Nano- en biotechnologie beïnvloeden de ontwikkeling van nieuwe materialen steeds Nanotechnologie, pg. 71 oo Life sciences, pg. 33

meer. oo Dit wil zeggen dat er met genetisch gemanipuleerde micro-organismen (GGO’s) en deeltjes op zeer kleine schaal, nanometerschaal, wordt gewerkt. Van levende GGO’s (bacteriën, virussen, ...) weet men dat direct contact kan leiden tot allergische reacties. Over andere mogelijke gezondheidseffecten van GGO’s en nanodeeltjes heerst nog veel onzekerheid.

Duurzame ontwikkeling Nieuwe ontwikkelingen binnen materialen zouden wel eens een sleutelrol kunnen spelen op het vlak van duurzame ontwikkeling. Nieuwe materialen kunnen producten en productieprocessen op verschillende manieren milieuvriendelijker maken, bijvoorbeeld door het grondstoffenverbruik te beperken, door de hoeveelheid geproduceerd afval te verminderen, door de productieprocessen efficiënter te maken of door de recyclagemogelijkheden te optimaliseren. Bovendien kunnen ontwikkelingen binnen materialen productieprocessen tegelijkertijd flexibeler, efficiënter en meer betrouwbaar maken. Bijvoorbeeld, wanneer chemische baden voor de behandeling van materiaaloppervlakken vervangen kunnen worden door de zogenaamde plasmatechnologie. Deze laatste maakt gebruik van een droog proces waardoor er veel minder organische oplosmiddelen nodig zijn en er minder afval wordt geproduceerd. Bovendien kan plasmatechnologie snel in een productieproces worden ingeschakeld. Nieuwe materialen zijn eveneens een noodzakelijke technologie voor het effectieve gebruik van heel wat toepassingen binnen de energie- en milieutechnologie, zoals Energietechnologie, pg. 47, 43 oo

brandstofcellen, zonnecellen, roetfilters en katalysatoren. oo

Milieutechnologie, pg. 66 Transport, pg. 47, 52

13


Gezondheidszorg Nieuwe materialen maken nieuwe ontwikkelingen mogelijk in de geneeskunde, denk Nanotechnologie, pg. 76 oo

aan biosensoren. oo Hierdoor kunnen aandoeningen steeds vroeger worden ontdekt en evolueren we stilaan naar een preventieve geneeskunde. Deze ontwikkelingen gaan ook gepaard met heel wat maatschappelijke vragen, bijvoorbeeld over de effecten op de kosten van de ziekteverzekering van dit soort dure toepassingen.

Geraadpleegde literatuur – Agoria (2002). Technologie Overmorgen – Materialen: innovaties voor iedereen. Agoria, Brussel. – Agoria (2005). Trends in technologie, technologische roadmap. Agoria, Brussel. – Autumn, K. et al. (2002). Evidence for van der Waals adhesion in gecko setae. Proc. Nat. Sci. USA 99, 12252-12256. – Butler, R. (2005). Biomimetics, technology that mimics nature. – Curtin, W. A. en Sheldon, B. W. (2004). CNT-reinforced ceramics and metals. Materials Today, 44-49. – European Union (2003). Materials for tomorrow’s world. The Competitive and Sustainable Growth Programme magazine, 18-23.

14

– Institute for Prospective Technological Studies (1999). The futures project, technology map. IPTS, Sevilla. – Materials Foresight Panel (2000). Materials: Shaping our society. Materials Foresight Panel, London. – Materials Foresight Panel (2003). Priority topics for future biomaterials development. London. – Muler, S. (2001). Technisch keramische materialen. Hogeschool Brabant, Eindhoven. – Naik, R. R. en Stone, M. O. (2005). Integrating biomimetics. Materials Today, 18-26. – US Advanced Ceramic Association (2000). Advanced Ceramic Technology Roadmap. US ACA.

2

ICT

ICT staat voor informatie- en communicatietechnologie. Het is een verzamelnaam voor verschillende technologieën die het aanmaken, opslaan, bewerken en overdragen van informatie van verschillende vormen (beeld, data, geluid) mogelijk maken. Het gaat daarbij zowel om ICT-goederen zoals computer, printer of GSM als om ICT-diensten zoals softwareprogramma’s, netwerkbeheer, advies en ondersteuning.

ICT-apparatuur wordt steeds goedkoper, gebruiksvriendelijker en meer geïntegreerd. Het aantal ICT-toepassingen blijft stijgen en we evolueren stilaan naar een wereld waarin ICT alomtegenwoordig is. Ook worden er steeds meer gegevens verzameld en opgeslagen waardoor de nood ontstaat om al deze kennis te beheren. Beide trends, alomtegenwoordige ICT en nood aan doorgedreven kennisbeheer, zorgen ervoor dat ook veiligheid steeds belangrijker wordt.

Alomtegenwoordige ICT Het toekomstbeeld van de elektronica-industrie is een maatschappij die doordrongen is van Nanotechnologie, pg. 75 oo

ICT. oo Termen zoals ubiquitous computing (alomtegenwoordige informatica), ambient intel-

ligence (omringende intelligentie) en pervasive computing (doordringende informatica) verwijzen hiernaar. Eén van de belangrijkste bouwstenen voor deze wereld is de micro-elektronica met een steeds verdere miniaturisatie van halfgeleiders. Computers worden zodanig klein dat ze in allerlei machines, instrumenten en materialen kunnen worden ingebouwd. Veel ziekenhuizen gebruiken bijvoorbeeld al vesten met ingebouwde sensoren om allerlei lichaamsfuncties van patiënten, zoals de hartslag, constant op te volgen. Deze zogenaamde

embedded systems kunnen apparaten sturen, beslissingen nemen of verschillende systemen verbinden tot netwerken. Daarnaast zijn ook evoluties op het vlak van mens-machine interface, draadloze communicatie en naadloze communicatie erg belangrijk.

Mens-machine interface systemen Mens-machine interface verwijst naar de plaats waar mens en technologie met elkaar in contact komen. Behalve de hieronder beschreven ontwikkelingen over beeldschermen en spraaktechnologie hebben ontwikkelingen op het gebied van multimedia, netwerksnelheid en virtuele realiteit een belangrijke invloed op mens-machine interface systemen.

15


© Adidas

ICT

In maart 2005 kwam deze sportschoen op de markt. Op basis van een sensor en magneet wordt de demping van de schoen voortdurend gemeten. Via een klein computertje past de zool van de schoen zichzelf automatisch aan de ondergrond aan.

Beeldschermen De huidige LCD-schermen (Liquid Chrystal Display) zullen waarschijnlijk plaats maken voor OLED-schermen (Organic Light Emitting Diodes). Deze beeldschermen zijn zo dun en buigzaam dat ze ook wel elektronisch papier worden genoemd. Ten opzichte van LCD heeft OLED heel wat voordelen zoals een laag stroomverbruik (wat vooral voor draagbare toepassingen van belang is), een hogere helderheid, een zeer goed beeldcontrast, een kortere responstijd voor bewegende beelden en geen storingen door extreme temperaturen. Bovendien produceren OLED-schermen zelf licht waardoor ze geen externe lichtbron nodig hebben. Huidige nadelen zijn de beperkte levensduur en moeilijkheden in het productieproces. Tegenwoordig worden kleine OLED-kleurenschermen al gebruikt in digitale camera’s, GSM- en MP3-toestellen. Toepassingen in andere toestellen en machines zoals laptops, computers en televisies worden rond 2010 verwacht. Grote elektronicabedrijven zijn al jaren bezig met de ontwikkeling van 3D-effecten voor beeldschermen. Binnenkort kan het rood-blauwe polarisatiebrilletje ook echt in de vuilbak. Men is er immers in geslaagd om een stereoscopisch beeld te ontwikkelen. Stereoscopisch wil zeggen dat de beelden die je beide ogen afzonderlijk opvangen door je hersenen samen-

16

De technologie van morgen ICT

gevoegd worden tot een 3D-beeld. De eerste 3D-beeldschermen voor computers en GSMtoestellen zijn nu al verkrijgbaar. Maar 3D-beeldschermen voor televisie en medische beeld-

© Sharp

vorming behoren tot de mogelijkheden. In 3D-beeldschermen zit een soort lichtfilter die ervoor zorgt dat beide ogen ander licht opvangen zodanig dat de hersenen een 3D-beeld opmaken. (Gesimuleerd beeld)

Spraaktechnologie Spraaktechnologie gaat om het herkennen en produceren van gesproken taal door machines. Huidige toepassingen zijn ondermeer terug te vinden bij automatische informatiediensten, telefonische verkoop en het ‘beluisteren’ van e-mail. Het belangrijkste potentieel van spraaktechnologie is niet zozeer beeldschermen of toetsenborden overbodig maken, maar wel de interactie tussen mens en machine op een mensvriendelijkere manier laten verlopen. De huiTransport, pg. 55 oo

dige GPS-systemen voor auto’s zijn hier een voorbeeld van. oo In de toekomst zal het bijvoorbeeld mogelijk zijn om snel een tv-programma te kiezen door gewoon de naam van het programma uit te spreken. Software voor spraaktechnologie zal steeds meer speaker inde-

pendent zijn. Dit wil zeggen dat de software niet meer zal moeten wennen aan de manier van spreken van de gebruiker. Bovendien zal de software natuurlijke spraak begrijpen en in veel meer verschillende talen beschikbaar zijn.

Vragen voor de samenleving Het stijgende gebruik van internet en andere ondersteunende ICT stelt de samenleving voor een aantal uitdagingen: hoe kunnen we de overdracht van persoonlijke gegevens veilig laten verlopen? Hoe garanderen we de privacy van mensen? Hoe kunnen we kwetsbare individuen beschermen tegen misbruiken? Hoe kunnen we ongewenste e-mail of SPAM aanpakken?

17


Draadloze communicatie In de toekomst zal communicatie waarschijnlijk steeds meer draadloos verlopen. Zo is een WLAN (Wireless Local Area Network) een netwerk van apparatuur waarbinnen informatie via radiosignalen wordt doorgestuurd. Dit maakt kabels overbodig en zorgt voor mobiliteit binnen de grenzen van het netwerk, dat meestal tot één gebouw beperkt blijft. Een WLAN doet dus hetzelfde als een gewoon netwerk, maar dan zonder kabels. Een WLAN kan ook met een bedraad netwerk of andere WLAN’s verbonden worden tot een WAN (Wide-Area

Network). Draadloze communicatie zoals een WLAN maakt gebruik van standaarden voor draadloze communicatie. Dit soort standaarden zoals WiFi (Wireless Fidelty) en Bluetooth geeft aan dat het product voldoet aan de normen voor draadloze apparatuur zoals vastgelegd door het Insitute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).

3G-systemen Draadloze communicatie zal in de toekomst meer en meer verlopen via de nieuwe standaard 3G, de 3de generatie van mobiele toestellen en netwerken. 3G-systemen zijn bedoeld om een hele reeks van diensten die ook vast beschikbaar zijn zoals telefonie, betalingen, internet, breedband data en e-commerce globaal mobiel te maken. Deze nieuwe 3G-techniek wordt ook wel UMTS (Universal Mobile Telecommunications

System) genoemd. Met UMTS kan men over het GSM-netwerk data versturen en ontvangen met dezelfde snelheid (of sneller) dan breedbandinternet. Het aantal toepassingen is groot: videotelefonie, films of TV kijken, draadloos internet en e-mail, foto’s en bestanden verzenden, enzovoort. Ook kunnen laptops voorzien worden van een UMTS-kaart en zo altijd direct contact houden met het bedrijfsnetwerk. Veel van deze toepassingen bestaan nu al, maar UMTS maakt ze efficiënt.

RFID-technologie RFID (Radio Frequency Identification) is een systeem dat goederen, voertuigen, dieren of mensen kan identificeren aan de hand van radiosignalen. De voorloper van RFID is het bekende systeem van detectiepoortjes in winkels om diefstal tegen te gaan. Deze detectiepoortjes stellen echter alleen de aanwezigheid van een chip op het product vast. RFID gaat verder en zorgt voor een uitwisseling van informatie tussen een minuscule chip op het identificatieplaatje en het leesapparaat. De antenne van de leesapparatuur zendt een radiosignaal uit om het identificatieplaatje op het product te identificeren en gegevens te lezen of weg te schrijven. Huidige toepassingen zijn al te vinden binnen ondernemingen maar het grootste potentieel van deze technologie ligt in samenwerking tussen verschillende ondernemingen in de toeleveringsketens. Zo kunnen RFID-geïdentificeerde goederen, met behulp

18


© Philips

ICT

Een RFID-plaatje bevat een ultrakleine chip die

van internationale standaarden, doorheen de hele toeleveringsketen in real-time informatie

allerlei informatie over het product

met verschillende toepassingen uitwisselen en de toeleveringsketen transparant maken. De

kan opslaan en doorsturen naar de

grote doorbraak zal er pas komen wanneer RFID-plaatjes goedkoper worden.

leesapparatuur. RFID kan voor uiteenlopende doelen worden gebruikt: identificatie, veiligheid, transport, betalingen, ...

Nieuwe kwalen Verschillende toepassingen van ICT zoals laptops en GSM’s kunnen mensen heel wat tijd en moeite besparen maar tegelijkertijd brengen ze nieuwe kwalen met zich mee. Naast de muisarm spreekt men nu ook van een sms-duim, een laptopnek en een belarm. Het zijn fysieke klachten als gevolg van het langdurige gebruik van muis, toetsenbord en gsm-drukknopjes of langdurig een verkeerde houding aannemen, ook wel rsi-klachten (Repetitive Strain Injury) genoemd. Ze kunnen leiden tot milde pijn in gewrichten en spieren, minder beweeglijkheid en zelfs chronische pijn. Er is al een hele markt ontstaan van ergonomische producten. Ook zijn er heel wat regeltjes over een goede houding bij het gebruik van ICT-apparatuur en de nodige variatie in bezigheden om dit soort kwalen te vermijden. Elektronische apparatuur en draadloze netwerken zenden elektromagnetische straling uit. Dit soort straling en hun mogelijke gezondheidseffecten zijn een controversieel onderwerp. Hoewel de meeste studies geruststellend zijn, kunnen er nog geen definitieve uitspraken worden gedaan: de meeste tests gebeurden op proefdieren en zijn moeilijk veralgemeenbaar. Ook specialisten geven een dubbele boodschap: geen gevaar maar toch blijft verder onderzoek nodig.

19


Naadloze communicatie Een omgeving waarin ICT alomtegenwoordig is kan maar tot stand komen wanneer toegang tot breedband (ADSL en kabel) hand in hand gaat met naadloze communicatie. Dit wil zeggen, wanneer de gebruiker zich tijdens de communicatie geen zorgen hoeft te maken over de uitwisselbaarheid en leesbaarheid van bestanden en bestandsformaten, over netwerkgrenzen en de overgang tussen verschillende types van netwerken.

Open standaarden Tijdens digitale communicatie worden bestanden met informatie opgeslagen in een bepaalde vorm: een formaat, bijvoorbeeld MS-word Document Format of kortweg ‘.doc’. Digitale communicatie kan maar naadloos verlopen wanneer zowel de software van de zender als de software van de ontvanger dit formaat begrijpt: wanneer ze compatibel zijn. Tegenwoordig wordt vaak gewerkt met formaten die maar door de software van één bedrijf gekend zijn, ook wel gesloten standaarden genoemd (zoals ‘.doc’). Om bestanden in gesloten formaten aan te maken, te lezen en/of te veranderen zijn gebruikers verplicht om de software van dat specifieke bedrijf te kopen. Er bestaan ook formaten die de communicatie van informatie loskoppelen van de specifieke software om informatie te verwerken, namelijk open standaarden zoals Extensible Markup Language of XML. Wanneer de zender informatie in een open standaard heeft opgeslagen, kan de ontvanger dit formaat lezen, ongeacht de software die daarvoor wordt gebruikt. Open standaarden zijn gratis beschikbaar, zijn niet beperkt door patenten of juridische aspecten en zijn door een standaardorganisatie goedgekeurd. Open standaarden worden steeds vaker gebruikt en zouden de enige manier zijn om volledige uitwisselbaarheid van bestanden te bereiken.

Open Source Software Software bewerkt gegevens in de vorm van een bepaald formaat, bijvoorbeeld ‘.doc’, ‘.mp3’ of ‘.jpg’. De broncode van software (de programma-instructies in programmeertaal) geeft aan hoe dit moet gebeuren. Net zoals standaarden open of gesloten kunnen zijn, kan de broncode van de software beschermd zijn door een patent of vrij beschikbaar zijn. Wanneer de broncode gratis beschikbaar is, aangepast mag worden naargelang de noden en alle gebruikte standaarden in de software open zijn, spreekt men van open source software (OSS). Het bekendste voorbeeld is het besturingssysteem Linux, vergelijkbaar met het closed source besturingssysteem Windows. De strategie van bedrijven die OSS produceren is niet het verkopen van licenties maar wel het aanbieden van diensten zoals ondersteuning, kennis en het aanpassen van de broncode voor specifieke noden. Steeds meer bedrijven zien OSS als een alternatief voor de eigen ontwikkeling van software.

20


Gevolgen voor werkgelegenheid De Vlaamse ICT-sector is gespecialiseerd in enkele ICT-domeinen zoals digitale fotografie en printsystemen, consumentenelektronica en IT diensten en software. Het European IT Observatory verwacht dat de Belgische ICT-markt licht zal groeien. Als belangrijkste drijvende krachten worden onder meer ICT-veiligheid, KMO-specifieke oplossingen en open source software genoemd. Al tientallen jaren wordt er een debat gevoerd over de impact van ontwikkelingen binnen ICT op werkgelegenheid, zonder duidelijke conclusies tot gevolg. Het stijgende gebruik van ICT binnen bedrijven zal waarschijnlijk zowel een groei als een daling van werkgelegenheid tot gevolg hebben: enerzijds meer creatieve, complexe en kwaliteitsvolle jobs en anderzijds een werkinhoudelijke verarming en een verlies van bepaalde jobs door automatisering.

Kennisbeheer Door de toename in ICT-apparatuur worden enorme hoeveelheden gegevens verzameld. Het beheren van deze massa gegevens is een belangrijke uitdaging geworden. Het gaat daarbij zowel om het binnenhalen en opslaan van grote hoeveelheden gegevens of data warehousing als om het analyseren de gegevens of data mining. Op dit gebied is er een evolutie naar het centraal beheren van kennis en het decentraal opslaan ervan. Een mooi voorbeeld hiervan is grid computing. Dit is een systeem waarbij een groot aantal computers, onafhankelijk van waar ze staan, in een netwerk worden samengevoegd om een opdracht uit te voeren alsof ze samen één computer zijn. Vandaag maakt men al gebruik van management information systems (MIS) om uit de enorme hoeveelheid productiegegevens in een onderneming net dat te destilleren wat het management nodig heeft. Die informatie is nuttig voor het organiseren en evalueren van verschillende afdelingen of teams in een onderneming. Customer Relationship Management (CRM) is bijvoorbeeld een strategie die er op gericht is om alle informatie die men over de klant heeft en de gegevens over contacten met de klant te koppelen. Zo kent men de klant en zijn geschiedenis veel beter en kan men een betere service bieden. Nieuwe ontwikkelingen richten zich op het ondersteunen van bedrijfsprocessen over de grenzen van de afdelingen en organisaties heen en tijdens de hele levensduur van producten en diensten. MIS-systemen zullen steeds meer real-time informatie aanbieden en mobiele toegang tot het MIS zou mogelijk worden.

