Na ile polskie ośrodki naukowo-badawcze są w stanie włączyć się do światowego wyścigu innowacji w dziedzinie techniki motoryzacyjnej? Magazyn „AD News” rozmawia z prof. drem hab. inż. Markiem Brzeżańskim, dyrektorem Instytutu Pojazdów Samochodowych i Silników Spalinowych Politechniki Krakowskiej.

Od ponad czterdziestu lat na Politechnice Krakowskiej jest realizowany ambitny projekt cyklicznych spotkań świata nauki i środowiska przemysłowego, związanego z motoryzacją. Idea tych spotkań rozwija się, a seria konferencji pod nazwą KonMot stworzyła bardzo znaczący dorobek. Co interesującego przyniosła ta konferencja w roku 2016?
Te nasze doroczne spotkania w Krakowie cieszą się wysoką renomą i gromadzą przedstawicieli ważnych ośrodków zarówno naukowo-badawczych, jak i kręgów przemysłowych – zresztą nie tylko krajowych. To jest istotne forum, na którym ośrodki naukowe wsłuchują się w listę tematów, interesujących dla przemysłu. I na odwrót – przedstawicielom producentów my z kolei przedkładamy ofertę, na którą składają się nasze nowe osiągnięcia. To stwarza pewne wzajemne relacje i buduje zaangażowanie w konkretne projekty.
Właśnie to jest ważne, że na tych forach rodzą się wspólne projekty i że te projekty wypływają z potencjałów, jakie mają nasze centra badawcze. Mam tu na myśli nie tylko ośrodki uczelniane, ale także placówki w rodzaju Instytutu Badań i Rozwoju Motoryzacji Bosmal w Bielsku-Białej czy działające w stolicy Instytut Transportu Samochodowego oraz Przemysłowy Instytut Motoryzacji. Gościliśmy także przedstawicieli zagranicznych, renomowanych instytutów badawczych, takich jak AVL List GmbH z Austrii oraz FEV GmbH z Niemiec.

Jakie są obecnie nowe trendy w światowej technice motoryzacyjnej?
Najważniejsze nurty w tej dziedzinie to m.in. downsizing. Ten anglojęzyczny termin określa tendencję do zmniejszania objętości skokowej silników i jednoczesne zwiększanie ich jednostkowej wydajności. W ten sposób osiąga się zmniejszenie zużycia paliwa i emisji toksycznych składników spalin przy równoczesnym zwiększeniu sprawności jednostek napędowych. Ale to jest okupione znaczną komplikacją silników pod względem konstrukcyjnym, wzrostem kosztów produkcji i obsługi oraz skróceniem żywotności. Po prostu coś za coś.
Narasta również nacisk na wytwarzanie pojazdów z napędem elektrycznym, co tłumaczy się względami ekologicznymi. Ta tendencja budzi jednak pewne istotne zastrzeżenia. Łańcuch energetyczny (począwszy od wydobycia paliw kopalnych, zwłaszcza węgla, poprzez transport do elektrowni i wreszcie spalanie w elektrowni cieplnej) jest obarczony małą sprawnością, znacznie ustępującą efektywności paliw ropopochodnych, zwłaszcza w odniesieniu do dużej gęstości energii, którą cechuje się benzyna (nieco mniejsza jest ta gęstość dla oleju napędowego). Nie możemy też zapominać, że pojęcie ekologii w stosunku do pojazdów elektrycznych ma dość mylący sens. Wprawdzie same pojazdy elektryczne nie emitują zanieczyszczeń, ale to złudzenie – emisja spalin została przeniesiona w inne miejsce, czyli do elektrowni; jeśli to jest elektrownia cieplna (a takie siłownie wciąż odgrywają decydującą rolę w systemie energetycznym), to jest ona wielkim źródłem emisji.
Pojazdy elektryczne nie mogą funkcjonować bez wysokowydajnych akumulatorów. Współcześnie najbardziej wydajne są akumulatory litowo-jonowe lub litowo-polimerowe. Ale są w tym względzie pewne bariery z uwagi na rozmieszczenie światowych zasobów litu, który jest pierwiastkiem metalicznym o dość złożonym procesie pozyskiwania i przetwarzania.
Pojazdy elektryczne wymagają też zainwestowania w łatwo dostępne sieci stacji ładowania akumulatorów, które – w masowej skali – będą stanowić poważne obciążenie dla systemów energetycznych. Na razie tę kwestię można rozwiązać stosunkowo najłatwiej w odniesieniu do autobusów komunikacji miejskiej, kursujących po liniach odpowiednio dostosowanych do zasięgu elektrycznych autobusów, które mogą być doładowywane na końcowych przystankach.
Znacznie lepsze perspektywy widać obecnie przed napędami hybrydowymi, które są konstruowane pod kątem odzyskiwania energii hamowania.
Niektóre światowe ośrodki pracują też nad pojazdami autonomicznymi, czyli takimi, które są swoistymi robotami, mogącymi samodzielnie poruszać się w ruchu drogowym. Na razie jest to jeszcze egzotyka.

