W naszym Instytucie realizujemy wiele projektów badawczo-rozwojowych – od nowych technologii energetycznych po surowce krytyczne.

Dr hab. inż. Magdalena Wdowin

Izabela Blimel: Proszę opowiedzieć o swojej ścieżce zawodowej w Instytucie Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN.

Dr hab. inż. Magdalena Wdowin, prof. Instytutu, Dyrektor Instytutu: W Instytucie pracuję od 2007 roku realizując równocześnie doktorat na Wydziale Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska AGH. W 2016 roku otworzyłam w Instytucie Pracownię Geochemii Stosowanej i Inżynierii Środowiska, którą kieruję do dziś. W latach 2021–2024 pełniłam również funkcję zastępcy Dyrektora ds. Naukowych.

W 2024 roku, ze względu na zdarzenia losowe, Prezes PAN powierzył mi pełnienie obowiązków dyrektora Instytutu, co trwało niespełna rok.

Od stycznia 2025 roku jestem już oficjalnie dyrektorem Instytutu. Myślę, że moja wieloletnia praca na różnych stanowiskach pozwoliła mi dogłębnie poznać zarówno strukturę, środowisko, specyfikację jak i potrzeby Instytutu.

I.B.: Jakie są kluczowe obszary badawcze w działalności Instytutu? 

M. W.: Nasz Instytut to interdyscyplinarna jednostka badawcza, która może pochwalić się działalnością w wielu kluczowych obszarach. W ramach struktury Instytutu funkcjonuje 5 zakładów, a w ich obrębie działa aż 14 wyspecjalizowanych pracowni. Dzięki temu mamy możliwość prowadzenia badań w bardzo szerokim zakresie.

Instytut Prowadzi badania w dyscyplinie Inżynieria Środowiska, Górnictwo i Energetyka, obejmujące różnorodne zagadnienia w tym m.in. gospodarkę zasobami naturalnymi, surowcami mineralnymi, paliwami i energią, gospodarkę o obiegu zamkniętym, zrównoważony rozwój, odnawialne źródła energii, elektromobliność, geologię stosowaną, geofizykę stosowaną oraz inżynierię chemiczną i materiałową i inne. Zatrudniamy ekspertów zarówno z zakresu szeroko pojętej inżynierii środowiska, jak i górnictwa czy energetyki dzięki czemu nasze kompetencje są bardzo szerokie.

Warto podkreślić, że działalność naukowa Instytutu koncentruje się na sześciu głównych obszarach badawczych:

– Efektywna i innowacyjna gospodarka surowcami mineralnymi;

– Podstawy efektywnej gospodarki o obiegu zamkniętym;

– Modelowanie systemów gospodarki surowcami mineralnymi i energią;

– Bezpieczeństwo surowcowe i energetyczne z uwzględnieniem uwarunkowań polityki surowcowej i klimatyczno-energetycznej;

– Energia odnawialna i gospodarka odpadami jako czynniki zrównoważonego rozwoju;

– Badania środowiska przyrodniczego wspomagające jego zrównoważone zagospodarowanie.

Nasza działalność jest silnie związana ze współpracą z gospodarką. Wiele naszych pracowni realizuje projekty badawcze lub świadczy usługi dla podmiotów gospodarczych. Jeśli chodzi o źródła finansowania Instytutu, poza środkami statutowymi kluczowe znaczenie mają projekty badawcze i usługi dla sektorów zewnętrznych – stanowią one aż 60% naszego budżetu.

Jest to zaledwie zarys naszych działań, ale jak widać, obszary badawcze Instytutu są bardzo szerokie, a nasza praca ma znaczący wpływ na rozwój nauki i przemysłu w Polsce.

Rocznie realizujemy nawet do 40 projektów badawczych i inwestycyjnych. Trudno byłoby omówić je wszystkie, ponieważ dotyczą bardzo szerokiego spektrum zagadnień. Wśród najważniejszych obszarów wyróżnia się projekty w obszarach geotermii, energetyki czy gospodarki o obiegu zamkniętym.