21


ICT en bedrijfsvoering ICT heeft ongetwijfeld een belangrijke impact op bedrijfsvoering. Verschillende vormen van ICT (MIS, RFID, WLAN, ...) kunnen gebruikt worden om bedrijfsprocessen zo efficiënt en goedkoop mogelijk te laten verlopen. Bedrijven kunnen hierdoor aan de verwachtingen van de klanten blijven voldoen maar komen ook in een meer competitieve omgeving terecht. De vooruitgang binnen ICT reikt nieuwe mogelijkheden aan om, zowel binnen het bedrijf als over de grenzen van het bedrijf heen, te communiceren en samen te werken. Een virtueel team is bijvoorbeeld een geografisch verspreid team dat geheel of gedeeltelijk communiceert via het ICT medium. Ook telewerk, het werken van thuis uit terwijl men via internet in contact kan komen met de werkbasis, wordt steeds gemakkelijker. Deze nieuwe ontwikkelingen kunnen een nieuw soort management doen ontstaan waarbij fysieke aanwezigheid van het management op de werkplek niet meer noodzakelijk is. Maar deze nieuwe vormen van communicatie zorgen niet noodzakelijk voor kwaliteitsvollere communicatie. Virtuele communicatie is vaak een meer instrumentele vorm van communicatie met een gemis aan visuele aspecten. Hierdoor kan miscommunicatie gemakkelijker ontstaan en verloopt het opbouwen van vertrouwen tussen deelnemers van virtuele communicatie vaak moeilijker. Bovendien wordt er geen rekening gehouden met mogelijke sociale gevolgen van het minder vaak op de werkvloer komen.

Beveiliging Beveiliging is een belangrijk aandachtspunt voor iedere onderneming. Het gaat hierbij zowel om het beveiligen van de toegang tot gebouwen als om het beveiligen van computers, netwerken en de digitale overdracht van gegevens.

Toegangscontrole Het beveiligen van de toegang tot gebouwen gebeurt momenteel vaak aan de hand van een badge of chipkaart. De toegang tot computers en digitale omgevingen wordt meestal via paswoorden of PIN-codes (Personal Identification Number) geregeld. Vooral in omgevingen waar extra beveiliging nodig is, zoals in banken, maakt men steeds meer gebruik van biometrie. Dat is het automatisch identificeren van personen op basis van fysieke kenmerken (vingerafdrukken, patroon van de iris, ...) of gedragskenmerken (spraak, vingeraanslag op het toetsenbord, ...). Telkens wordt een eerder geregistreerde opname van een biometrisch kenmerk vergeleken met het aangeboden biometrisch kenmerk. Biometrische technieken kunnen op

22


zich of in combinatie met andere technieken worden gebruikt. Ze evolueren steeds meer naar snelle, gebruiksvriendelijke identificatiemethoden met een hoge betrouwbaarheid en

© PhotoDisc

lage kost. Mensen kunnen aan de hand van hun regenboogvlies of iris geïdentificeerd worden, net zoals bij vingerafdrukken. De iris bepaalt de kleur van de ogen. Kenmerken zoals adertjes, strepen en pigmentkrulletjes zorgen voor een unieke irisstructuur voor ieder mens die normaal niet verandert tijdens het leven.

Netwerkbeveiliging Communicatie en transacties verlopen steeds meer via internet of vergelijkbare netwerken en het gebruik van draadloze communicatie neemt toe. Bijgevolg is de beveiliging van digitale gegevensoverdracht één van dé grote uitdagingen van de komende jaren. Public Key

Infrastructure (PKI) is momenteel het meest gebruikte beveiligingssysteem. Dit systeem is gebaseerd op het idee van een kluis met twee sleutels: een publieke sleutel om de kluis te sluiten en een private sleutel om de kluis te openen. Met andere woorden, iedereen kan een boodschap ontvangen maar slechts één iemand, diegene voor wie de boodschap bestemd is, kan de boodschap ook lezen. In de toekomst kan kwantumcryptografie een nieuwe, krachtigere vorm van beveiliging worNanotechnologie, pg. 75 oo

den. oo Voor het veilig verzenden van een boodschap maakt kwantumcryptografie gebruik van de fysische eigenschappen van microscopische deeltjes zoals fotonen of lichtdeeltjes. Pogingen tot luistervinken veranderen de fysische eigenschappen van de microscopische deeltjes en tegelijk ook de informatie die werd verzonden. Momenteel zijn er nog grote problemen wanneer kwantumcryptografie wordt gebruikt voor beveiliging over lange afstanden, toch worden de eerste commerciële toepassingen tegen het eind van dit decennium verwacht.

23


Gevolgen voor arbeid Het stijgende gebruik van ICT in bedrijven zorgt er voor dat werknemers steeds meer nieuwe vaardigheden moeten bezitten. Het gaat om vaardigheden zoals het kunnen omgaan met grote hoeveelheden informatie, het kunnen omgaan met de technologie en beslissingen kunnen nemen op basis van informatie maar ook om sociale, communicatieve, leer- en organisatievaardigheden. Levenslang leren in de vorm van bijvoorbeeld formeel onderwijs, trainingen op het werk en zelfstudie wordt steeds belangrijker. Maar er ontstaat ook een risico op dualisering van de arbeidsmarkt tussen hoog- en laaggeschoolden, de zogenaamde digitale kloof op basis van opleiding. Nieuwe ontwikkelingen binnen ICT liggen aan de basis van een aantal paradoxen op het vlak van arbeid: ICT biedt enerzijds nieuwe mogelijkheden, maar anderzijds perkt het deze mogelijkheden zelf in. Zo maakt ICT arbeid minder afhankelijk van tijd en plaats waardoor werknemers meer autonomie krijgen om hun werk zelf te organiseren. Deze vrijheid kan er echter ook voor zorgen dat werknemers een grotere mentale belasting ondervinden door een stijgende prestatiedruk, werk buiten de kantooruren, de grensvervaging privé-werk en de noodzaak om bepaalde vaardigheden te ontwikkelen. ICT zorgt er ook voor dat mensen meer controle krijgen over waar en wanneer men werkt waardoor ze efficiënter kunnen werken. De gewonnen tijd wordt echter vaak weer ingenomen door ander werk.

Geraadpleegde literatuur – Agoria (2003). Revolutie voor mens-machine-interface dankzij technologische innovatie. ICT-Flash, 73. Agoria, Brussel. – Agoria (2005). Trends in technologie, technologische roadmap. Agoria, Brussel. – Berckmans P. en Ooghe B. (2002). Informatie- en telecommunicatietechnologie op het werk. Wordt het :-) of :-( ? SERV / STV-Innovatie & Arbeid, Brussel. – Deutsche Bank Research (2004). The five rising stars in information and communication technology. DBresearch. – Dekkers, G. en Kegels, C. (2003) Informatie- en communicatietechnologie in België. Federaal Planbureau, Brussel. – FISTERA (2005). The FISTERA delphi. Future challenges,

– Hoepman, J. H. (2002). PKI: vloek of zegen? Informatiebeveiliging, 3, pp 4-8. – Institute for Prospective Technological Studies (2004). Key factors driving the future information society in the European research area. IPTS, Sevilla. – Rathenau Instituut (2000). Digitale vaardigheden. Geletterdheid in de informatiesamenleving. Rahtenau Instituut, Den Haag. – Sociaal-Cultureel Planbureau (2005). Verzonken technologie. ICT en de arbeidsmarkt. SCP, Den Haag. – Vlaamse Raad voor Wetenschapsbeleid (2004). Advies 86, Open Source Software. VRWB, Brussel.

applications and priorities for socially beneficial informations technologies. FISTERA, Manchester. – FOD economie, K.M.O., Middenstand en Energie (2005). Verspreiding van de informatie- en communicatietechnologieën (ICT) in België. Brussel.

24

Websites: – RFID: www.rfidjournal.com – OSS: www.opensource.org

3

Life Sciences

Life sciences is een verzamelterm voor verschillende wetenschappen die te maken hebben met de levensprocessen van mensen, dieren en planten. Het gaat daarbij niet alleen om biologische wetenschappen maar ook om andere wetenschapsdomeinen in interactie met biologie zoals biochemie, materialen en informatica. Bij het toepassen van kennis uit dit brede wetenschapsdomein in productie en ontwikkeling speelt biotechnologie een belangrijke rol.

Biotechnologie is het gebruik van levende organismen of delen ervan om producten te maken of te wijzigen, planten of dieren te veranderen en micro-organismen (gisten, schimmels en bacteriën) voor specifieke doeleinden te ontwikkelen. Met de ontdekking van het DNA, de informatiedrager van erfelijke eigenschappen, en de ontwikkeling van technieken om dit erfelijke materiaal te veranderen is de moderne biotechnologie (gentechnologie) in staat om eiIedere menselijke cel bevat chromosomen

genschappen van planten, dieren en micro-organismen gericht te veranderen. Biotechnologie

met daarin het DNA. Alle instructies om

kent uiteenlopende toepassingsgebieden die soms met kleuren worden benoemd: rode bio-

de activiteiten van de cellen te regelen zijn

technologie richt zich op toepassingen in de gezondheidszorg, groene biotechnologie staat

vastgelegd in dit DNA. De instructies bestaan

voor biotechnologie binnen de landbouw en voeding en witte biotechnologie is gericht op het

uit lange ketens van vier verschillende zuren

schoner, goedkoper en duurzamer maken van industriële processen.

van deze instructies staan in voor de opbouw van eiwitten en worden genen genoemd.

© U.S. Department of Energy Human Genome Program

voorgesteld als A, G, C en T. Bepaalde stukjes

25

De technologie van morgen Life sciences

Life sciences in de gezondheidszorg Mede door de ontdekking van het DNA weten we steeds meer over de biologische processen van mens en dier, en hoe deze een rol kunnen spelen bij de ontwikkeling van ziekten. Deze kennis van ziekteprocessen reikt nieuwe mogelijkheden aan om ziekten te herkennen (diagnose) en/of te genezen (therapie).

Genetische testen Verschillende aandoeningen worden veroorzaakt door een defect in het DNA. Genetische testen kunnen al een deel van deze defecten opsporen. Momenteel zijn ongeveer 10.000 mogelijke defecten bekend, voor 2.000 daarvan is een genetische test voorhanden. Er bestaan twee types van genetische testen: diagnostische testen die op zoek gaan naar een defect in het DNA als verklaring voor een aandoening en predicatieve testen die proberen te voorspellen of een persoon een bepaalde aandoening al dan niet zal ontwikkelen. Voor sommige aandoeningen kunnen predicatieve testen met 100% zekerheid aangeven dat iemand de aandoening al dan niet zal ontwikkelen, bijvoorbeeld voor de ziekte van Huntington. Andere aandoeningen worden veroorzaakt door een complexe interactie tussen genetische en omgevingsfactoren, zoals bepaalde vormen van borstkanker. In dat geval kunnen predicatieve testen enkel de genetische kwetsbaarheid opsporen en een onzeker misschien als uitkomst geven. In de toekomst verwacht men genetische testen voor verschillende aandoeningen waaronder schizofrenie, depressie, bepaalde hartziekten en verschillende soorten kankers.

Geneesmiddelen en vaccins Eiwitten en enzymen zijn noodzakelijke ingrediënten voor het maken van geneesmiddelen en vaccins. Vroeger waren deze stoffen afkomstig van dieren waardoor ze slechts beperkt voorradig waren. Bovendien kon het gevaar voor besmetting met dierlijke ziekteverwekkers niet volledig worden vermeden. Insuline is het eerste product op basis van gentechnologie dat op de markt is gekomen. Insuline zorgt ervoor dat onze spieren voedingsstoffen zoals suiker kunnen opnemen. Diabetici zijn niet in staat om insuline zelf te produceren. Vroeger werd insuline uit de pancreas van varkens en koeien gewonnen, maar tegenwoordig wordt het menselijke DNA dat codeert voor insuline in de E-coli bacterie ingebouwd. Vervolgens produceert deze bacterie een onbeperkte hoeveelheid menselijke insuline zonder risico op infectie van dier op mens. Zo kan menselijke insuline veiliger en goedkoper worden gemaakt. Tegenwoordig vormt biotechnologie de basis voor meer dan de helft van de geneesmiddelen en vaccins in ontwikkeling. Telkens worden micro-organismen, cellen, planten of dieren genetisch gewijzigd waardoor ze het nodige menselijke eiwit of enzym gaan produceren. Vandaag zijn al geneesmiddelen voor de behandeling van groeistoornissen, hartinfarct en

26


© Lilly Pharma

Life sciences

In 1978 kon de eerste druppel menselijke insuline op basis van gentechnologie worden geproduceerd.

bloedarmoede en vaccins tegen hepatitis B op de markt. Maar ook in de toekomst heeft men grote verwachtingen over mogelijke vaccins tegen nicotineverslaving, astma en de ziekte van Alzheimer en voor geneesmiddelen voor de behandeling van hartziekten, de ziekte van Parkinson en infectieziekten waaronder AIDS en hepatitis.

Life sciences en werkgelegenheid Volgens de Vlaamse vzw FlandersBio waartoe verschillende bedrijven, instellingen, kapitaal- en dienstverleners uit de biotechnologiesector behoren, telt Vlaanderen meer dan 20.000 werknemers in de life sciences, waarvan meer dan 7.000 direct in biotechnologie en meer dan 6.100 in Vlaamse universiteiten en onderzoeksinstellingen. Daarnaast gebruiken andere bedrijven biotechnologie in hun onderzoek en ontwikkeling en/of productieproces, zoals grote (bio)farmabedrijven, voedingsbedrijven, landbouwbedrijven, de chemische en de milieusector. Zowel zeer grote bedrijven als kleine KMO’s zijn goed vertegenwoordigd in de biotechnologiesector. De werknemers hebben meestal een bediendestatuut en zijn hoog geschoold. De literatuur vermeldt zowel argumenten voor een daling als voor een groei in werkgelegenheid. Experts verwachten vooral een groei van werkgelegenheid in het onderzoek maar nauwelijks in de productie. Waarschijnlijk zullen nieuwe ontwikkelingen binnen de life sciences zich eerder vertalen in veranderende posities van bedrijven en in een verschuiving in werkgelegenheid tussen sectoren en tussen bedrijven.

27


Gentherapie Voor sommige genetische aandoeningen is wel een genetische test voorhanden maar (nog) geen behandeling. Op dit gebied heeft men grote verwachtingen van gentherapie. Tijdens gentherapie wordt een defect stukje DNA vervangen door een goed stukje DNA dat de functie van het defecte stukje DNA overneemt. Gentherapie staat echter nog in de kinderschoenen. Toepassingen op de mens zorgen nog voor veel moeilijkheden zoals het afstoten van het goede stukje DNA als lichaamsvreemd DNA. Onderzoek naar gentherapie gebeurt momenteel nog hoofdzakelijk in academische centra waardoor het niet waarschijnlijk is dat in de nabije toekomst grootschalige toepassingen gerealiseerd zullen worden.

Stamcelonderzoek en -toepassingen Tal van aandoeningen kunnen nu enkel worden behandeld door transplantatie van gezonde menselijke cellen, weefsels en organen. Om het tekort aan donorweefsels en -organen te verhelpen zou het gebruik van stamcellen een oplossing kunnen bieden. Stamcellen zijn cellen die zich in principe nog als eender welk soort cellen kunnen specialiseren. Grofweg zijn er twee types stamcellen: embryonale en volwassen stamcellen. Embryonale stamcellen komen van embryo’s en kunnen nog tot elk celtype worden omgevormd. Volwassen stamcellen worden geïsoleerd uit bepaalde weefsels en organen, zoals het ruggenmerg, de huid en het bloed. Ze kunnen volgens de huidige inzichten slechts tot een beperkt aantal celtypes worden omgevormd. Medische toepassingen lijken veelbelovend op het vlak van weefsel- en orgaantransplantatie (bijvoorbeeld, huidtransplantatie bij brandwondpatiënten) of het herstellen van beschadigd weefsel (bijvoorbeeld, hartweefsel na een hartinfarct). Tot nu toe is enkel het gebruik van volwassen stamcellen op mensen getest. Maar er zijn nog heel wat hinderpalen die algemene toepassingen in de weg staan. Zo moet wetenschappelijk onderzoek nog aantonen of stamcellen die omgevormd worden tot bijvoorbeeld longcellen zich ook als longcellen blijven gedragen en niet plots omschakelen naar een ander celtype.

Therapeutisch klonen Klonen is een proces van celkerntransplantatie. Tijdens dit proces verwijdert men de celkern uit een eicel en vervolgens injecteert men deze lege eicel met de celkern van een andere cel. Uit deze aangepaste eicel kan een nieuw individu groeien met identiek hetzelfde erfelijk materiaal als het individu waarvan de overgebrachte celkern afkomstig is. Met andere woorden, het verkregen individu is niet uniek maar is een kloon. Er bestaan twee verschillende toepassingen van deze techniek: reproductief en therapeutisch klonen. Reproductief klonen heeft tot doel een individu te maken dat een genetisch identieke kopie is van een bestaand individu. Het reproductief klonen van mensen is in de

28


meeste landen, ook in België, verboden. Therapeutisch klonen heeft tot doel bepaalde cellen en weefsels te produceren voor medische doeleinden. Men kan bijvoorbeeld stamcellen van een patiënt klonen. Deze gekloonde stamcellen bezitten hetzelfde erfelijk materiaal als de patiënt waardoor afstoting van nieuwe goede cellen wordt vermeden. Therapeutisch klonen staat nog in de kinderschoenen maar binnen 10 jaar zou het mogelijk zijn om bepaalde celtypes over te planten voor de behandeling van aandoeningen als de ziekte van Parkinson,

© U.S. Department of Energy Human Genome Program

leukemie, suikerziekte, hart- en vaatziekten en bepaalde spieraandoeningen.

Ethische kwesties Medische toepassingen binnen de life sciences brengen heel wat mogelijkheden voor de diagnose en behandeling van ziekten met zich mee. Toch bestaan er ook veel ethische vragen over. Vooral het gebruik van embryonale stamcellen en het aanmaken van embryo’s hiervoor zijn het onderwerp van hevige discussies. Aan de ene kant staan sterke tegenstanders die menen dat elk menselijk individu vanaf de bevruchting hetzelfde respect verdient, dus ook embryo’s. Aan de andere kant zeggen absolute voorstanders dat embryo’s gelijk gesteld kunnen worden aan elk ander menselijk

Gentechnologie biedt onderzoekers de

materiaal. Uiteraard zijn er veel tussenposities. Dergelijke discussies geven aan dat

mogelijkheid om de medische geschiedenis

mensen zeer sterk begaan zijn met de vraag of we als mens wel het recht hebben om

van individuen en families te achterhalen

de bouwstenen van het leven zo ingrijpend te veranderen.

en zelfs risico’s voor de toekomst te voorspellen. Dit brengt heel wat ethische

Medische toepassingen binnen de life sciences brengen niet alleen fysische maar ook

vragen met zich mee.

psychische en ethische gevolgen met zich mee. Genetische testen, bijvoorbeeld, kunnen voor bepaalde aandoeningen aangeven in hoeverre iemand kans loopt om tijdens zijn leven deze aandoeningen te ontwikkelen. Sommige testen hebben implicaties voor familieleden. Hoe bescherm je hun recht op niet weten? Niet voor alle aandoeningen waarvoor een genetische test bestaat, zijn behandelingen mogelijk. Wat zijn de psychische gevolgen voor iemand met een positief resultaat op dergelijke test? Hoe verzeker je de privacy en veiligheid van dergelijke zeer persoonlijke gegevens? In België is het verboden om resultaten van genetische testen mee te delen aan verzekeraars en worden werknemers beschermd op basis van de wetgeving rond medische keuringen bij sollicitaties.