Z jednej strony widzimy światowe wysiłki na rzecz nieustannego podnoszenia standardów ekologicznych, a na przeciwległym biegunie skrzeczy polska rzeczywistość…
Bardzo niepokoją mnie sondaże wskazujące, że znaczna część polskich pojazdów odznacza się dużą emisją toksycznych składników spalin. Na polskich drogach dominują pojazdy stare i znacznie wyeksploatowane, a przy tym zaniedbane pod względem technicznym i w prymitywny sposób modyfikowane przez użytkowników ze szkodą m.in. dla środowiska.
Z układów wydechowych są usuwane katalityczne dopalacze spalin, a ze starych pojazdów z silnikami wysokoprężnymi na masową skalę demontuje się filtry cząstek stałych. To drastycznie pogarsza emisję szkodliwych związków do atmosfery, co skutkuje rosnącym zagrożeniem smogowym.
Oburzające jest to, że popularne tytuły naszej prasy motoryzacyjnej zamieszczają porady, jak usunąć katalizatory czy filtry FAP i zapewniają, że to przynosi doraźne oszczędności dla użytkowników, a nie zwracają uwagi na wielkie szkody dla środowiska. Media (zwłaszcza internetowe) są również pełne ofert przeprowadzenia takich pożal się Boże modyfikacji w pokątnych warsztatach. To dla mnie zgroza!

Czy nasz kraj ma wystarczający potencjał, by w przemyśle motoryzacyjnym aktywnie działać na polu międzynarodowym?
Tutaj nie musimy mieć żadnych kompleksów. Polska nauka kształci wysokiej klasy fachowców, którzy z sukcesami włączają się do tworzenia postępu na tym polu. Nasi absolwenci są w stanie z powodzeniem obsługiwać nawet najbardziej skomplikowane systemy. W Polsce działa wiele firm, wytwarzających komponenty dla przemysłu samochodowego. Ci producenci czerpią z dorobku naszej myśli technicznej. Innowacyjność, której źródłem są polscy specjaliści, przejawia się często w tym, czego na zewnątrz nie widać – poprzez wnoszone u nas usprawnienia poprawia się sprawność i skuteczność poszczególnych urządzeń i zespołów, podnoszą się walory ekonomiczne czy ekologiczne. I o tym dobrze wiedzą zagraniczni wytwórcy, którzy zdecydowali się na ulokowanie swych inwestycji właśnie w Polsce. Zachęciła ich nie tania siła robocza, ale dobrze wykształcona kadra. Ważnym czynnikiem jest również coraz lepsze skomunikowanie znacznych obszarów Polski z krajami zachodnimi. Dowodem są liczne inwestycje przemysłu samochodowego, powstałe wzdłuż autostrad A2 czy A4 – dogodna sieć drogowa znacznie usprawnia transport i logistykę. Przemysł motoryzacyjny stał się dzięki temu bardzo istotnym składnikiem naszego eksportu.
Żeby podsumować ten wątek rozmowy – Polska ma oczywiste atuty, aby bardzo aktywnie działać na rzecz rozwoju techniki motoryzacyjnej i wnosić ważki dorobek w światowe dzieło innowacyjności i postępu na tym polu.

Jakie nurty nowatorskich działań mają największe szanse powodzenia w Polsce? Czy rzeczywiście możemy liczyć na międzynarodowe sukcesy np. w dziedzinie produkcji pojazdów elektrycznych? Na ile – Pana zdaniem – są realne np. zapowiedzi dotyczące sporej skali produkcji polskich autobusów elektrycznych?
W naszym kraju z powodzeniem działają zakłady, wyspecjalizowane w budowie autobusów – w tej dziedzinie mamy niezaprzeczalny dorobek na miarę europejską. Jeśli zaś chodzi o technikę, wymaganą do wytwarzania elektrobusów – to i na tym polu warto się solidnie zaangażować i szukać swojej szansy. W końcu elektryczne autobusy są pod względem koncepcyjnym zbliżone do trolejbusów – tyle że są zasilane nie z sieci napowietrznej, ale z wewnętrznych akumulatorów.
To jest dziedzina perspektywiczna i dobrze, że angażuje się w te działania zarówno wielkopolski Solaris, jak i lubelski Ursus we współpracy z budującą nadwozia firmą AZK Kutno.

Z bieżącego dorobku Politechniki Krakowskiej – jakie osiągnięcia uważa Pan za najważniejsze?
Możemy pochwalić się innowacyjnym rozwiązaniem, zaprojektowanym dla Zakładów Azotowych w Kędzierzynie. W toku procesów produkcyjnych powstają tam odpadowe gazy, których głównym składnikiem jest techniczny wodór, ale ponadto zawierają sporo domieszek i zanieczyszczeń, które sprawiają, że zmienia się ich skład chemiczny, a w ślad za tym właściwości. Od dwóch lat w ZAK z powodzeniem działa blok energetyczny o mocy 1 MW. Spalinowe agregaty prądotwórcze są tam zasilane takimi właśnie gazami odpadowymi. Prace nad tym rozwiązaniem trwały w naszym instytucie około dwóch lat, potem nadszedł półroczny etap wdrożenia. Osiągnęliśmy pełny sukces; te odpadowe gazy, które byłyby bezproduktywnie spalane, są teraz z powodzeniem wykorzystywane do wytwarzania energii na potrzeby ZAK. Do sterowania tymi procesami służy zaprojektowany przez nas panel kontrolny, zainstalowany w naszym instytucie. Ten panel z jednej strony zdalnie i automatycznie koryguje procesy w kędzierzyńskiej siłowni (w zależności od chwilowych i zmiennych parametrów gazu), zaś z drugiej strony pozwala nam na wprowadzanie zewnętrznych korekt. Słowem to my w Krakowie zarządzamy wytwarzaniem energii przez pracujące w Kędzierzynie spalinowe agregaty prądotwórcze.

Rozmawiał: Grzegorz Chmielewski