29


Life sciences in de landbouw en voeding Vroeger maakte men in de landbouwsector veel gebruik van conventionele technieken zoals kruising en selectie om gewenste eigenschappen bij planten en dieren te verkrijgen. Sinds 1982 kan men op basis van de gentechnologie het erfelijke materiaal van planten wijzigen door er een extra stukje DNA aan toe te voegen. Op die manier kan gentechnologie zeer precies één of meerdere eigenschappen doen ontstaan terwijl conventionele technieken telkens een mix van gewenste en ongewenste eigenschappen voortbrengen. Planten en dieren die op basis van gentechnologie ontstaan worden genetisch gewijzigde organismen of GGO’s genoemd. Buiten Europa, vooral in Amerika, Canada en Argentinië, worden al veel GGO’s geteeld zoals maïs, soja en koolzaad. Deze producten zijn ook bij ons, na strenge veiligheidscontroles en vermelding op het etiket, op de markt te verkrijgen. De introductie van GGO’s in Europa verloopt echter zeer moeizaam. De Europese burger staat zeer wantrouwig ten opzichte van deze producten, onder andere omwille van de onzekerheid over langetermijneffecten. In Europa bestaan dan ook strenge regels voor zowel de teelt van GGO’s als de introductie op de markt. De belangrijkste bezorgdheid hierbij is dat nieuwe eigenschappen in GGO’s geen negatieve effecten bij mens, dier en milieu mogen veroorzaken.

Toepassingen in de landbouw Gentechnologie wordt tegenwoordig vooral gebruikt om de productie van gewassen te verbeteren of te veranderen zodat ze beter bestand zijn tegen ziekte, onkruidverdelgers, insecten en schimmels maar ook beter aangepast zijn aan bepaalde gronden en weersomstandig-

Door het DNA van planten gericht te veranderen is gentechnologie in staat om planten met gewenste eigenschappen te ontwikkelen.

30

© VIB

heden. Ook dieren kunnen genetisch worden gewijzigd. Belangrijke doelstellingen daarbij zijn


dieren meer resistent maken tegen bepaalde ziekten, hun eigenschappen te veranderen zodat het vlees bijvoorbeeld gezonder wordt voor de mens en de productie efficiënter maken door bijvoorbeeld dieren te creëren die sneller groeien.

Functionele voeding In de toekomst zullen wijzigingen in planten en dieren veel complexer en ingrijpender worden. Gentechnologie zal ook ingeschakeld worden om gewassen te produceren met eigenschappen die vooral belangrijk zijn voor de verwerkende industrie. Denk aan tomaten die minder snel zacht worden en daardoor makkelijker te transporteren zijn en langer houdbaar blijven. Men verwacht ook GGO’s gericht op voordelen voor de consument. Het gaat bijvoorbeeld om het verrijken van voedsel met vitaminen, kalk of ijzer. Deze functionele voeding is goed voor de gezondheid van de mens en zou gebruikt kunnen worden ter preventie van bijvoorbeeld een te hoog cholesterolgehalte of hooikoorts.

Maatschappelijke aanvaarding van GGO’s GGO’s en hun mogelijke gevolgen zijn nog steeds een heet hangijzer in onze samenleving. Een recente rondvraag van de Europese Commissie geeft aan dat 51 % van de Belgen ervan uitgaat dat voedsel uit GGO’s niet veilig is. Dit blijkt ook uit acties zoals het uit de rekken halen van voeding op basis van GGO’s en protesten tegen veldproeven. Een gebrek aan objectieve informatie over mogelijke voor- en nadelen, angst die gepaard gaat met de onzekere lange termijneffecten en vooral de morele aanvaardbaarheid zou aan de basis van deze bezorgdheid kunnen liggen. Dat biotechnologie in landbouw en voeding duidelijk positieve gevolgen kan hebben, staat niet ter discussie. Wel bestaat er onzekerheid over de gevolgen voor het milieu en de gezondheid van werknemers en consumenten. Op het vlak van milieueffecten is bijvoorbeeld het effect van GGO’s op biodiversiteit en op ecosystemen zoals het verdringen van andere plantensoorten nog onduidelijk. Op het vlak van gezondheid gaat het vooral om werknemers die met levende GGO’s zoals bacteriën en virussen werken. Het contact met dit soort GGO’s kan onder andere allergische reacties veroorzaken. Voor consumenten van voedsel en geneesmiddelen op basis van GGO’s zou het risico voor de gezondheid minder groot zijn omdat het meestal om afgeleide producten gaat die zelf geen levend GGO-materiaal bevatten. Maar ook hier is er nog geen wetenschappelijk bewijs dat het eten van genetisch gewijzigd voedsel geen schadelijke gevolgen teweeg kan brengen. Zowel voor het werken met biotechnologie als voor de markttoelating van producten op basis van biotechnologie bestaat er een strenge wetgeving die onder andere een risicoanalyse verplicht.

31


Life sciences en de noord-zuid relatie Nieuwe ontwikkelingen binnen de life sciences zouden oplossingen kunnen bieden voor een aantal belangrijke problemen van ontwikkelingslanden. Men zou planten genetisch kunnen wijzigen zodat ze kunnen groeien op uitgeputte gronden, resistent zijn tegen insectenplagen en plantenziekten of een verhoogde voedingswaarde hebben. Life sciences zouden zich kunnen richten op medicatie voor ziekten die veel voorkomen in ontwikkelingslanden zoals malaria, AIDS en gele koorts. Tegelijkertijd kunnen bijvoorbeeld kwekersrechten, die bedrijven voor 20 tot 25 jaar het alleenrecht geven om een bepaalde zaad- of plantenvariëteit op de markt te brengen, ervoor zorgen dat kleine boeren in ontwikkelingslanden afhankelijk worden van grote bedrijven. Gepatenteerde zaden mogen het volgende jaar immers niet opnieuw worden gebruikt waardoor ieder jaar opnieuw zaden moeten worden aangekocht. Toch zijn het net deze kleine boeren die al duizenden jaren bijgedragen aan de vele lokale variëteiten. Maar ook vragen als: willen ontwikkelingslanden GGO’s? Beantwoorden de GGO’s die in het Noorden worden ontwikkeld wel aan de eisen of noden van het Zuiden? Een goede Noord-Zuid relatie op het vlak van life sciences is een moeilijke en delicate evenwichtsoefening.

Life sciences in industriële processen Life sciences gericht op industriële processen hebben tot doel de productie van chemicaliën, materialen en energie efficiënter en milieuvriendelijker te laten verlopen.

Biogrondstoffen De belangrijkste grondstoffen en energiebronnen voor industriële processen zijn momenteel Energietechnologie, pg. 35 oo

fossiele grondstoffen zoals aardolie, steenkool en aardgas. oo Fossiele grondstoffen hebben een aantal belangrijke nadelen: ze zijn niet onuitputtelijk op aarde aanwezig, ze maken onze economie afhankelijk van andere landen en ze zijn belastend voor het milieu. Hernieuwbare grondstoffen zoals suikers, biomassa en plantaardige oliën vormen een goed alternatief: ze zijn onuitputtelijk op aarde aanwezig en ze zijn minder schadelijk voor het milieu. Zo kunnen voor de productie van biochemicaliën zoals biobrandstoffen en biokunststoffen worden gebruikt. Hernieuwbare grondstoffen kunnen nog niet ingezet worden in alle productieprocessen en meestal kunnen ze nog niet concurreren met de conventionele chemische processen. Maar ontwikkelingen op het vlak van gentechnologie bieden steeds meer mogelijkheden om onbruikba-

32


re afvalstromen uit de land-, tuin- en bosbouw geschikt te maken als grondstoffen voor nieuwe Transport, pg. 52 oo

producten. De grootste groeimarkt ziet men in biobrandstoffen, zoals biodiesel. oo

Bio producten en -productieprocessen Het omzetten van grondstoffen in producten kan op twee verschillende manieren gebeuren. Milieutechnologie, pg. 65 oo

oo Fossiele grondstoffen kunnen via een chemisch scheidings- of reactieproces in chemische producten worden omgezet zoals plastiek, rubber en zepen. In een biologisch proces worden grondstoffen door enzymen en micro-organismen omgezet in bioproducten. De ontwikkeling van bioproducten zit momenteel nog in een beginstadium. Toch zijn er al een aan-

Milieutechnologie, pg. 67 oo Materialen, pg. 10

tal op de markt verkrijgbaar. oo Bioplastics worden bijvoorbeeld gemaakt op basis van suikers, zetmeel, melkzuur en cellulose. Biologische processen hebben als voordeel dat ze bij lagere temperaturen en druk kunnen plaatsvinden en minder energie verbruiken. Bovendien kunnen ze gebruik maken van hernieuwbare grondstoffen, stoten ze minder schadelijke stoffen uit en produceren ze minder afval. In de toekomst zou het gebruik van biologische processen stijgen. De Nederlandse organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek (TNO) verwacht bijvoorbeeld dat 60% van de fijnchemicaliën tegen 2010 met behulp van biologische processen zullen worden geproduceerd. De chemische industrie de laatste decennia ook de weg van het schoner produceren ingeslagen, ook wel green chemistry genoemd. De keuze voor een chemisch proces, een biologisch proces of een combinatie van beide zal afhankelijk zijn van de volledige levenscyclus van het

Milieutechnologie, pg. 67 oo

product. oo Binnen de chemische industrie zullen chemie en biologie elkaar steeds meer naar elkaar toegroeien.

LIFE SCIENCES EN BEDRIJFSVOERING Bedrijfseconomische perspectieven Vanzelfsprekend wegen in het ontwikkelen en aanpassen van industriële productieprocessen kostenoverwegingen zwaar door. Biologische productieprocessen kennen vaak minder kosten maar het productieproces goedkoper laten verlopen zal niet voldoende zijn. Voor verschillende basisproducten, waaronder voeding, is de Europese markt verzadigd. Dit zorgt ervoor dat de markt steeds minder wordt gestuurd door het aanbod en steeds meer door de vraag. Daarom zal men meer op de productkenmerken moeten werken. Biotechnologie kan bedrijven helpen door productieprocessen te verkorten en nieuwe producten sneller te ontwikkelen maar ook door ingrediënten specifiek op maat van de gebruiker te maken en nieuwe eigenschappen aan het product toe te voegen.

33


Octrooien Biotechnologie is een dure en kennisintensieve technologie waardoor de ontwikkeling van een nieuw product zeer veel geld kost. Het is voor bedrijven dan ook erg belangrijk om opgebouwde kennis te beschermen. Dit kan aan de hand van een octrooi dat een bedrijf voor een relatief lange periode het alleenrecht om hun technologie te gebruiken geeft. Derden kunnen gebruik maken van de technologie wanneer ze een licentie kopen tegen een prijs die bepaald wordt door het bedrijf dat het octrooi heeft verworven. De keerzijde is echter dat octrooien de verspreiding van een bepaalde technologie over onderzoeksinstellingen, bedrijven, onderwijsinstellingen, ... kunnen beperken. Daarnaast mag men niet uit het oog verliezen dat geoctrooieerde kennis, omwille van de kostprijs, vooral voor KMO’s, overheid en ontwikkelingslanden nadelig kunnen uitpakken.

Geraadpleegde bronnen – Commissie Biotechnologie bij Dieren, Centrale Commissie Mensgebonden Onderzoek & Commissie Genetische

– Van Gysel, An (2003). Genen op je bord. VIB, Gent. – Van Kasteren, Joost (2001). Expert Visie. Moderne

Modificatie (2004).Trendanalyse biotechnologie. Trends

biotechnologie, mogelijkheden en gevolgen. Stichting C3 ,

in de biotechnologie en hun mogelijke betekenis voor

Communicatie Centrum Chemie, Leidschendam.

de maatschappij. CBD, CGMO & COGEM. – Federatie Chemische Industrie (2001). Jij en de chemie –

– VIB. Wat is biotechnologie? VIB, Gent. – VIB. Biotechnologie: gezondheid. VIB, Gent.

Biotechnologie: nieuwe oplossingen voor nieuwe

– VIB. Klonen en celkerntransplantaties. VIB, Gent.

uitdagingen. FEDICHEM, Brussel.

– VIB. Landbouw en voeding. VIB, Gent.

– GGO-platform (2003). Landbouwgewassen: geen genetische

– Vlaams Instituut voor Wetenschappelijk en Technologisch

modificatie zonder een uitgebreide evaluatie. Tekst van

Aspectenonderzoek (2003). Rapport 1. Genetisch gewijzigd

het ggo-platform, ondertekend door Bond Beter Leefmilieu,

voedsel in Vlaanderen. Retrospectieve trendanalyse van

Greenpeace, Natuurpunt, Oxfam Wereldwinkels, Velt,

het maatschappelijk debat. viWTA, Brussel.

Vredeseilanden, Vodo en Wervel. – Institute for Prospective Technological Studies(1999). The futures project, technology map. IPTS, Sevilla. – Raadgevend comité bio-ethiek (2003). advies nr. 24 van 13 oktober 2003 – Sociaal-Economische Raad van Vlaanderen (2000).

– Dossier biotechnologie: de technische, de economische en de maatschappelijke kant belicht. www.arbobondgenoten.nl – Bond Beter Leefmilieu: www.bondbeterleefmilieu.be

Advies over de problematiek van genetisch gemodificeerde

– Greenpeace: www.greenpeace.be

organismen. SERV, Brussel.

– Natuurpunt: www.natuurpunt.be

– TNO Strategie, Technologie en Beleid (2004). Industriële Biotechnologie in Nederland: Economische betekenis en toekomstige ontwikkelingen. TNO, Delft.

34

Websites:

4

Energietechnologie

Energietechnologie zet de energie uit primaire bronnen zoals steenkool, de zon en uranium om in secundaire energie zoals warmte, kracht, elektriciteit en brandstof. Er kan een onderscheid gemaakt worden tussen hernieuwbare en niet-hernieuwbare energietechnologieën.

Hernieuwbare versus niet-hernieuwbare energietechnologieën Niet-hernieuwbare energietechnologieën maken gebruik van primaire energiebronnen waarvan de voorraad op aarde eindig is zoals fossiele brandstoffen (steenkool, aardolie en aardgas) en uranium. Dit zorgt voor een aantal problemen op het vlak van: p Energievoorziening: de voorraad aan niet-hernieuwbare energiebronnen is eindig terwijl de vraag naar energie in snel tempo stijgt. Hoe kan de energievoorziening worden gewaarborgd? p Milieuvervuiling: de ontginning en het transport van fossiele brandstoffen is milieuvervuilend, denk maar aan de met olie vervuilde kusten. Bij het gebruik van fossiele brandstoffen komen milieubelastende reststoffen vrij zoals broeikasgassen. p Diversificatie van energievoorziening: de grootste voorraden van ontginbare aardolie en aardgas bevinden zich in een klein deel van de wereld. Hierdoor zijn andere landen, zeker wanneer ze zich eenzijdig richten op één of enkele energiebronnen, voor hun energievoorziening afhankelijk van deze landen. Dit kan spanningen met zich meebrengen. Hernieuwbare energietechnologieën kunnen een alternatief vormen. Deze technologieën maken gebruik van hernieuwbare energiebronnen zoals water, biomassa, de wind, de zon, de zwaartekracht, warmte diep in de aarde en de bewegingen in of van zeeën en oceanen. Deze technologieën hebben een aantal voordelen op het vlak van: p Energievoorziening: hernieuwbare energiebronnen zijn in principe onuitputtelijk. p Milieuvervuiling: de bouw, het gebruik en de afbraak van deze technologieën gaat meestal gepaard met een lage uitstoot van schadelijke stoffen. p Diversificatie van energievoorziening: hernieuwbare energiebronnen zijn uiterst geschikt voor een systeem waarin verschillende energiebronnen samen instaan voor de energievoorziening of diversificatie in energievoorziening. Daarenboven zijn hernieuwbare energiebronnen bijna overal vrij beschikbaar waardoor men minder afhankelijk is van de geografische plaats waar de ontginbare energievoorraden gelegen zijn.

35

De technologie van morgen Energietechnologie

Evoluties op korte en lange termijn De energiebehoefte van de mens en de samenleving is nog nooit zo groot geweest. Veel van onze dagelijkse activiteiten zoals het gebruik van apparaten, het maken van producten en verwarming vergen energie. De vraag naar energie stijgt en zal dat in de toekomst blijven doen. De energievoorziening blijven waarborgen en tegelijk de milieubelasting beperken is dé grote uitdaging op het vlak van energie. Vandaag staan vooral fossiele brandstoffen, maar ook uranium (kernenergie) en in zeer beperkte mate hernieuwbare energiebronnen (zonne-energie, windenergie, biomassa, ...) in voor de energievoorziening. De komende jaren worden geen spectaculaire energievernieuwingen verwacht. Het zal eerder gaan om het verbeteren en het kosteneffectief maken van bestaande technieken en om het verminderen van de schadelijke milieu-impact. De komende decennia zal een mix van verschillende energietechnologieën instaan voor de gehele energieproductie. Tot 2025 zouden fossiele brandstoffen daarin het grootste aandeel hebben. Op langere termijn zullen hernieuwbare energiebronnen zeker een belangrijke rol spelen, terwijl fossiele brandstoffen aan belang zullen inboeten. Dit korte overzicht richt zich vooral op energievoorziening in de vorm van elektriciteit. We bespreken achtereenvolgens technologische ontwikkelingen op het vlak van niet-hernieuwbare energie, hernieuwbare energie, brandstofcellen en energieopslag.

36


Niet-hernieuwbare energie Fossiele brandstoffen Fossiele brandstoffen zoals steenkool, aardolie en aardgas zijn verantwoordelijk voor ongeveer 80% van de globale uitstoot van broeikasgassen. Op dit gebied is de grootste uitdaging dan ook het reduceren van de milieu-impact met als uiteindelijke streefdoel het ontwikkelen van schone fossiele energietechnologieën met zeer weinig schadelijke uitstoot.

Schonere steenkoolcentrales Steenkoolcentrales zijn momenteel nog erg vervuilend. Ze stoten niet alleen CO2 uit maar ook andere schadelijke stoffen zoals zwavel en stikstof. Volgens het Internationaal Energie Agentschap (IEA) kunnen twee types van steenkoolcentrales de schadelijke emissies verlagen: superkritische steenkoolcentrales en centrales met een gecombineerde cyclus met geïntegreerde vergassing (IGCC). Superkritische steenkoolcentrales zijn vooral gericht op rendementsverhoging. In vergelijking met de huidige steenkoolcentrales hebben ze andere temperatuur- en drukcondities voor stoom aan de ingang van de turbines. Dit zorgt ervoor dat de energie-efficiëntie stijgt. Maar om ook aan de normen van schadelijke emissies te voldoen moeten er enkele zeer dure elementen aan de stookketel worden toegevoegd. Superkritische steenkoolcentrales zijn nu al op de markt, ultra-superkritische steenkoolcentrales met een nog hoger rendement zullen rond 2010-2015 commercieel te verkrijgen zijn.

3 4 2

© Electrabel

1

In een klassiek thermische centrale wordt de warmte die vrijkomt tijdens de verbranding van steenkool, aardgas of stookolie (1) gebruikt om water in een stoomketel (2) om te zetten in stoom. De stoom uit de stoomketel vrijkomt, drijft via een stoomturbine (3) een alternator (4) aan die elektriciteit produceert.

37


Centrales met een gecombineerde cyclus met geïntegreerde vergassing (IGCC) zijn vooral gericht op een dalende schadelijke uitstoot. In plaats van aardgas gebruiken deze centrales een samengesteld gas dat vrijkomt tijdens de vergassing van steenkool of een andere vaste stof. Ten opzichte van de huidige steenkoolcentrales is de impact op het milieu minder groot omdat de steenkool tijdens de vergassing wordt gereinigd. Deze centrales zijn echter complex en vergen hoge investerings- en onderhoudskosten. Technologische ontwikkelingen zowel op het gebied van superkritische steenkoolcentrales en IGCC richten zich op het verhogen van de efficiëntie, het verlagen van de schadelijke uitstoot en het reduceren van de kosten.

Schonere gastechnologieën In vergelijking met steenkoolcentrales stoten klassieke centrales op aardgas beduidend minder CO2 en geen zwavel of stikstof uit. Een centrale met stoom- en gasturbines in gecombineerde cyclus of STEG verlengt en verbetert de keten van de klassieke centrale op aardgas en heeft een hoger rendement. Hierdoor stoten STEG-installaties minder CO2 uit dan klassieke aardgascentrales en tot twee keer minder CO2 dan schonere steenkoolcentrales. Een bijkomend voordeel van STEG-centrales is dat ze snel gebouwd kunnen worden. Maar ze werken alleen op aardgas waardoor ze voor hun kosten afhankelijk zijn van de aardgasprijs. In de toekomst zou er een belangrijke rol weggelegd zijn voor gas als energievoorziener.

5 6 7

3 1 2

In een STEG-centrale wordt aardgas verbrand (1). De vrijgekomen verbrandingsgassen drijven een gasturbine (2) aan die vervolgens een alternator (3) aandrijft die elektriciteit produceert. De warmte aan de uitlaat van de gasturbine (4) wordt gebruikt om stoom (5) te maken en vervolgens via een stoomturbine (6) en alternator (7) voor de tweede keer elektriciteit te produceren.

38

© Electrabel

4


Men verwacht verbeteringen op het vlak van rendement en betrouwbaarheid. Onduidelijkheid over de gasaanvoer en de stabiliteit van de gasprijs zijn belangrijke minpunten.

Kernenergie Kernsplijting Vandaag staat kernenergie gelijk met kernsplijting. In België wordt 60% van de elektriciteitsproductie door dit type kernenergie opgewekt. Kernsplijting blijft echter een controversiële technologie met sterke voor- en tegenstanders.

3 4 2

1

Tijdens het kernsplijtingsproces in de reactor (1) wordt een splijtstof bijvoorbeeld uranium gesplitst tot kleinere kernen. Hierbij komen straling, warmte en neutronen vrij. De vrijgekomen warmte wordt gebruikt om stoom (2) te maken en via een stoomturbine (3) een alternator (4) aan te drijven en elektriciteit op te wekken.

Ontwikkelingen op het gebied van kernenergie richten zich op het kosteneffectiever, betrouwbaarder en veiliger maken van de kernreactor en het aanpakken van het kernafvalprobleem. De huidige kernreactoren in aanbouw, de derde generatie reactorsystemen, beschikken over passieve veiligheidssystemen. Dit wil zeggen dat de veiligheidssystemen niet meer gebaseerd zijn op motoren die in werking treden wanneer zich een probleem voordoet, maar op krachten die altijd aanwezig zijn zoals de zwaartekracht. De vierde generatie reactorsystemen zouden een reactorkern bevatten die door toepassing van fysische basisprincipes niet kan smelten of exploderen. Deze systemen worden niet vroeger dan 2030 verwacht.

39


Voor kernafval is nog geen duurzame oplossing gevonden. Conditionering (voorbehandeling zodat het radioactief afval beter hanteerbaar wordt), tijdelijke stockering en bovenof ondergrondse berging zijn vandaag de beschikbare technieken. Hierbij moet steeds een onderscheid gemaakt worden tussen kort- en langlevend laag radioactief afval (het grootste gedeelte) en langlevend hoog radioactief afval (het kleinste gedeelte). Kortlevend radioactief afval moet minimum 300 jaar van mens en milieu geïsoleerd worden terwijl dat voor langlevend radioactief afval enkele tientallen duizenden jaren kan bedragen. Nieuwe ontwikkelingen focussen zich op transmutatie van kernafval: het omzetten van langlevend radioactief materiaal in kernafval naar kortlevend radioactief materiaal. Technisch gezien is dit nu al mogelijk maar het zou de kosten van kernenergie sterk doen toenemen en de techniek te duur maken. Bovendien blijft ook na transmutatie nog radioactief restafval over.

Kernfusie Een andere vorm van kernenergie is kernfusie. Tijdens kernfusie smelten net zoals in de zon lichtere atoomkernen samen tot zwaardere atoomkernen. Met de vrijgekomen energie wordt elektriciteit opgewekt. Kernfusie is veiliger dan kernsplijting omdat er geen explosiegevaar is en de techniek niet gebruikt kan worden voor de productie van kernwapens. Bovendien is kernfusie milieuvriendelijker dan kernsplijting en produceert ze veel minder kernafval. Maar kernfusie is zeer moeilijk te verwezenlijken en nog volop in de onderzoeksfase. In juni 2005 beslisten zes internationale partners waaronder de Europese Unie om een experimentele reactor voor kernfusie, de International Thermonuclear Experimental Reactor of ITER, te bouwen in het Zuid-Franse Cadarache.

Energie en veiligheid Fossiele brandstoffen kunnen giftig of ontvlambaar zijn. Kernsplijting met uranium als grondstof brengt radioactief afval met zich mee dat een langdurige impact heeft op mens en milieu. Daarom gaat de ontginning, het transport en het verbruik van zowel fossiele brandstoffen als uranium gepaard met veiligheidsrisico’s. In het verleden zijn al verschillende slachtoffers gevallen, zowel op de werkvloer als daarbuiten. Denk bijvoorbeeld aan de ongevallen in koolmijnen, rampen met olietankers en enkele ongevallen met kernreactoren. Om de veiligheid van werknemers en de bevolking zo veel mogelijk te garanderen zijn strikte veiligheidsmaatregelen van kracht. Het gaat zowel om beschermingsmaatregelen zoals het dragen van speciale kledij tijdens het werk als het veiliger maken van de verschillende processtappen.

40


Hernieuwbare energie Hernieuwbare energietechnologieën hebben heel wat potentieel. In een onderzoek van de Europese Unie geven verschillende energie-experten binnen Europa bijvoorbeeld aan dat hernieuwbare energiebronnen vóór 2030 zullen instaan voor 25% van de energiebehoefte in Europa. Maar dat kan alleen wanneer hernieuwbare energietechnologieën de nodige steun krijgen en efficiënter worden. In de eerst komende jaren zullen hernieuwbare energiebronnen nog geen hoofdrol spelen in de energievoorziening. Er zijn een aantal belemmeringen: p Verschillende hernieuwbare energietechnologieën zijn nog in een vroeg stadium van commercialisering, soms zelfs nog van fundamenteel onderzoek. Daarom zijn de investerings-, werkings- en onderhoudskosten nog hoog. Wanneer men de totale kostprijs van energietechnologieën wil vergelijken moet men echter ook rekening houden met de externe kosten zoals negatieve milieu- en gezondheidseffecten over de hele levenscyclus van de techniek. Meestal zijn die voor hernieuwbare energietechnologieën zeer laag. p Een kenmerk van hernieuwbare energiebronnen is dat ze niet constant in dezelfde hoeveelheid beschikbaar zijn. Nieuwe technologieën op het gebied van energieopslag kunnen deze fluctuaties steeds beter opvangen. p Sommige hernieuwbare energiebronnen zoals de zon zijn in Vlaanderen maar beperkt beschikbaar. Hierdoor zijn energietechnologieën gebaseerd op deze bronnen vooral geschikt voor kleinschalige energieopwekking. Toch kunnen veel kleine, verspreide energieopwekkingen samen een belangrijke bijdrage leveren. Ook niet-technische factoren zoals maatschappelijke aanvaardbaarheid en de concurrentie met (goedkopere) niet-hernieuwbare energietechnologieën spelen een belangrijke rol in het benutten van het beschikbare potentieel aan hernieuwbare energiebronnen. We bespreken kort het gebruik van windenergie, zonne-energie, waterkracht, getijden, golven en onderwaterstromen, en biomassa. De geproduceerde elektriciteit uit deze hernieuwbare energiebronnen kan zowel plaatselijk worden verbruikt (autonoom systeem) als aan het net worden geleverd (netgekoppeld systeem).

Windenergie Windturbines zetten de opgevangen wind om in elektriciteit. De grote rotorbladen of wieken worden zo gebouwd dat ze al bij weinig wind draaien. Windturbines kunnen zowel op het land (onshore) als op de zee (offshore) worden geplaatst. Het kiezen van de juiste plaats moet zorgvuldig en met respect voor de omgeving gebeuren. Anders kunnen windturbines plaatselijk als storend worden ervaren door het licht zoevende geluid dat ze produceren, de slagschaduwen wanneer de zon schijnt, de kleine kans op afbrekende rotorbladen en de visuele hinder die ze kunnen veroorzaken.

41


© EU

Energietechnologie

De rotorbladen van een windmolen zitten vast

De toekomstperspectieven voor windenergie in Vlaanderen zijn positief, hoewel het offshore

op een as die meedraait met de wieken.

plaatsen van windturbines beperkt is door onze korte kuststrook. Technologische ontwikke-

Die as drijft vervolgens een generator aan

lingen zijn gericht op het vergroten van de capaciteit en het veiliger en geruislozer maken

die elektriciteit levert.

van de windturbines. Er zijn echter nog een aantal hinderpalen. De uiteindelijke opbrengst van windturbines is afhankelijk van de windhoeveelheid en -snelheid. Hierdoor is het aanbod van windenergie nogal wisselvallig. Daarnaast zijn de installatie- en onderhoudskosten voorlopig nog hoog, zeker wanneer men voor offshore-installaties tot tientallen kilometers ver in zee moet gaan.

Maatschappelijk draagvlak voor hernieuwbare energie Bij het plaatsen van hernieuwbare energietechnologieën moet men oog hebben voor het maatschappelijk draagvlak. Alleen als dat voldoende groot is kan de installatie succesvol gebeuren. Vooral de bouw van windmolenparken blijkt in verschillende landen zeer moeizaam te verlopen. In Vlaanderen werd recent de bouw van een windmolenpark aan de kust, op de vlakte van de Raan, gekelderd door protest van kustbewoners, vissers en milieuactivisten. Sociologisch onderzoek heeft uitgewezen dat protesten vooral tot stand komen wanneer de bevolking niet wordt betrokken bij het initiatief.

42


Zonne-energie Het geheel van zonnecellen samen met alle nodige randapparatuur wordt een fotovoltaïsch systeem of PV-systeem (van het Engelse Photovoltaic) genoemd. De huidige zonnecellen bestaan meestal uit kristallijn silicium, waardoor ze erg duur zijn. Nieuwe technologische ontwikkelingen richten zich daarom niet alleen op het verbeteren van het rendement, het verlengen van de levensduur en het verminderen van de milieu-impact tijdens de productiefase maar ook op het verlagen van de kostprijs. Er zijn twee belangrijke ontwikkelingen op dit gebied: dunne film- en organische zonnecellen. Dunne filmzonnecellen zijn veel dunner waardoor er minder materiaal nodig is. Daarenboven kunnen andere materialen zoals amorf silicium, CdTe (cadmium teluride) of CuInSe2 (koper indium diselenide) worden gebruikt. Deze materialen zijn goedkoper maar hebben vaak ook een lager rendement en zijn minder stabiel dan kristallijn silicium. Het onderzoek naar dunne filmzonnecellen zit momenteel nog in een pilootfase maar men verwacht dat deze technolo-

© IMEC

gie nog voor 2010 in productie zal gaan. Een organische zonnecel bevat geen siliciummateriaal maar goedkoper organisch materiaal. Invallend zonlicht veroorzaakt een elektrische spanning tussen de voor- en achterzijde van zonnecellen.

Ook organische zonnecellen kunnen de kostprijs gevoelig doen dalen. In dit type zonnecellen wordt het dure siliciummateriaal vervangen door organische stoffen. Deze technologie zit nog in een beginstadium, er zijn bijvoorbeeld nog problemen met de lichtgevoelige plaat en de levensduur van de zonnecellen. Toch verwacht het Leuvense Interuniversitair MicroElektronica Centrum (IMEC), dat onderzoek doet naar organische zonnecellen, deze techniek binnen drie jaar in consumentenproducten te gebruiken.

43


Op het vlak van ontwikkeling en commercialisering van PV-systemen doet België het goed. Ondanks de sterke stijging in de laatste jaren ligt het gebruik ervan door de Belgische gezinnen echter heel laag. De European Photovoltaic Industry Association (EPIA) geeft aan dat kristallijne zonnecellen zeker de eerste 10 tot 15 jaar de belangrijkste zonnecellen zullen blijven. Dunne film-zonnecellen geïntegreerd in gebouwen zullen aan belang winnen. Bovendien zijn zowel dunne film- als organische zonnecellen veel goedkoper. Dit is belangrijk omdat de huidige PV-systemen zonder een behoorlijke overheidssteun niet kunnen concurreren met niet-hernieuwbare energiebronnen noch met andere hernieuwbare systemen.

Waterkracht Waterkrachtcentrales brengen geen schadelijke reststoffen met zich mee en waterkracht is een onuitputtelijke bron van energie. Maar om ervoor te zorgen dat er steeds water voorhanden is legt men meestal stuwmeren aan die het water op een hoger gelegen plaats verzamelen. Deze stuwmeren kunnen het ecosysteem schade toebrengen: aangrenzend landbouwgebied kan overstromen, vissen kunnen sterven omdat ze niet voorbij de waterkrachtcentrale geraken en stilstaand water kan methaangas, dat een krachtig broeikasgas is, produceren. Technologische vernieuwingen richten zich vooral op waterturbines die in staat zijn om meer elektriciteit op te wekken en tegelijkertijd een minder grote impact op de omgeving hebben. Zo wordt er gewerkt aan geleidingssystemen die vissen naar goten, buizen en vistrappen leiden om de waterturbine te kunnen passeren. Ook de stressreactie van vissen die de geleidingssystemen passeren wordt onderzocht. Vlaanderen heeft een relatief vlak landschap waardoor het potentieel voor de opwekking van elektriciteit uit waterkracht slechts een uiterst klein deel van de totale energie kan uitmaken.

Getijden, golven en onderwaterstromen Naast rivierwater kan ook de kracht van golven en de getijden gebruikt worden om energie op te wekken. Getijdencentrales dammen water bij vloed in. Nadien drijft het wegstromende water een turbine aan die stroom genereert. De stroming van de zee kan ook worden gebruikt om onderwaterturbines aan te drijven volgens hetzelfde principe als windturbines. Onderwaterturbines kunnen dicht bij elkaar worden geplaatst omdat het water slechts uit twee richtingen kan stromen. Bovendien hebben onderwaterturbines een beperkte impact op de omgeving (geen geluidsoverlast, geen slagschaduwen, geen visuele hinder) en zijn de fluctuaties van de stroomsnelheid minder groot en goed voorspelbaar. Maar na de installatie kunnen slechts moeizaam aanpassingen worden aangebracht, zout en zand in het water kunnen de onderwaterturbines aantasten en de vervuiling onder water (wieren, drijvend plastic)

44


kan de installaties beschadigen. Bovendien zitten onderwaterturbines maar ook de meeste andere systemen op basis van getijden- en golfenergie nog in de onderzoeks- of demonstratiefase. Ze zijn nog niet commercieel beschikbaar. Toch verwacht men binnen 5 tot 10 jaar de eerste commerciële parken met onderwaterturbines.

Biomassa Biomassa kan ruwweg opgedeeld worden in twee soorten: organische fracties van afvalstromen en energieteelten die specifiek voor energiedoeleinden worden geteeld. Voorbeelden van energieteelten zijn olifantsgras en wilg voor verbranding in centrales, koolzaad waarvan de olie als brandstof voor auto’s, vrachtwagens en schepen dienst kan doen en tarwe, suikerbieten en aardappelen waaruit ethanol ter vervanging van benzine kan worden gemaakt. Energie gewonnen uit biomassa wordt ook wel bio-energie genoemd. Toch zijn systemen gebaseerd op biomassa niet volledig CO2-neutraal: in meer of mindere mate hebben alle energiegewassen mest, herbiciden of pesticiden nodig alsook energie voor vervoer, tractoren om het veld te bewerken, en dergelijke. Er bestaan verschillende manieren om energie te winnen uit biomassa. Tijdens de verbranding van biomassa komt warmte vrij die op zich gebruikt kan worden of kan dienen om stroom op te wekken. Biomassa kan ook samen met steenkool worden verbrand in een steenkoolcentrale (coverbranding). Tijdens vergassing, pyrolyse en vergisting komen telkens één of meer gassen vrij die voor de productie van elektriciteit kunnen worden gebruikt. Ten slotte zetten biologische en chemische conversie biomassa om in een biologische brandstof, zoals biodiesel. Biomassa heeft niet alleen een groot potentieel voor de opwekking van elektriciteit maar ook voor de productie van motorbrandstoffen en de productie van gronden brandstoffen Transport, pg. 52 oo Milieutechnologie, pg. 66

voor de chemie. oo Momenteel neemt biomassa in België 80% van de groenestroomproductie voor zijn rekening. Het potentieel van biomassa verschilt erg tussen de verschillende bronnen van biomassa. In België heeft bio-energie uit verschillende soorten afvalstromen een veel hoger potentieel dan de eigen teelt van energiegewassen. Door de hoge olieprijzen, de onzekerheid over de ontginbare voorraden van fossiele brandstoffen en de steunmaatregelen van de overheden zal de productie van biobrandstoffen sterk stijgen. Voor de bioteelt zal de beperkt beschikbare landbouwruimte en de concurrentie met andere landbouwgewassen nog voor problemen zorgen. Toekomstige ontwikkelingen op het vlak van biomassa zullen gericht zijn op het verbeteren van de biomassateelt, het kosteneffectief en efficiënter maken van het hele proces van biomassa tot bio-energie, het controleren van de schadelijke uitstoot en het verminderen van de globale milieu-impact vanaf het zaaien of planten tot en met het uiteindelijke gebruik als grond- of brandstof.

45


© EU

Energietechnologie

Koolzaad wordt specifiek voor

Energietechnologie en bedrijfsvoering

energiedoeleinden geteeld. Het wordt vooral

Aan veel investeringen in hernieuwbare energietechnologieën hangt nog een behoor-

gebruikt voor de productie van

lijk prijskaartje. Om de Kyotodoelstellingen te halen worden bedrijven echter ver-

biobrandstoffen zoals biodiesel.

plicht om de uitstoot aan schadelijke stoffen te beperken. Maar technologische ontwikkelingen op het gebied van hernieuwbare energie kunnen ook een economische opportuniteit vormen, zowel voor hernieuwbare-energietechnologie-bedrijven als andere bedrijven. Landbouwbedrijven zouden bijvoorbeeld kunnen investeren in energieteelten zoals het verbouwen van koolzaad als nieuwe bron van inkomsten. Hernieuwbare energietechnologieën stellen bedrijven dikwijls ook in staat om (gedeeltelijk) te voorzien in hun eigen energiebehoefte. Zo kan bedrijfsafval (houtafval, akker- en tuinbouwresidu’s, waterzuiveringsslib, ...) vaak worden gebruikt als biomassa om elektriciteit of warmte te produceren. Een studie van het Vlaams Instituut voor Wetenschappelijk en Technologisch Aspectenonderzoek (viWTA) toont echter aan dat er in Vlaanderen nog een aantal belemmeringen bestaan voor de implementatie van hernieuwbare energietechnologieën. Zo is de regelgeving voor vergunningen voor hernieuwbare energietechnologieën nog in evolutie. Hierdoor kunnen lange vergunningsprocedures ontstaan en wordt een stabiel investeringsklimaat bemoeilijkt.

46


Brandstofcellen De werking van brandstofcellen is gebaseerd op een elektrochemische reactie waarbij zuurstof Transport, pg. 53

oo

en waterstof gecombineerd worden tot elektriciteit, warmte en water. oo Waterstof is de grondstof van dit proces. Waterstof is echter geen energiebron maar een energiedrager. Dit wil zeggen dat er op aarde geen waterstofbronnen zijn die we zomaar kunnen aanboren zoals dat bij fossiele brandstoffen het geval is. Waterstof wordt gewonnen uit water, biomassa, aardgas of andere fossiele brandstoffen. Omdat fossiele brandstoffen tegenwoordig het meest worden gebruikt rekenen we brandstofcellen hier niet tot de hernieuwbare energietechnologieën. Brandstofcellen hebben een hoog rendement. Hun toepassingsmogelijkheden bevinden zich op verschillende vlakken, namelijk transport (aandrijven van personenwagens, bussen en andere voertuigen), het opwekken van elektriciteit voor huishoudens, gebouwen, industrie, maar ook draagbare toepassingen (leveren van stroom voor GSM’s, laptops en andere elektronische apparaten). Op al deze gebieden schat men het potentieel van brandstofcellen als hernieuwbare energietechnologie hoog in. Toch zijn er nog een aantal belangrijke hinderpalen, zoals bepaalde eigenschappen van materialen, de nood aan miniaturisatie van componenten, de levensduur en de stabiliteit van het systeem.

Energieopslag In een toekomst waarin hernieuwbare energietechnologieën een grotere rol spelen is energieopslag een belangrijke uitdaging. Hernieuwbare energiebronnen zijn immers niet op ieder moment in dezelfde mate beschikbaar en de beschikbare hoeveelheid is niet op voorhand voorspelbaar. Hierdoor lopen vraag en aanbod van hernieuwbare energie niet altijd gelijk en moet een overaanbod aan energie tijdelijk worden opgeslagen voor periodes waarin de vraag het aanbod overstijgt. Er bestaan verschillende technieken om energie op te slaan. Eén van de meest bekende technieken zijn batterijen waarin elektrische energie in chemische vorm wordt opgeslagen. Batterijen kunnen zeer snel de energievraag beantwoorden, kunnen energie lang vasthouden zonder veel verlies en zijn relatief energie-efficiënt. Maar ze verslijten relatief snel en kunnen maar een beperkte hoeveelheid energie opslaan per eenheid gewicht en volume. Bovendien bezitten de meeste batterijen giftige materialen die schadelijk zijn voor het milieu. Nieuwe ontwikkelingen richten zich op opslagcapaciteit, energie-efficiëntie, levensduur, verbeterde materialen en productieprocessen. Andere, potentieel zeer belangrijke methoden van energieopslag zijn gebaseerd op waterstof. Huidige technologieën slaan waterstof op in de vorm van samengeperst gas onder hoge druk of in vloeibare toestand bij zeer lage temperaturen. Dankzij verder materialenonderzoek kunnen deze technieken in de toekomst lichter en betrouwbaarder worden gemaakt.

47


Onderzoek richt zich ook op het opslaan van waterstof in de vorm van metaalhydride systemen. In deze systemen wordt waterstof opgeslagen tussen de atomen van een metaal. Bij verwarming van het metaal komt de waterstof terug vrij. Deze techniek zou veiliger zijn dan de opslag in gasvormige of vloeibare toestand omdat ze minder licht ontvlambaar is. Bovendien hebben metaalhydride systemen een langere levensduur en kunnen ze op kleinere schaal worden gemaakt zodat ze draagbaar zijn. Huidige toepassingen zijn echter nog zwaar en inefficiënt. Het gebruik van waterstof voor de opslag van energie wordt aanzien als een belangrijke optie voor de verdere toekomst.

Energietechnologie en werkgelegenheid Vlaanderen heeft de laatste jaren een energiebeleid ontwikkeld ter promotie van hernieuwbare energie. Dit energiebeleid zal waarschijnlijk de werkgelegenheid in hernieuwbare energiesectoren doen stijgen naast een afbouw van de personeelsbezetting voor de exploitatie en het onderhoud van grootschalige niet-hernieuwbare energieproductie-eenheden zoals kerncentrales en/of steenkoolcentrales. Onderzoek toont aan dat hernieuwbare energie een positief effect op de werkgelegenheid kan hebben. Landen die al verder staan met hun implementatie van hernieuwbare energie hebben inderdaad een stijging in werkgelegenheid gekend. Indien Vlaanderen werk maakt van de uitbouw van de sector van de hernieuwbare energietechnologieën kan dit ook hier de werkgelegenheid bevorderen. Hernieuwbare energietechnologieën zijn immers arbeidsintensiever: ze hebben meer ontwerp nodig en moeten op veel kleinere schaal worden uitgevoerd dan conventionele, niet-hernieuwbare energie-installaties. Maar dit maakt deze technologieën ook duurder. Hernieuwbare energietechnologieën bieden ook grote exportmogelijkheden. Landen die nu investeren in deze technologieën zullen later een belangrijk deel van de markt kunnen inpalmen. Vlaanderen heeft al een thuismarkt ontwikkeld voor de bouw van verschillende hernieuwbare energietechnologieën zoals windmolens wat de exportmogelijkheden ten goede komt. Daarnaast kan hernieuwbare energie een positief effect hebben op de indirecte werkgelegenheid omdat veel van de ondersteunende sectoren voor de constructie, de installatie en het onderhoud van hernieuwbare energietechnologieën in Vlaanderen aanwezig zijn. Hoewel er in de Vlaamse energiesector heel wat kennis aanwezig is loopt de commercialisering ervan en de omzetting naar jobs niet altijd van een leien dakje. Daarom heeft men in Vlaanderen onlangs het Milieu-Innovatieplatform (MIP) opgericht. Dit platform brengt de overheid en onderzoeksinstellingen en bedrijven die actief zijn op het vlak van energie- en milieutechnologie samen om nieuwe kennis te ontwikkelen en om de beschikbare kennis en technologieën over te dragen naar de industrie en de markt.

48


Bronnen en websites – ECOTEC (2002). Renewable Energy Sector in the EU: i ts Employment and Export Potential. A final report to DG Environment. ECOTEC, Birmingham. – European Photovolaic Industry Association (2004). EPIA roadmap. EPIA, Brussel. – EurEnDel (2004). Technology and social visions for Europe’s energy future: a Europe-wide Delphi study. European Union. – European Wind Energy Association (2003). Wind energy – the facts. EWEA. – International Energy Agency (2005). Variability of wind, power and other renewables. Management options and strategies. IEA, Paris. – International Energy Agency (2005). Roadmapping Coal’s

– Organisatie voor Duurzame Energie (2003). Elektriciteit uit zonlicht. ODE, Leuven. – Organisatie Duurzame Energie (2004). Duurzame energie – wegwijzer 2004. ODE, Leuven. – Vlaams Instituut voor Wetenschappelijk en Technologisch Aspectenonderzoek (2004). Is er plaats voor hernieuwbare energie in Vlaanderen? viWTA, Brussel. – Vlaams Instituut voor Wetenschappelijk en Technologisch Aspectenonderzoek (2004). Kernenergie en maatschappelijk debat. viWTA, Brussel. – Vrije Universiteit Brussel & Organisatie Duurzame Energie (1998). Windenergie winstgevend. VUB, Brussel. (De brochure dateert al van 1998 en bevat daardoor wat

Future. Zero Emissions Technologies for Fossil Fuels.

verouderde informatie, zoals grafieken over geïnstalleerd

IEA, Paris.

vermogen en subsidies. Toch bevat ze ook veel algemene

– Klimaatsbeleidsplan Vlaanderen 2002-2005 (http://mineco.fgov.be/energy/climate_change/

informatie over windturbines en windenergie in het algemeen.)

vlaams_klimaatbeleidsplan_02.pdf ) – Mattheeuws, B. (2003). Eindverslag: Analyse van de Vlaamse Hernieuwbare Energietechnologiesector. – Nuclear Energy Agency (2004) NEA Annual Report 2004. NEA. – OECD (2005). Innovation in energy technology: synthesis report. OECD. – Organisatie voor Duurzame Energie (2001). Warmte uit zonlicht. ODE, Leuven. – Organisatie voor Duurzame Energie (2001). Biomassa. ODE.

Websites: – European Renewable Energy Council: www.erec-renewables.org/default.htm – Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, Afdeling Natuurlijke Rijkdommen en Energie (ANRE): www.energiesparen.be – De Nationale Instelling voor Radioactief Afval en verrijkte Splijtstoffen: www.niras.be

Leuven.

49

50

5

Transport

Het technologiedomein transport omvat verschillende vormen van transport: wegtransport (auto’s, vrachtwagens, ...), spoortransport (treinen, trams, ...), luchttransport (vliegtuigen, helikopters, ...) en maritiem transport (schepen, ferries, ...) waartoe ook de binnenvaart behoort. Dit technologiedomein staat voor een aantal belangrijke uitdagingen. Op het vlak van milieu en gezondheid zal men de milieuverontreiniging door transport zoals de uitstoot van schadelijke stoffen en de afvalproductie zoveel mogelijk moeten beperken. Tegelijk zal men de energievoorziening moeten waarborgen. Op het vlak van mobiliteit zal men verkeersproblemen zoals files moeten aanpakken. Ten slotte zal men de veiligheid voor transport- en andere weggebruikers moeten verbeteren.

Op het vlak van transport onderscheiden we drie grote groepen van technologische ontwikkelingen: ontwikkelingen die te maken hebben met het aandrijven van motoren, zoals het gebruik van alternatieve brandstoffen, de integratie van elektronica, zoals het gebruik van navigatiesystemen, en het gebruik van nieuwe materialen en structuren, zoals lichtere en stevigere materialen. Deze ontwikkelingen zullen nieuwe toepassingen kennen in alle vormen van transport. Wij focussen vooral op het wegtransport omdat dit in Vlaanderen het domi-

Het technologiedomein transport staat

© EU

nante vervoertype is.

de komende jaren voor een aantal belangrijke uitdagingen waaronder de verkeersproblemen zoveel mogelijk beperken.

51

De technologie van morgen Transport

Aandrijven van motoren Fossiele brandstoffen zoals benzine en diesel zijn de belangrijkste bronnen van energie voor Energietechnologie, pg. 35 oo

de transportsector. oo Dit zorgt ervoor dat de transportsector ongeveer één vierde van de CO2-uitstoot in Europa voor zijn rekening neemt. Maar ook andere schadelijke stoffen in de uitstoot (roetdeeltjes, stikstof, zwavel, ... ) hebben nadelige effecten op het milieu en onze

Nanotechnologie, pg. 74 oo

gezondheid. oo Daarom legt Europa belangrijke beperkingen aan de schadelijke uitstoot op. Dit gebeurt aan de hand van emissienormen die de maximaal toegelaten uitstoot van een wagen bepalen, tegenwoordig de zogenaamde euro-4 norm voor auto’s en euro-5 norm voor vrachtwagens. Ontwikkelingen op het vlak van het aandrijven van motoren zullen een belangrijke bijdrage kunnen leveren aan zowel het beperken van de schadelijke uitstoot als het energie-efficiënter maken van motoren. Het gaat om de nabehandeling van de schadelijke uitstoot, ontwikkelingen op het vlak van brandstoffen en veranderingen in motorsystemen.

Nabehandeling van de schadelijke uitstoot Uitlaatkatalysatoren en -filters zijn twee mogelijke nabehandelingen van de schadelijke uitstoot. Uitlaatkatalysatoren zetten de schadelijke uitlaatgassen (methaan en nitraatoxide) via een cheMilieutechnologie, pg. 66 oo

mische reactie om in minder schadelijke gassen. oo Diesel traps zijn een soort van filters die vaste deeltjes uit de uitlaat opvangen zodat ze niet in de atmosfeer terecht komen. Nieuwe ontwikkelingen richten zich op het betrouwbaarder en goedkoper maken van deze systemen.

Brandstoffen Fossiele brandstoffen Door de samenstelling van diesel en benzine te wijzigen kan de uitstoot van vervuilende stoffen dalen en de energie-efficiëntie stijgen. Zo kunnen bepaalde chemische reacties het zwaMilieutechnologie, pg. 67 oo

velgehalte van benzine of diesel verminderen. oo Ook het gebruik van brandstofadditieven


bijvoorbeeld detergenten of bepaalde nanodeeltjes kan hiervoor dienen. oo

Biobrandstoffen In de toekomst zullen fossiele brandstoffen steeds meer plaats moeten maken voor verschillende soorten alternatieve brandstoffen. Op korte termijn, tegen 2010, zullen dat vooral biobrandstoffen zijn: bio-ethanol (gemaakt van suikerbieten en granen) als alternatief voor benzine en biodiesel (gemaakt van plantenolie en dierlijke vetten) als alternatief voor diesel. Biobrandstoffen zijn geen volledig schone brandstoffen maar in vergelijking met diesel en benzine kunnen ze de schadelijke uitstoot sterk verminderen. Bovendien kunnen ze met diesel of benzine worden vermengd zodat er geen grote veranderingen nodig zijn in huidige mo-

52


© EU

Transport

Biobrandstoffen kunnen de schadelijke uitstoot sterk verminderen.

toren en brandstofinfrastructuur zoals de wereldwijde voorziening van benzine- en dieselpompstations. Maar tegenwoordig zijn biobrandstoffen nog 2 tot 5 keer duurder dan fossiele brandstoffen. Bovendien is het niet helemaal zeker of Europa wel voldoende grondstoffen (biomassa) voor de productie van biobrandstoffen kan voorzien. Biomassa zal immers ook meer en meer voor Energietechnologie, pg. 45 oo

de productie van elektriciteit en warmte worden gebruikt. oo Men is dan ook op zoek naar andere grondstoffen voor biobrandstoffen.

Brandstofcellen In de verre toekomst zou waterstof een belangrijk alternatief kunnen vormen. Waterstof kan op verschillende manieren worden gebruikt: als brandstof om de motor direct aan te drijven, als toevoeging bij andere brandstoffen of als grondstof voor brandstofcellen. Vooral het laatste alternatief blijkt erg interessant te zijn. Brandstofcellen combineren waterstof en zuurstof via een elektrochemische reactie Energietechnologie, pg. 47 oo

tot elektriciteit en water als restproduct. oo Het gebruik van brandstofcellen voor transport is nog in een vroeg stadium van ontwikkeling. Toch zijn de verwachtingen groot. Voertuigen op basis van brandstofcellen produceren geen schadelijke uitstoot en zijn bijzonder stil. Afhankelijk van de gebruikte energiebron (fossiele brandstoffen, zonne-energie, biomassa, ...) kunnen er tijdens het maken van brandstofcellen wel schadelijke stoffen vrijkomen. Vooraleer brandstofcellen algemeen kunnen worden gebruikt moeten er nog een aantal belangrijke stappen worden genomen, zo moet de kostprijs dalen, brandstofcellen moeten in

53


grote hoeveelheden kunnen worden geproduceerd en de nodige brandstofinfrastructuur zoals tankstations moeten worden voorzien.

Veranderingen in motorsystemen Kleinere motorsystemen Technologische ontwikkelingen op het vlak van motorsystemen zullen in de nabije toekomst vooral de energie-efficiëntie van de huidige voertuigen kunnen verbeteren. Dit kan door de motoren kleiner te maken zonder bijkomende kosten en met behoud van de prestatie van de motor. Kleinere motoren zijn lichter en vergen minder ruimte en materiaal waardoor hun efficiëntie verhoogt.

Zelfontbrandingmotor Een andere mogelijkheid zijn Homogeneous Charge Compression Ignition motoren (HCCI) voor benzine, letterlijk vertaald homogene lading compressie ontbrandingsmotoren. Dit moet een zelfontbrandingmotor voor benzine worden. Net zoals bij de dieselmotoren zal er geen vonk meer nodig zijn om de brandstof te doen ontploffen. Ten opzichte van de huidige benzinemotoren zullen HCCI motoren minder schadelijke gassen uitstoten en energie-efficiënter zijn. Bovendien zullen ze herschaalbaar zijn naar bijna iedere grootte. Momenteel zijn er nog problemen met de controleerbaarheid (start en duur) van het verbrandingsproces maar binnen vijf jaar zou dat probleem overwonnen zijn.

Gecombineerde brandstoftoevoer De ontwikkelingen op het vlak van conventionele motoren kunnen gecombineerd worden met motorsystemen voor alternatieve brandstoffen. Voertuigen met een gecombineerde brandstoftoevoer bevatten twee voorraadtanken: één voor benzine of diesel en één voor een alternatieve brandstof. Deze voertuigen kunnen wisselen tussen de twee brandstoffen. Benzine of diesel kan bijvoorbeeld gebruikt worden wanneer de voorraadtank voor de alternatieve brandstof leeg is en hervullen niet onmiddellijk mogelijk is. Voertuigen met een gecombineerde brandstoftoevoer vormen een schoner alternatief voor voertuigen die enkel door diesel of benzine worden aangedreven. Grote automerken hebben al enkele auto’s met twee voorraadtanken op de markt maar er zijn nog een aantal belangrijke technologische uitdagingen. Twee voorraadtanken nemen niet alleen meer ruimte in maar verzwaren het voertuig ook waardoor ook de prestatie van het voertuig vermindert. Bovendien gaan ook de kosten van het voertuig de hoogte in.

54


Hybride voertuigen Op langere termijn, meer dan tien jaar, zouden hybride voertuigen en voertuigen op basis van brandstofcellen de energie-efficiëntie van de huidige voertuigen kunnen verdubbelen of zelfs verdrievoudigen. Hybride voertuigen combineren de conventionele diesel- of benzinemotoren met elektrische motoren waardoor ze minder schadelijke stoffen uitstoten. Bovendien bieden ze op lange termijn, na 2020, de mogelijkheid om enkel op de elektrische motor terug te vallen en helemaal geen schadelijke stoffen uit te stoten. De huidige elektrische voertuigen hebben echter belangrijke negatieve punten: de verkrijgbare modellen zijn nog erg duur, ze kunnen maar een beperkte hoeveelheid elektrische energie opslaan en bepaalde componenten hebben een maar een korte levensduur. Bovendien zijn er belangrijke aanpassingen in de infrastructuur van tankstations nodig.

Transport en bedrijfsvoering Door de beperking op de schadelijke uitstoot die Europa via emissienormen oplegt is de uitstoot van schadelijke gassen door auto’s en vrachtwagens de laatste 15 jaar met ongeveer 60% gedaald. Maar die schadelijke uitstoot moet nog gevoelig dalen. Constructeurs van vrachtwagens geven echter aan dat ze nu al bijna tot het uiterste gaan en zich de vraag stellen of het nog zuiniger kan. Voor de constructie van auto’s kunnen lichtere materialen worden gebruikt maar tegelijk verwachten consumenten dat hun auto met steeds meer snufjes wordt uitgerust wat de auto’s weer zwaarder maakt.

Integratie van telematica Steeds meer auto’s zijn uitgerust met elektronicatoepassingen en geavanceerde informatiesystemen zoals een Global Positioning System (GPS). Deze telematicatoepassingen zullen steeds meer evolueren van geïsoleerde toepassingen, zoals nabijheidsensoren als hulp bij het parkeren van een auto, naar meer geïntegreerde toepassingen, zoals een auto die gebruikmakend van informatie vanuit verschillende sensoren zichzelf automatisch parkeert.

Navigatiesystemen Navigatiesystemen kunnen een voertuig automatisch lokaliseren. GPS biedt nu al de mogelijkheid om de bestuurder naar de plaats van bestemming te begeleiden. Dit soort systemen zal in de toekomst heel wat nieuwe mogelijkheden bieden. Tegen 2010 zouden voertuigen uitgerust met een navigatiesysteem verbonden worden met een verkeersgeleidingscentrale. Deze centrale zal in real-time informatie over verkeersproblemen en reistijden op alle wegen aanbieden en zal onmiddellijk alternatieven kunnen aanreiken. Zo kunnen bestuurders ver-

55


keersproblemen vermijden waardoor de reistijd verkort, het brandstofverbruik daalt en de verkeersproblemen zelf verminderen. Diezelfde telematica zal de gebruikers van het openbaar vervoer van real-time informatie over aankomst- en vertrektijden kunnen voorzien. Beheerders van een wagenpark zullen op basis van navigatiesystemen precies weten welk voertuig zich op welke plek bevindt zodat een beter beheer van het wagenpark mogelijk wordt. Een ander voorbeeld zijn automatische tolheffing: telkens een voertuig door de tolzone rijdt zal de tolheffing via een navigatiesysteem automatisch gebeuren.

Galileo Galileo moet de Europese tegenhanger van het Amerikaanse GPS-systeem worden. Dit systeem maakt gebruik van 30 satellieten en zal nauwkeuriger en betrouwbaarder zijn dan het Amerikaanse GPS-systeem. Het zou tegen 2008 in gebruik worden genomen. Het is echter nog niet zeker of de huidige GPS-ontvangers ook op Galileo zullen kunnen werken. Voor de gewone consument heeft dit geen grote gevolgen omdat het GPS-systeem nauwkeurig genoeg is voor deze toepassingen. Maar voor grootschalige toepassingen zoals het verkeersgeleidingssysteem dat voorziet in real-time verkeersinformatie zou het wel een vertragende factor kunnen zijn.

Arbeid Nieuwe ontwikkelingen op het vlak van telematica zullen een andere invulling aan een aantal jobs geven. Navigatiesystemen zullen bijvoorbeeld verkeersinformatie tijdig beschikbaar maken en zullen onmiddellijk alternatieve planningsscenario’s voor leveranciers berekenen. Hierdoor zullen leveringen tijdig kunnen worden afgewerkt maar de bestuurder verliest de zelfstandigheid om zelf een planning op te stellen. Een ander voorbeeld is automatische tolheffing via navigatiesystemen die de péagehuisjes volledig overbodig kan maken.

Adaptive cruise control Besturingssystemen zullen steeds meer beslissingen van de bestuurder kunnen overnemen. Een

Adaptive Cruise Control (ACC) systeem op autosnelwegen is hier een voorbeeld van. Zo een systeem houdt een voertuig op een constante, ingestelde snelheid zoals gewone cruise control systemen. Maar wanneer het systeem via sensoren een voorligger detecteert, vertraagt of remt het automatisch om een veilige afstand te behouden. Zodra de voorligger zich naar een ander rijstrook verplaatst versnelt het systeem automatisch weer tot de oorspronkelijk ingestelde snelheid.

56


Intelligente snelheidsbegrenzer Intelligent Speed Adaptation (ISA) staat voor verschillende systemen die de bestuurder aanzetten of dwingen om zich aan de geldende snelheidslimieten te houden. Een ISAsysteem bestaat uit een GPS, een snelheidsbegrenzer, een digitale kaart met de snelheidszones en een boordcomputer voor de communicatie tussen al deze elementen. Er zijn verschillende soorten snelheidsbegrenzers: open begrenzers geven enkel een zichtbaar en/of hoorbaar signaal wanneer de bestuurder te snel rijdt, half-open begrenzers geven veel meer tegendruk op het gaspedaal en gesloten begrenzers beperken de snelheid automatisch. Op basis van de digitale kaart met snelheidszones wordt er een onderscheid gemaakt tussen statische en dynamische systemen. De eerste verwijzen naar kaarten die enkel in een speciaal centrum kunnen worden gewijzigd, de laatste kunnen vanop afstand automatisch worden aangepast volgens de geldende situatie (files, wegwerkzaamheden, weersomstandigheden, ...). Technisch gezien zouden alle Europese voertuigen tegen 2010 met een dynamisch ISAsysteem kunnen worden uitgerust. Maar er zijn nog veel andere factoren die de invoering van het systeem zullen beïnvloeden zoals investeringen door overheid en industrie, acceptatie door bestuurders en onderzoek naar gevolgen van ISA voor bijvoorbeeld de verkeersveiligheid. Telematicatoepassingen voor transport evolueren zeer snel. Maar een verdere integratie van telematica zou vertraagd kunnen worden door het ontbreken van de nodige infrastructuur op de grond. Deze infrastructuur is onder andere nodig voor netwerkvorming tussen voertuigen en verkeersgeleidingscentra maar heeft een serieus prijskaartje. Een andere, belangrijke uitdaging is het op elkaar afstemmen van de levensduur van de voertuigen en de ontwikkeling van de geïntegreerde telematica. Telematica zou men bijvoorbeeld zo kunnen ontwerpen dat verbeterde versies gemakkelijk en zonder veel kosten aangebracht kunnen worden.

Privacy Telematicatoepassingen in transport zullen heel wat voordelen met zich meebrengen zoals het vermijden van files door het gebruik van alternatieve routes maar ook mogelijkheden tot meer sociaal contact voor bijvoorbeeld schippers via draadloze ICT, pg. 18 oo

breedbandtoepassingen op schepen. oo Tegelijk brengen deze toepassingen een aantal uitdagingen voor de samenleving met zich mee: hoe garanderen we een veilige overdracht van persoonlijke gegevens? Hoe garanderen we de privacy van men-

ICT, pg. 17 oo

sen? oo

57


© EU

Transport

Nieuwe ontwikkelingen op het vlak van

Multimodaal transport

transport maken ook veranderingen en keuzes

Technologische ontwikkelingen zorgen er niet alleen voor dat voertuigen efficiënter,

op het vlak van transport mogelijk zoals

milieuvriendelijker en veiliger worden maar ze maken ook veranderingen en keuzes

het investeren in een klantvriendelijker

op het vlak van mobiliteit mogelijk. Zo kunnen technologische ontwikkelingen worden

openbaar vervoer.

gebruikt om het openbaar vervoer aantrekkelijker te maken: via telematica kunnen vertrek- en aankomsttijden in real-time aan de reizigers worden aangeboden, dienstregelingen van verschillende vervoerswijzen (trein, bus, tram, metro) kunnen beter op elkaar aansluiten, één vervoersbewijs kan volstaan om gebruik te maken van verschillende vervoerswijzen, enzovoort. Ook in de logistiek kan men verschillende vervoerswijzen (spoorvervoer, binnenvaart, wegtransport, ...) meer op elkaar laten aansluiten waardoor het gebruik van verschillende vervoerswijzen of multimodaal transport mogelijk wordt. Deze mogelijkheden zouden belangrijke stappen kunnen vormen in het aanpakken van verkeersproblemen zoals files.

58


Nieuwe materialen en structuren Nieuwe materialen en structuren zijn essentieel voor de ontwikkelingen in de transportsector. Zo zullen lichtere, stevigere en slijtagebestendigere materialen van groot belang zijn en zal er veel aandacht gaan naar recyclage en veiligheid.

Lichter en steviger Materialen, pg. 7 oo

In de komende jaren zal de vraag naar materialen die zowel heel licht als heel stevig zijn blijven stijgen. oo Lichtere voertuigen verbruiken immers minder brandstof en stoten minder schadelijke stoffen uit. Veel aandacht gaat naar het gebruik van composieten en lichtgewicht

Materialen, pg. 7 oo

metalen zoals aluminium. oo

Slijtagebestendig Slijtagebestendige materialen die bovendien opgewassen zijn tegen hoge temperaturen en hoge druk zullen voor de ontwikkeling van elektronische componenten in motoren worden Materialen, pg. 12 oo

gebruikt. oo Deze componenten zullen een directe sturing van de motor mogelijk maken.

Recyclage en veiligheid Naast energie-efficiëntie zijn recyclage en veiligheid belangrijke aandachtspunten. Recycleerbare en herbruikbare materialen zorgen voor minder afval, vooral aan het eind van Materialen, pg. 8 oo

de levensduur. Kunststoffen zouden een belangrijke rol kunnen spelen. oo Nieuwe materialen en structuren kunnen ook een sleutelrol spelen in het veiliger maken van voertuigen, zowel voor personen binnen als buiten de voertuigen. Dit kan bijvoorbeeld door het gebruik van bepaalde soorten staal die de energie die tijdens botsingen vrijkomt zeer sterk absorberen.

Transport en werkgelegenheid Wanneer het op transport en distributie aankomt is Vlaanderen één van de belangrijkste regio’s in West-Europa. Hiervoor zijn verschillende redenen: de strategische ligging van Vlaanderen in het midden van de West-Europese afzetmarkt, het dichte netwerk van snel-, lucht-, water- en spoorwegen, de verschillende toegangspoorten (zee- en luchthavens), plaatsen waar verschillende vormen van transport samenkomen en op elkaar kunnen aansluiten (multimodale overslagpunten) en de aanwezige kennis en talenkennis in Vlaanderen. De transportsector neemt dan ook een belangrijk deel van de totale werkgelegenheid in Vlaanderen voor zijn rekening: distributiecentra en logistieke diensten voor het controleren van informatie- en goederenstromen stellen 20.000 tot 25.000 mensen te werk, voor de gehele logistieke keten zouden dit volgens officieuze schattingen ongeveer 43.000 werknemers zijn.

59


© EU

Transport

Vlaanderen is ideale uitvalsbasis voor de distributiesector, onder andere door de verschillende toegangspoorten zoals de luchthaven van Zaventem.

Het grootste deel van de transportbedrijven in Vlaanderen is gericht op wegtransport maar ook binnenvaart speelt een steeds belangrijker rol. Wanneer het enkel op productie, transport en opslag van basisproducten aankomt, zal Vlaanderen waarschijnlijk plaats moeten maken voor goedkopere Oost-Europese concurrenten. Daarom richten steeds meer Vlaamse transportbedrijven zich op ondersteunende diensten waaronder verpakking, opslag en organisatie van het vrachtvervoer en op

postponed manufacturing of het afwerken van basisproducten helemaal aan het eind van de keten, zo dicht mogelijk bij de consument. Hierdoor verwacht men niet zozeer een stijging of daling in de werkgelegenheid binnen de transportsector maar eerder een verschuiving van de productie, het transport en de opslag van basisproducten naar logistieke diensten en de afwerking van basisproducten. Volgens het Vlaams Instituut voor de Logistiek (VIL) proberen bedrijven zich steeds meer te concentreren op hun kernactiviteiten en alle andere activiteiten zoals transport, distributie en logistiek uit te besteden (outsourcing). Als uitbesteders verwachten deze bedrijven dat de dienstverlener via één centraal aanspreekpunt alle gevraagde diensten aanbiedt. Omdat veel dienstverleners van transport, distributie en logistiek deze klus niet alleen kunnen klaren ontstaan er fusies, overnames, allianties en andere vormen van samenwerking. Via deze samenwerkingsverbanden kunnen de dienstverleners samen het totaalpakket van gewenste diensten verzorgen en een centraal aanspreekpunt aanbieden. Door de toenemende internationalisering gaat het hierbij ook om internationale samenwerkingsverbanden. Het VIL verwacht dat ook in de toekomst meer en meer vormen van samenwerking in de transportsector zullen voorkomen.

60


Geraadpleegde bronnen – European Union (2003). Intelligente vervoerssystemen. EU, Brussel. – International Energy Agency (2004). Energy Technologies for a Sustainable Future: Transport. – Institute for Prospective Technological Studies (1999). The futures project, technology map. IPTS, Sevilla. – Institute for Prospective Technological Studies (2004). The introduction of alternative fuels in the European

– Sociaal-Economische Raad van Vlaanderen (2003). Aanbeveling: uitbreiding Europese Unie acquis communautaire en impact op de transportsector. SERV, Brussel. – Sociaal-Economische Raad van Vlaanderen (2004). Logistiek in Vlaanderen: kansen en bedreigingen. SERV bericht 1,19 (1), pg. 10-13, SERV, Brussel. – Society for Motor Manufacturers and Traders (2004).

transport sector: Techno-economic barriers and

Foresight Vehicle Technology Roadmap. Version 2.0.

perspectives. IPTS, Sevilla.

SMMT, London.

– Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap (2001). Ruimte voor transport. Ruimtelijk-economische aspecten van

– Vlaams Instituut voor de Logistiek (2005). Jaarverslag 2004. VIL, Antwerpen.

de ontwikkelingen in transport, distributie en logistiek in Vlaanderen. MVG, Brussel.

61

62

6

Milieutechnologie

Milieutechnologie omvat iedere technologie (ICT, nanotechnologie, materialen, ...) die dient om het milieu te beschermen of milieuverontreiniging op te sporen. Ook technologiedomeinen die op het eerste zicht niets met milieutechnologie te maken hebben zoals nieuwe materialen kunnen een gunstig effect op het milieu hebben. Milieutechnologie is dus een zeer breed begrip.

Er zijn drie groepen milieutechnologie: ‘beheer van verontreiniging’ die op het einde van een productieproces wordt geïnstalleerd, ‘schonere technologieën’ die in hun geheel minder verontreinigend zijn en ten slotte de groep ‘beheer van hulpbronnen’ waarbij men zo efficiënt mogelijk gebruik maakt van hulpbronnen zoals water, energie en afval. Bij de eerste groep gaat het duidelijk om technologie die dient om het milieu te beschermen. Bij de twee andere groepen is het eerste doel van de technologie dikwijls kosten besparen en is de milieuvriendelijkheid eerder een neveneffect. Omdat milieuproblemen steeds complexer worden, denk aan klimaatverandering, zullen schonere technologieën steeds meer op de voorgrond treden. In dit overzicht willen we een algemene indruk meegeven van de gebieden waarop belangrijke ontwikkelingen kunnen worden verwacht, zonder daarin volledig te zijn. Voor iedere groep van milieutechnologie zullen we een concreet voorbeeld uitwerken: beheer van verontreiniging gaat in op de behandeling van afvalwater, schonere technologieën op de chemische industrie en beheer van hulpbronnen op duurzame visserij en rationeel watergebruik.

Beheer van verontreiniging Technologieën binnen de groep beheer van verontreiniging worden ook end-of-pipe technologieën genoemd omdat ze dikwijls pas aan het eind van het proces worden toegevoegd. Ze hebben tot doel bestaande productieprocessen milieuvriendelijker te maken door de negatieve gevolgen voor het milieu te beperken. Bijvoorbeeld, filters die ervoor zorgen dat er minder schadelijke stoffen in het milieu terecht komen. Er zijn veel verschillende soorten

end-of-pipe technologieën en daarom focussen we hierna op één toepassingsgebied: de behandeling van afvalwater.

63


© Aquafin

Milieutechnologie

Er worden steeds meer schadelijke stoffen ontdekt, de industriële activiteit stijgt en de bevolking neemt toe. Bovendien wordt water steeds schaarser. Dit zijn een aantal belangrijke ontwikkelingen waarmee de behandeling van afvalwater wordt geconfronteerd. We bespreken drie beloftevolle technologische ontwikkelingen op dit terrein.

Micro-, ultra- en nanofiltratie De membraantechnologie is gebaseerd op een halfdoorlatend membraan dat functioneert als een filter. Een membraan bevat kleine gaatjes, ook wel poriën genoemd. Afhankelijk van de grootte van de poriën laat het membraan water en bepaalde stoffen door maar vangt andere stoffen op. De membraantechnologie wordt onder andere in de textiel-, zuivel- en papierindustrie gebruikt. In de nabije toekomst zullen micro- en ultrafiltratie belangrijke toepassingen kennen in de afvalwaterbehandeling. Deze technieken maken gebruik van membranen met poriën tussen Ondermeer door de behandeling van

1 nanometer en 10 micrometer. Ze worden gebruikt voor het verwijderen van bacteriën, olie

afvalwater proberen milieutechnologieën

en virussen uit water en als voorbehandeling van nanofiltratie. Deze laatste techniek maakt

binnen de groep beheer van verontreiniging

gebruik van membranen met nog kleinere poriën van maximaal enkele nanometer groot.

de negatieve gevolgen voor het milieu zoveel

Nanofiltratie wordt nu al gebruikt voor de recyclage van afvalwater in wasserijen of het ver-

mogelijk te beperken.

wijderen van zware metalen en nitraten. Nieuwe ontwikkelingen binnen de membraantechnologie zullen zich richten op lagere kosten, een langere levensduur van de membranen, betere membraanmaterialen die bestendig zijn tegen bepaalde stoffen zoals zuren en op de combinatie van membraantechnologieën met andere technieken voor de behandeling van afvalwater.

Geavanceerde oxidatieprocessen Een tweede beloftevolle technologie zijn de geavanceerde oxidatieprocessen (AOP, Advanced

Oxidation Processes). AOP’s zetten bepaalde stoffen die bestand zijn tegen de klassieke chemische en biologische behandelingen om in stoffen die minder schadelijk en bio-afbreekbaar zijn. Ze worden vooral toegepast voor de behandeling van microverontreiniging: organische stoffen die in lage concentraties aanwezig zijn. Ozon (O3) en waterstofperoxide (H2O2) worden het meest gebruikt tijdens een AOP. Tijdens ozonisatie bijvoorbeeld reageert ozon dat opgelost is in water met vele microverontreinigingen tot producten die biologisch afbreekbaar zijn. De meeste AOP’s zijn momenteel nog in de ontwikkelingsfase. De belangrijkste problemen zijn het grote verbruik van energie en chemicaliën en de mogelijke vorming van ongewenste bijproducten tijdens het oxidatieproces.

64

De technologie van morgen Milieutechnologie

Bioremediatie Met behulp van biotechnologie kunnen bacteriën zodanig genetisch worden gewijzigd dat ze Life sciences, pg. 25 oo

de vervuilende stoffen in het afvalwater aanpakken. oo Dit is de derde beloftevolle technologie en wordt bioremediatie genoemd. Nieuwe ontwikkelingen op dit terrein richten zich op combinaties met andere technieken voor de behandeling van afvalwater zoals de membraantechnologie maar ook op het gebruik van betrouwbare (bio)sensoren om het systeem beter


te controleren. oo

Wie werkt in de milieusector? De milieusector bestaat uit een zeer grote verscheidenheid aan activiteiten die moeilijk met elkaar te vergelijken zijn. De arbeidssituatie in een afvalverwerkend bedrijf is bijvoorbeeld helemaal anders dan in een hoogtechnologisch engeneeringsbureau. Jobs waarvoor een grote milieudeskundigheid is vereist komen zelfs in de milieusector maar weinig voor. Toch wordt in nieuwe vacatures vaak een specifieke milieuopleiding gevraagd. In de milieusector zijn meer arbeiders dan bedienden tewerkgesteld. Het gaat meestal om jonge mensen die ofwel laag of heel hoog geschoold zijn.

Schonere technologieën Beheer van verontreiniging gaat om het beperken van milieuverontreiniging terwijl schonere technologieën milieuverontreiniging zoveel mogelijk wil vermijden. Dus, in plaats van de milieuverontreiniging aan het eind van het proces te beperken veroorzaken de schonere technologieën op zich minder milieuverontreiniging. Schonere technologieën worden vaak met de term procesgeïntegreerde technologieën aangeduid. In verschillende sectoren zijn er belangrijke ontwikkelingen maar we beperken ons tot de chemie. De chemische industrie is zeker in Vlaanderen zeer belangrijk maar ook erg vervuilend. Daardoor was het de eerste sector die zowel economisch rendabel wilde zijn als vervuiling zoveel mogelijk wilde vermijden. Men is begonnen met beheer van verontreiniging maar daarna kwamen schonere technologieën meer en meer centraal te staan. Het bleek al snel dat de kosten voor schonere technologieën dikwijls snel gecompenseerd kunnen worden door een verhoogde efficiëntie van de productieprocessen. In wat volgt maken we een opdeling in schonere productieprocessen en schonere producten.

Schonere productieprocessen Een schoon chemisch productieproces is een proces dat weinig grondstoffen en energie verbruikt, veel produceert en geen schadelijke bijproducten of af valstromen voortbrengt.

65


Chemische productieprocessen zijn gebaseerd op chemische synthese: hulp- en grondstoffen worden via een chemische reactie met elkaar verbonden tot de gewenste stof. Om de huidige chemische productieprocessen schoner te maken gaat men dan ook op zoek naar andere manieren om chemische synthese tot stand te brengen. Dit kan door de bestaande chemische processen efficiënter te maken zodat ze minder energie verbruiken en minder afval produceren. Processen zonder organische oplosmiddelen produceren bijvoorbeeld minder afval. Maar ook het gebruik van andere grondstoffen zoals biomassa kan een alternatief vorEnergietechnologie, pg. 45 oo

men. oo

Verbeterde katalysetechnieken Meer dan 80% van de processen in de chemische industrie zijn afhankelijk van katalysetechnieken: het toevoegen van een bepaalde stof (de katalysator) om een chemische reactie te veroorzaken of te sturen. Verbeterde katalysetechnieken zullen gebruik maken van hernieuwbare grondstoffen en schone energiebronnen, afval hergebruiken en minder schadeEnergietechnologie, pg. 35 oo

lijke uitstoot produceren. oo De nieuwe generatie katalysatoren zal, bijvoorbeeld, gebruik

Energietechnologie, pg. 45 oo

kunnen maken van biomassa en afval als bron van energie. oo

Life sciences, pg. 33 oo

Ook biokatalysatoren of enzymen zullen een belangrijke rol spelen. oo Ze maken deel uit van biologische processen die bij lagere temperaturen kunnen plaatsvinden en die de reactie specifieker en efficiënter kunnen laten verlopen.

Procesintensificatie Procesintensificatie is het verminderen van het aantal processtappen of het in compactere vorm uitvoeren van de verschillende reacties. Het gaat bijvoorbeeld om het uitvoeren van verschillende opeenvolgende reacties in dezelfde reactor in plaats van de producten te transporteren van de ene reactor naar de andere. Biotechnologische processen zouden in deze context gebruikt kunnen worden om verschillende chemische processtappen te vervangen door slechts één biotechnologische processtap.

Milieu en ontwikkelingslanden Wanneer nieuwe ontwikkelingen op het vlak van milieutechnologie met anderen worden gedeeld kunnen ze bijdragen aan een wereldwijde duurzame ontwikkeling. De milieuwetgeving in ontwikkelingslanden is echter minder strikt. Daarom moet er goed op gelet worden dat verouderde technologieën niet in deze landen worden gedumpt.

66


Schone producten Schone producten hebben een minimale schadelijke impact op het milieu. Een voorbeeld is Materialen, pg. 10 oo

bioafbreekbaar plastic dat minder milieuvervuilend is dan de tradionele plastics. oo Bioafbreekbaar plastic heeft een hele reeks van mogelijke toepassingen zoals winkelzakjes en plastic films om landbouwgrond te bedekken. In de chemische industrie worden ondermeer benzine, diesel en huisbrandolie schoner gemaakt door het onttrekken van zwavel. Wanneer zwavel in het milieu terecht komt, kan dit verzuring van de bodem veroorzaken waarbij giftige metalen en nitraten vrijkomen en in het gronden oppervlaktewater terecht komen. De onttrokken zwavel is meestal van zeer goede kwaliteit en kan dienen als grondstof voor bijvoorbeeld de rubberindustrie. Om de verzuring van het milieu terug te dringen zal het onttrekken van zwavel in de toekomst steeds meer worden toegepast. Om de schadelijke impact van producten op het milieu in te schatten en te beperken zal men meer en meer gebruik maken van life cycle assessment (LCA) of levenscyclusbeoordeling. LCA brengt niet alleen het gebruik van een product in rekening maar de gehele levencyclus. Dit wil zeggen dat alle activiteiten voor het maken, het transporteren, het gebruiken en het afbreken van het product meetellen. Het gaat om vragen zoals: worden er schadelijke producten gebruikt tijdens de productie? Verbruikt het productieproces veel energie en/of grondstoffen? Is het materiaal van het product herbruikbaar of recycleerbaar?

Milieu en bedrijfsvoering Over het algemeen voeren bedrijven milieutechnologische ingrepen maar door wanneer dit wordt verplicht door de milieuwetgeving. Goed ontwikkelde milieustandaarden kunnen nochtans leiden tot innovaties die zowel de totale kost van een product verlaagt als de productwaarde verhoogt. Zo kunnen de oorspronkelijke investeringen op (lange) termijn terug verdiend worden. Zulke innovaties zijn eco-efficiënt. Schonere technologieën kunnen op basis van biotechnologie de productieprocessen verkorten, specifieker en efficiënter maken. Hierdoor kunnen bedrijven hun productie sneller en beter aanpassen aan de markt.

67


Beheer van hulpbronnen Tot het beheer van hulpbronnen behoren technieken om hulpbronnen op een efficiënte manier te gebruiken zoals hernieuwbare energietechnologieën, duurzame visserij en rationeel Energietechnologie, pg. 41 oo

watergebruik. oo

Duurzame visserij Duurzame visserij maakt gebruik van technologieën om de milieu-impact van visserij zoveel mogelijk te beperken. Bijvoorbeeld door de ontwikkeling van selectieve netten die minder schade toebrengen aan de zeebodem.

Rationeel watergebruik Rationeel watergebruik is het rationeel omspringen met water zonder het onnodig te verspillen en/of te vervuilen. Voor de sector groenten, fruit en aardappelen betekent dat bijvoorbeeld het afsluiten van de watertoevoer in lege wastrommels, het gebruik van regenwater voor het wassen van de ongeschilde aardappelen of het hergebruik van water in verschillende productiestappen.

Milieu en werkgelegenheid Wanneer men spreekt over de tewerkstelling in de milieusector gaat het meestal over één soort van activiteiten, namelijk het beheer van milieuverontreiniging. Deze hebben milieubescherming tot hoofddoel en vormen de kernactiviteiten van de milieusector. De twee andere activiteiten, schonere technologieën en beheer van hulpbronnen, zijn veel moeilijker af te bakenen omdat milieubescherming bij deze technologieën niet altijd voorop staat. Wanneer we hieronder over de milieusector spreken gaat het alleen om bedrijven die zich bezig houden met het beheer van milieuverontreiniging. De milieusector is een groeiende bedrijfstak. De meest recente cijfers werden door de Sociaal-Economische Raad van Vlaanderen gepubliceerd in een sociaal-economische analyse van de Vlaamse milieusector. Uit deze analyses blijkt dat in 1997 naar schatting 3.289 bedrijven actief waren in de milieu- en recyclagesector die samen 25.493 mensen tewerkstelden. De meesten waren tewerkgesteld in de afvalsector (38%), recyclage (20%) en (afval)water (20%). Het gaat meestal om kleine tot middelgrote ondernemingen met minder dan 50 werknemers. Echt grote bedrijven komen maar weinig voor in de milieusector. Bedrijven in andere sectoren die investeren in milieuvriendelijke productieprocessen werven daar meestal geen extra personeel voor aan. Anderzijds zorgen de extra investeringskosten van deze milieuvriendelijke productieprocessen meestal niet voor een verlies aan jobs.

68


© EU

Milieutechnologie

Milieutechnologieën op het vlak van beheer

Internationaal wordt milieutechnologie als één van de belangrijkste groeisectoren

van hulpbronnen proberen de impact

van de economie aanzien. Ook in Vlaamse milieusector is er heel wat kennis aanwe-

van visserij op het milieu zoveel mogelijk

zig. Toch lijkt de commercialisering daarvan en het omzetten van die kennis naar jobs

te beperken.

nog moeizaam te verlopen. Het pas opgerichte Milieu-Innovatieplatform (MIP) is één van de middelen die vooropgesteld is om de tewerkstelling te bevorderen. Het MIP brengt alle spelers die in Vlaanderen actief zijn op het vlak van milieu- en energietechnologie (onderzoeksinstellingen, bedrijven en de overheid) samen met als doel enerzijds nieuwe kennis te ontwikkelen en anderzijds beschikbare technologieën over te dragen naar de industrie en de markt. De vraag naar milieugoederen en -diensten verschuift enerzijds van het beheer van verontreiniging naar schonere technologieën en anderzijds van het naleven van milieuwetgeving naar het efficiënt gebruik maken van milieu, materialen, energie en ruimte. De beste groeiperspectieven binnen de milieusector zijn dan ook weggelegd voor ondernemingen die zich hierop richten zoals milieuconsultingbedrijven. De belangrijkste groei en winst voor de milieusector in westerse landen ligt in de buitenlandse activiteiten. Voor Vlaanderen was de uitvoer tot nu toe vooral gericht op de directe buurlanden terwijl de grootste exportmarkten vooral buiten de westerse landen liggen. De concurrentie op de exportmarkt is echter zeer groot omdat milieubedrijven in verschillende landen actief ondersteund worden.

69


Geraadpleegde bronnen – Derden, A. en Dijkmans, R.(2001). Rationeel watergebruik: inventarisatiestudie. VITO, Mol. – Europese Commissie (2002). Milieutechnologie voor duurzame ontwikkeling. EC, Brussel.

human well-being: opportunities and challenges for business and industry. World Resources Institute, Washington DC. – Otten, J. (2004). Duurzame Chemie. Sente Novem.

– Europese Commissie (2003). Mededeling van de Commissie:

– Sociaal Cultureel Planbureau Nederland (1998). Sociaal en

de ontwikkeling van een actieplan voor milieutechnologie.

cultureel rapport 1998: technologische ontwikkelingen.

EC, Brussel.

SCP, Den Haag.

– Federatie Chemische Industrie (2001). Jij en de chemie –

– Sociaal-Economische Raad van Vlaanderen (1999). Sociaal-

Biotechnologie: nieuwe oplossingen voor nieuwe

economische analyse van de Vlaamse milieu-industrie.

uitdagingen. FEDICHEM, Brussel.

SERV, Brussel.

– Federatie Chemische Industrie (2004). Responsible care in de praktijk: indicatoren van vooruitgang VI. Fedichem, Brussel. – Institute for Prospective Technological Studies (1999). The futures project, technology map. IPTS, Sevilla. – Institute for Prospective Technological Studies (2000). Innovation and cleaner technologies as a key to sustainable development: the case of the chemical industry. IPTS, Sevilla. – Milieubeleidsplan Vlaanderen 2003-2007 (www.mina.be/ uploads/MBP_milieubeleidsplan_20032007.pdf)

70

– Millennium Ecosystem Assessment (2005). Ecosystems and

– SusChem (2005). A European platform for sustainable chemistry: The vision for 2005 and beyond. SusChem. – Van Humbeeck, P. en Bollen, A. (2000). De arbeidsmarkt in Vlaanderen: milieu en werkgelegenheid. VIONA, Brussel. – Vlaamse Raad voor Wetenschapsbeleid (2004). De chemische industrie in Vlaanderen. VRWB, Brussel. – Zhou, H. en Smith, D.W. (2002). Advanced technologies in water and wastewater treatment. Journal of Environmental Engineering and Science, 1, 247-264.

7

Nanotechnologie

Het voorvoegsel nano is afgeleid van het Griekse woord nanos dat dwerg betekent. Nano geeft aan dat het om het miljardste deel van iets gaat: een nanometer is bijvoorbeeld het miljardste deel van een meter. Dat is 80.000 keer kleiner dan de dikte van een menselijk haar. Nanotechnologie staat voor het bestuderen en het manipuleren van materialen op de schaal van atomen en moleculen, van 1 tot 100 nanometer. In deze wereld van het extreem kleine vertoont materie nieuwe eigenschappen die zich op grotere schaal niet voordoen. Dit stelt nanotechnologie in staat om materialen en systemen te ontwikkelen met totaal nieuwe chemische, fysische en biologische eigenschappen.

Nanotechnologie vinden we terug in verschillende technologiedomeinen (materialen, biotechnologie, elektronica, ...) en overschrijdt voortdurend de grenzen daartussen. Bovendien is nanotechnologie is een activerende technologie die mogelijkheden binnen andere technologiedomeinen vergroot of verandert. Daarom opent nanotechnologie ongekende mogelijkheden in uiteenlopende sectoren en domeinen zoals textiel, waterzuivering, voeding, cosmetica, geneeskunde en transport. In de jaren 80 werden atomen voor de eerste keer in de geschiedenis in beeld gebracht. Vervolgens werden ingewikkelde apparaten vervaardigd om materialen op nanoschaal te onderzoeken en manipuleren. Deze ontwikkelingen openden de deur voor een groot scala aan mogelijke toepassingen van nanotechnologie in diverse domeinen. Dit korte overzicht schetst mogelijke toepassingen in de komende 15 jaar van nanomaterialen, van nano- en bioelektronica en van biomedische nanotechnologie.

Nanomaterialen Onder de noemer nanomaterialen behoren twee soorten materialen: enerzijds materialen waarin nanodeeltjes verwerkt zijn en anderzijds materialen die volledig opgebouwd zijn uit nanodeeltjes. Op dit moment zijn er al enkele nanomaterialen op de markt. Sommige zonnecrèmes bijvoorbeeld bevatten nanodeeltjes die UV-stralen opslorpen en weerkaatsen. Dit zorgt voor een betere bescherming tegen huidkanker. Ook autoverven kunnen uiterst kleine keramische deeltjes bevatten die het verfoppervlak veel krasbestendiger maken. Een ander voorbeeld is zelfreinigend glas: een uiterst dun laagje nanomateriaal op het glas zorgt ervoor dat regen geen druppels achterlaat en dat stof gewoon met de regen wegspoelt.

71


© IBM Zurich Research Laboratory

Nanotechnologie

De atomaire-kracht microscoop was samen met de tunnelmicroscoop één van de eerste microscopen waarmee atomen in beeld werden gebracht. De atomaire-kracht microscoop gebruikt geen lens maar een uiterst dunne tip die de aan- en afstotingskrachten tussen de tip en de oppervlakte van het materiaal meet.

Nieuwe eigenschappen Wat zorgt ervoor dat nanomaterialen nieuwe en/of verbeterde eigenschappen vertonen? Op nanoschaal ontstaan ten eerste kwantumeffecten waardoor deeltjes zich anders gedragen dan we gewoon zijn. Dat kan het magnetische, elektrische en optische gedrag van materialen beïnvloeden. Op nanoschaal kunnen materialen bijvoorbeeld supergeleiders worden of zich gedragen als elektromagnetische golven. Ten tweede is er de relatie tussen de oppervlakte en het volume van deeltjes. Naargelang deeltjes kleiner worden daalt hun volume sneller dan hun oppervlakte. Dit wil zeggen dat nanodeeltjes in verhouding tot grotere deeltjes een veel grotere oppervlakte hebben. Deze grotere relatieve oppervlakte zorgt ervoor dat nanodeeltjes chemisch reactiever zijn. Deze eigenschap kan gebruikt worden voor de ontwikkeling van verbeterde of nieuwe katalysatoren die de omzettingsprocessen in de chemische industrie sneller en efficiënter laten verlopen.

Nanotechnologie en bedrijfsvoering Nanotechnologie is kennisintensief en duur. Voor bedrijven is het dan ook belangrijk om opgebouwde kennis te beschermen, bijvoorbeeld met behulp van octrooien. Geoctrooieerde kennis is toegankelijk aan de hand van licenties waarvan de prijs wordt bepaald door het bedrijf dat het octrooi heeft verworven. In het ideale geval zouden octrooien kennisopbouw stimuleren maar door de kostprijs van licenties is het voor KMO’s, de overheid en ontwikkelingslanden erg moeilijk om geoctrooieerde kennis te benutten.

72

De technologie van morgen Nanotechnologie

Vrije nanodeeltjes Nanodeeltjes zouden als vrije deeltjes gebruikt kunnen worden in tal van toepassingen. Twee voorbeelden: bepaalde nanodeeltjes zouden dienst kunnen doen als additieven voor diesel waardoor de verbrandingsefficiëntie verhoogt en de uitstoot van vervuilende uitlaatgassen vermindert. Er wordt ook onderzoek gedaan om nanodeeltjes te laten reageren met vervuilers in de bodem en het grondwater. Nanodeeltjes zouden bijvoorbeeld zware metalen zoals lood kunnen omvormen in minder schadelijke componenten.

Nanodeeltjes vastgelegd in andere materialen Nanodeeltjes kunnen ook verwerkt worden in andere materialen zoals dekmaterialen om deze steviger of slijtvaster te maken. Ook andere eigenschappen kunnen verkregen worden. Zo bestaan er al zelfreinigende ramen en werkt men aan vlek- en kreukvrij textiel. Tegenwoordig worden metalen nanodeeltjes al in textiel ingeweven om verschillende lichaamsfuncties zoals hartslag en lichaamstemperatuur te meten. Toepassingen zijn mo-

© Flad & Flad Communication Group

menteel vooral terug te vinden in de geneeskunde, defensie en sport. Nanodeeltjes kunnen zodanig in textiel worden verwerkt dat ze het textiel vuil- en waterafstotend maken: vuil en water rollen gewoon van het textiel af.

Materialen volledig opgebouwd uit nanodeeltjes Nanobuizen van koolstof zijn volledig opgebouwd uit nanodeeltjes en zullen waarschijnlijk de basis vormen voor verschillende soorten nanomaterialen. Ze bestaan uit een cilinder van koolstofatomen met een diameter van niet meer dan enkele nanometer en een lengte van verschillende micrometer tot centimeter. Deze uiterst kleine cilinders zijn zeer sterk, flexibel en geleiden de elektrische stroom zeer goed. Men zou nanobuizen van koolstof kunnen maken die 50 tot 100 keer sterker maar tegelijkertijd veel lichter zijn dan staal. Ook andere toepassingen bijvoorbeeld op het vlak van sensoren, elektronische apparaten op nanoschaal Energietechnologie, pg. 43 oo

en zonnecellen liggen in het vooruitzicht. oo

73


Nanomaterialen en gezondheid Nanodeeltjes komen van nature in het milieu voor zoals kleideeltjes of virussen en komen tijdens verbrandingsprocessen vrij zoals roetdeeltjes in de uitstoot van dieselwagens. Tijdens het verwerken of produceren van nanodeeltjes voor industriële en medische toepassingen kunnen nanodeeltjes in de lucht, bodem en het grondwater terecht komen. Dit roept een aantal vragen op over de gezondheids- en milieueffecten van deze vrije nanodeeltjes. De kleinste roetdeeltjes in dieseluitstoot blijken tot diep in de longblaasjes te belanden waardoor ze hart- en ademhalingsproblemen kunnen veroorzaken of verergeren. Andere nanostructuren, zoals nanobuizen van koolstof, lijken erg op asbestvezels waardoor ze even schadelijk zouden kunnen zijn. Onderzoek heeft aangetoond dat sommige van de ontwikkelde nanodeeltjes schadelijker zijn dan de grotere deeltjes van dezelfde stof maar veel meer is er nog niet over geweten. Nanodeeltjes vertonen in ieder geval andere fysische en chemische eigenschappen dan hun grotere broertjes. Ze verschillen zo sterk van klassieke giftige stoffen dat er op een andere manier onderzoek naar gedaan moet worden. Klassieke toxicologische studies hebben zich tot nu toe vooral op de massa van deeltjes gericht maar voor nanodeeltjes zijn andere factoren zoals aantal, grootte en oppervlakte belangrijker. Nanodeeltjes die vastgelegd zijn in andere materialen zullen waarschijnlijk niet schadelijk zijn voor de gezondheid. Maar door slijtage zouden toch nanodeeltjes uit deze stoffen kunnen vrijkomen. Als men veel nanomaterialen wil gaan gebruiken zal er meer duidelijkheid moeten komen over de mogelijke schadelijke effecten van allerhande nanodeeltjes. Verschillende onderzoeksinstellingen geven de raad om het contact met vrije nanodeeltjes zoveel mogelijk te vermijden tot er meer duidelijkheid is over mogelijke negatieve effecten.

Nano- en bio-elektronica In de informatie- en communicatietechnologieën (ICT) streeft men naar steeds kleinere elektronische apparaten waardoor nanotechnologie stilzwijgend zijn intrede binnen ICT heeft ICT, pg. 15 oo

gedaan. oo Men spreekt van nano-elektronica in plaats van micro-elektronica. Smart dust of slimme stofdeeltjes bestaan bijvoorbeeld uit verschillende ultrakleine, draadloze en simpele computertjes met ingebouwde sensoren. Samen vormen deze computertjes een draadloos netwerk dat informatie uit de omgeving zoals weersomstandigheden, chemische middelen of de beweging van mensen en dieren kan verzamelen en doorsturen naar een centrale computer. Momenteel zijn er al enkele bedrijven die smart dust op micrometerschaal leveren, maar men streeft naar nog kleinere nanotoepassingen.

74


© Philips

Nanotechnologie

Door de steeds verdergaande miniaturisatie in ICT bestaan er nu al chips kleiner dan 90 nanometer.

‘Intelligente’ omgeving In de ‘intelligente’ omgeving die vooral door de elektronica-industrie wordt nagestreefd worden ultrakleine computers in allerlei producten ingebouwd zoals boeken, kleding en sleutels. De talloze computertjes werken op de achtergrond en seinen informatie naar elkaar door. Medische controle op afstand of telezorg is een mogelijke toepassing. Via allerlei kleine apparaatjes kan informatie over bepaalde gezondheidsindicatoren zoals de bloeddruk doorgestuurd worden naar een controlecentrum. Zo kan de gezondheidstoestand van patiënten continu vanop afstand worden gevolgd. Nu al worden de gegevens van pacemakers doorgestuurd. Gelijkaardige systemen voor het opvolgen van het insulineniveau van diabitici worden ontwikkeld.

Kwantumcomputers De ontwikkeling van kwantumcomputers zit nog in de absolute beginfase en wordt pas op heel lange termijn verwacht. Kwantumcomputers zijn gebaseerd op de vreemde vaststelling dat atomen en moleculen volgens de kwantummechanica in verschillende toestanden tegelijk kunnen verkeren. In tegenstelling tot de geheugenbit van de klassieke computer kan de kwantumbit of qubit naast 0 of 1 ook tegelijk 0 en 1 zijn. Deze vreemde eigenschap wordt superpositietoestand genoemd en geeft de kwantumcomputers veel meer rekenkracht. In theorie tenminste want in de praktijk is het bouwen van kwantumcomputers een aartsmoeilijke opdracht. Qubits in superpositietoestand blijken namelijk heel fragiel te zijn. De geringste invloed van buitenaf kan storingen teweeg brengen.

75


© IBM

Nanotechnologie

Biosensoren Nanotechnologie speelt zich vaak af op het grensgebied tussen verschillende technologiedomeinen. Het Vlaams Interuniversitair Instituut voor Biotechnologie (VIB) en het Leuvense Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum (IMEC) werken samen aan de combinatie van nano-elektronica en biotechnologie in biosensoren. Dit zijn ultrakleine sensoren die biologische verkenners bevatten: DNA, antilichamen, enzymen of cellen. Deze verkenners gaan in hun omgeving op zoek naar bepaalde biologische of chemische stoffen. Biosensoren kunnen dienen voor medische toepassingen zoals de detectie van erfelijke ziektes of bacteriële infecties en het opsporen van bepaalde stoffen in bloed en urine. Maar ook andere toepassingen zoals het opsporen van zware metalen in de ondergrond en kwaliteitscontrole van voedsel behoren tot de mogelijkheden.

Elektronische zintuigen De kleine uitsteeksels op de biosensor

In de biomedische wereld tracht men elektronica te koppelen aan zenuwcellen tot elektro-

bevatten biologische verkenners (boven)

nische zintuigen. Dit wordt ook wel bio-elektronica of kortweg bionica genoemd. Bionische

zoals DNA, antilichamen, enzymen of cellen.

oren zijn al op de markt verkrijgbaar en worden vooral bij dove kinderen toegepast. In deze

Deze verkenners gaan verbindingen aan met

apparaten vangt een microfoontje geluiden op en geeft deze door aan de gehoorzenuw. Ook

specifieke chemische en biologische stoffen

bionische ogen zijn al in prototypefase maar deze apparaten zijn nog niet goed genoeg om

in de omgeving (onder).

letters te onderscheiden.

VRAAGSTUKKEN VOOR DE SAMENLEVING Privacy In een ‘intelligente’ omgeving zullen computers zo klein zijn dat ze niet altijd zichtbaar maar wel overal aanwezig zijn. Een dergelijke omgeving kan heel veel gegevens over een individu opvangen en opslaan, wat vragen over privacy opICT, pg. 17 oo

roept. oo

Telezorg Telezorg zou een oplossing kunnen bieden voor het voorspelde tekort aan verpleegkundigen in de toekomst. Tegelijk geeft telezorg een ander karakter aan de zorgverlening: het menselijk contact valt voor het grootste deel weg. Bovendien rijst de vraag wie de zorgverlening zal opvangen indien zich bijvoorbeeld een grote stroompanne over een langere periode voordoet. Men kan zich ook afvragen of het gebruik van telezorg een vrije keuze moet zijn. De mate van investeren in telezorg enerzijds en in meer verpleegkundigen anderzijds is in ieder geval geen technologische maar wel een politieke beslissing.

76


Biomedische nanotechnologie Biomedische nanotechnologie bestudeert de eigenschappen en mogelijke toepassingen van biologische nanostructuren. Een Vlaams bedrijf ontwikkelde bijvoorbeeld nanobodies voor de behandeling van aandoeningen zoals verschillende soorten kanker, hart- en vaatziekten en ontstekingsaandoeningen. Nanobodies zijn heel kleine fragmenten van antilichamen die bepaalde cellen zoals kankercellen kunnen herkennen en met behulp van toegevoegde celdodende stoffen vernietigen. Omdat er nog veel fundamenteel onderzoek nodig is en omdat mogelijke toepassingen in de geneeskunde strenge testprocedures moeten ondergaan vormen de meeste biomedische toepassingen van nanotechnologie een vooruitzicht op lange termijn. Toch zouden nanobodies ter bestrijding van kanker binnen 10 jaar voor toepassing in de gezondheidszorg beschikbaar zijn.

Onderzoek Wanneer men een vloeistof zoals een bloedstaal wil analyseren beschikt men vaak slechts over een beperkte hoeveelheid vloeistof, is transport naar een lab noodzakelijk en vragen de verschillende stappen in het analyseproces veel tijd. Lab-on-a-chip systemen (LOC) integreren al deze stappen en bestaan momenteel op microschaal. Dit heeft tot gevolg dat het onderzoeken van een vloeistof ter plaatse en veel sneller kan gebeuren. Bovendien is een kleine hoeveelheid vloeistof voldoende voor miljoenen tests. Ook voor onderzoek in de farmaceutische industrie heeft dit belangrijke gevolgen: onderzoek waar vroeger jaren voor nodig was kan met behulp van LOC-systemen in enkele dagen tot weken gebeuren. Met hetzelfde budget kan de farmaceutische industrie nu veel meer testen uitvoeren waardoor de kans op het vinden van nieuwe geneesmiddelen verhoogt.

Diagnose DNA-chip Nanotechnologie, pg. 76 oo

Een DNA-chip of micro-array is een soort biosensor voor het opsporen van genetische ziektes en aandoeningen. oo Genen zijn de informatiedragers in het DNA en zorgen ervoor dat cellen de noodzakelijke eiwitten produceren. Bij verscheidene ziektes zoals bepaalde types van borstkanker is de activiteit van specifieke genen verstoord. Een DNA-chip kan deze verstoring aan het licht brengen. Dit kan belangrijke gevolgen hebben voor de behandeling ervan. Wanneer men bijvoorbeeld weet met welk type borsttumor men te doen heeft kan de behandeling ervan beter worden afgestemd. Een DNA-chip kan ook gebruikt worden om het farmacogenetisch profiel van een persoon op te stellen. Dit profiel voorspelt hoe iemand op bepaalde geneesmiddelen zal reageren: zal het geneesmiddel in het lichaam snel worden afgebroken? Zullen er nevenwerkingen

77


© VIB

Nanotechnologie

optreden? Door geneesmiddelen af te stemmen op het farmacogenetisch profiel kunnen ze veel gerichter worden toegediend. Het is te verwachten dat DNA-chips steeds sneller zullen werken en goedkoper zullen worden waardoor hun gebruik alleen maar zal toenemen. Een DNA-chip of micro-array is een glazen plaatje waarop duizenden stukjes DNA of

Moleculaire beeldvorming

genen worden geplakt. Deze stukjes DNA gaan

Door de inzichten die het genenonderzoek oplevert kan aan verschillende ziekten een be-

op zoek naar gelijkaardige genen in het

paald biologisch kenmerk of biomerker op moleculaire schaal worden gekoppeld. Het gaat

onderzoeksstaal. Niet alle genen zijn altijd

bijvoorbeeld om bepaalde enzymen die gepaard gaan met een ziekteproces. Met behulp van

actief: in tumorweefstel zijn bijvoorbeeld

contrastvloeistoffen kunnen biomerkers in beeld worden gebracht. Zo wordt er via MRI- of

andere genen actief dan in gezond weefsel.

ultrasoundtechnieken een heel gedetailleerd beeld van het ziekteproces gemaakt, ook wel

Alleen actieve genen gaan een verbinding aan

moleculaire beeldvorming genoemd. In de komende jaren zullen nanodeeltjes gebruikt wor-

met de stukjes DNA op de DNA-chip. Door

den als dragers van contrastvloeistoffen. Nanodeeltjes kunnen zo ontworpen worden dat ze

middel van een lichtgevende verbinding lichten

enkel bindingen aangaan met specifieke biomerkers waardoor verschillende ziekten in een

de actieve genen in een DNA-chip op.

zeer vroeg stadium kunnen worden opgespoord.

Therapie Biomedische nanotechnologie kan ook een belangrijke rol spelen om geneesmiddelen op het juiste moment op de juiste plaats te brengen. Net zoals nanodeeltjes dragers voor contrastvloeistoffen kunnen zijn, kunnen ze ook dienst doen als afleveringssystemen van geneesmiddelen en genen. Men spreekt hier bijvoorbeeld over smart pills of slimme geneesmiddelen. Dit zijn ultrakleine chips die het geneesmiddel bevatten maar ook sensoren om de geneesmiddelen op de juiste plaats in de juiste hoeveelheid af te leveren. Ook gentherapie maakt Life Sciences, pg. 28 oo

gebruik van nanodeeltjes als afleveringssystemen. oo In gentherapie wordt een stukje DNA dat een defect vertoont vervangen door een goed stukje DNA. Het goede stukje DNA is omhuld door een nanodeeltje om het naar de juiste cel te brengen.

78


Ethische vragen Nieuwe ontwikkelingen binnen de biomedische nanotechnologie dragen bij tot een steeds vroegere diagnose, zelfs voordat enig symptoom zich heeft voorgedaan. Sommige diagnoses zijn echter onzeker en voor bepaalde opspoorbare aandoeningen bestaat nog geen enkele therapie. In hoeverre zijn deze diagnoses verantwoord? Wat zijn de psychische gevolgen van zulke diagnoses? Hoe voorkomt men mogelijk misbruik van deze genetische informatie? Geneesmiddelen van de toekomst zullen specifiek op maat van het farmacogenetisch profiel van de patiënt kunnen worden gemaakt. Daarnaast zullen nanodeeltjes dienst doen als afleveringssystemen om de geneesmiddelen in de juiste hoeveelheid op de juiste plaats in het lichaam te brengen. Er is echter nog vrij weinig bekend over de mogelijke negatieve effecten van nanodeeltjes als afleveringssystemen. Ze zouden bijvoorbeeld bloedklontering kunnen veroorzaken. Maar ook het prijskaartje van deze geneesmiddelen zou belangrijke maatschappelijke gevolgen kunnen hebben. Hoe zal dit de ziekteverzekering beïnvloeden? Zal iedereen gebruik kunnen maken van deze systemen of zullen ze enkel voor bepaalde sociale groepen zijn weggelegd?

Gevolgen voor werkgelegenheid en arbeid Een recent rapport van het Vlaams Instituut voor Wetenschappelijk en Technologisch Aspectenonderzoek (viWTA) geeft aan dat Vlaanderen erg actief is binnen de nanotechnologie. Zowel op het gebied van octrooien, wetenschappelijke publicaties als interuniversitair onderzoek doet Vlaanderen het goed. Vlaanderen telt drie onderzoeksinstellingen die zich op nanotechnologie richten: het Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum (IMEC), het Vlaams Interuniversitair Instituut voor Biotechnologie (VIB) en de Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek (VITO). De toepassingen van nanotechnologie binnen de industrie blijven op dit moment eerder beperkt. Aangezien nanotechnologie een activerende technologie is, zal ze op lange termijn waarschijnlijk veel producten en processen binnen andere technologiedomeinen mogelijk maken. De potentiële impact op tewerkstelling is niet duidelijk. Belangrijke factoren zijn het soort toepassingen, het tijdstip waarop deze op de markt komen en het vertrouwen van het publiek. Zoals bij iedere nieuwe technologie zal nanotechnologie waarschijnlijk zowel winnaars als verliezers met zich meebrengen. Hierdoor zal niet zozeer een groei of daling van werkgelegenheid ontstaan maar eerder een verschuiving, bijvoorbeeld tussen sectoren.

79


Bronnen en websites – Agoria (2005). Trends in technologie, technologische roadmap. Agoria, Brussel. – Economic and Social Research Council (2003). The Social and Economic Challenges of Nanotechnology ESRC, Swindon. – Europese Commissie (2005). Mededeling van de Commissie aan de Raad, het Europees Parlement en het Europees

– Nanoforum (2004). Benefits, Risks, Ethical, Legal and Social Aspects of Nanotechnology. Nanoforum. – National Science and Technology Council (1999). Nanotechnology. Shaping the world atom by atom. National Science Technology Council, Washington, D.C.. – Rathenau Instituut (2004). Om het kleine te waarderen ...

Economisch en Sociaal Comité. Nanowetenschappen en

Een schets van nanotechnologie: publiek debat,

nanotechnologieën: Een actieplan voor Europa 2005-2009.

toepassingsgebieden en maatschappelijke

Europese Commissie, Brussel.

aandachtspunten. Werkdocument 93; Rathenau Instituut,

– Greenpeace (2003). Future Technologies, Today’s choices. Nanotechnology, Artificial Intelligence and Robotics;

Den Haag. – Rathenau Instituut (2004). Gezondheids- en milieurisico’s

a technical, political and institutional map of emerging

van nanodeeltjes. Achtergrondinformatie voor de

technologies. Greenpeace, London.

themacommissie technologiebeleid. Rathenau Instituut,

– Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum (1999). Biochemische sensoren, onze nieuwe engelbewaarders. Interconnect, 7. Imec, Leuven. – Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum (2000). Nanotechnologie: fictie of realiteit? Interconnect, 8. Imec, Leuven. – Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen (2004). Hoe groot kan klein zijn? Enkele kanttekeningen

Den Haag. – The Royal Society en The Royal Academy of Engineering (2004). Nanoscience and nanotechnologies: opportunities and uncertainties. The Royal Society & The Royal Academy of Engineering. – Vlaams Instituut voor Wetenschappelijk en Technologisch Aspectenonderzoek (2005). Nanotechnologie, stand van zaken. viWTA dossier 2. viWTA, Brussel.

bij onderzoek op nanometerschaal en mogelijke gevolgen van nanotechnologie. KNAW, Amsterdam. – Nanoforum (2004). Nanotechnology in the EU – Bioanalytical and Biodiagnostic Techniques. Nanorforum.

80

Websites: – www.nanoned.nl – www.nanoforum.org

Sterk door overleg

SERV STV-Innovatie & Arbeid verricht praktijk- en beleidsgericht onderzoek voor de Vlaamse werkgeversorganisaties en vakbonden over technologische innovatie, organisatieverandering en nieuwe arbeidsvormen. De dienstverlening staat borg voor de verspreiding van bruikbare resultaten in fabrieken, kantoren en instellingen. Binnen de Sociaal-Economische Raad van Vlaanderen (SERV) vormt STV-Innovatie & Arbeid een kenniscentrum dat de Vlaamse sociale partners begeleidt bij innovaties in het bedrijfsleven. De SERV is het overleg- en adviescollege van de Vlaamse sociale partners. In de SERV zetelen tien vertegenwoordigers van de Vlaamse werkgevers- en tien vertegenwoordigers van de Vlaamse werknemersorganisaties. De SERV organiseert het Vlaamse sociale overleg en adviseert de Vlaamse regering en het Vlaams parlement over alle belangrijke sociale en economische aangelegenheden. De resultaten van STV-projecten vindt men terug in vlot leesbare en beknopte brochures en in meer gestoffeerde informatiedossiers. STV-Innovatie & Arbeid beschikt ook over een gespecialiseerd documentatiecentrum. Jaarlijks ondersteunt STV-Innovatie & Arbeid meer dan 100 vormingsactiviteiten. STV-medewerkers en -medewerksters werken rond diverse thema’s mee als lesgever of expert aan vormingssessies van vakbonden, managementtrainingen, studiedagen en seminaries. Actuele informatie over STV-projecten en het STV-vormingsaanbod is te vinden op onze website: http://www.serv.be/stv

■ Bijna dagelijks zijn er in de krant artikels over nieuwe technologische ontwikkelingen terug te vinden. Ook in tv- en radioprogramma’s komen technologische innovaties geregeld aan bod. Denk maar aan WiFi, brandstofcellen, gentherapie, stamcellen: de lijst is lang. Toch is het niet vanzelfsprekend om te weten waar het precies om gaat. ■ STV-Innovatie & Arbeid heeft aan de hand van beschikbare literatuur en in overleg met technologiedeskundigen een inventarisatie gemaakt van technologische ontwikkelingen in verschillende technologiedomeinen die de komende 15 jaar van belang zullen zijn. ■ Zeven technologiedomeinen passeren de revue: materialen, ICT, life sciences, energietechnologie, transport, milieutechnologie en nanotechnologie. De technologische innovaties binnen elk van deze domeinen worden beknopt en op bevattelijke wijze uitgelegd. Daarnaast komt ook de mogelijke impact van deze technologische innovaties op de economische ontwikkeling, bedrijfsvoering, werkgelegenheid, arbeid en de samenleving kort aan bod.

De technologie van morgen

Recommend Documents