Oprócz tego realizujemy także projekty związane z elektromobilnością, modelowaniem geologicznym lub w obszarach energetycznych. Każdy z tych projektów odpowiada na aktualne potrzeby przemysłu i nauki.

I.B.: Jakie najważniejsze przedsięwzięcia inwestycyjne zostały zrealizowane w Instytucie w ostatnich latach? 

M. W.: Jednym z najważniejszych zrealizowanych przez nas przedsięwzięć jest projekt inwestycyjny, który obejmował budowę Centrum Zrównoważonej Gospodarki Surowcami i Energią. To nowoczesny budynek, który nie tylko pełni funkcję zaplecza biurowego, ale przede wszystkim mieści kompleksowe laboratoria, dające nowe możliwości rozwoju naukowego i współpracy z podmiotami gospodarczymi.

Infrastrukturę badawczą nowo powstałego Centrum stanowią trzy kompleksy laboratoriów:

• Laboratorium Kompleksowych Badań Odpadów i Biomasy, w tym: 

➢ Stanowisko kompleksowych badań odpadów, 

➢ Stanowisko kompleksowych badań biomasy, 

• Laboratorium Modelowania Inżynierskiego, w tym: 

➢ Stanowisko Modelowania Geologiczno-Złożowego i Analityki Górniczej, 

➢ Stanowisko Modelowania Geoinżynierskiego, 

➢ Stanowisko Modelowania Procesów Geotermalnych i Systemów Energetycznych, 

➢ Stanowisko Modelowania Zrównoważonej Gospodarki Surowcami, 

➢ Stanowisko Modelowania Zrównoważonej Gospodarki Energią, 

• Laboratorium Geofizyki Inżynierskiej (rozbudowa).

Ponadto w ramach inwestycji zmodernizowane zostało zamiejscowe laboratorium geotermalne zlokalizowane w Bańskiej Niżnej.  

Nowe Centrum otwiera przed nami szerokie możliwości badawcze i wspiera rozwój współpracy z przemysłem. Dzięki tym inwestycjom jesteśmy w stanie sprostać wymaganiom nowoczesnej nauki i odpowiadać na wyzwania rynku, co stanowi dla nas kluczowy kierunek rozwoju w obszarach m.in. modelowania krajowych rynków surowców i energii, czy też badań mających na celu rozwój kompleksowego wykorzystania energii i wód geotermalnych, gospodarczego czy surowcowego wykorzystania odpadów przemysłowych, wielokierunkowego wykorzystania biomasy, badań geoinżynierskich, głównie metodami sejsmicznymi i georadarowymi, modelowania procesów geologicznych i górniczych, modelowania procesów geotermalnych i systemów energetycznych w górotworze, czy też modelowania geoinżynierskiego.

I.B.: Kiedy Centrum zostało otwarte? 

M. W.: Oficjalne otwarcie Centrum miało miejsce w 25 października 2023 roku, co oznacza, że laboratoria funkcjonują od ponad roku. Mimo relatywnie krótkiego czasu ich istnienia, są one sukcesywnie wykorzystywane. Na przykład w Laboratorium Modelowania Inżynierskiego odbyły się już szkolenia dla podmiotów zewnętrznych, dotyczące obsługi specjalistycznych programów wykorzystywanych w naszych badaniach.

I.B.: Jakie inne aspekty związane z realizacją różnorodnych projektów badawczych są istotne dla rozwoju instytutu?

M. W.: W kontekście projektów, chciałabym podkreślić, że choć większość z nich realizowana jest w obrębie jednej lub kilku pracowni, to nasz największy, najbardziej spektakularny projekt – budowa nowego Centrum – jest wyjątkiem. Była to inwestycja realizowana w całości przez Instytut, co jest dla nas szczególnym powodem do dumy. Inwestycja ta pozwoli nam uniezależnić się od outsourcingu, który bywa nieopłacalny przy realizacji projektów badawczych i rozwojowych.

Obok tego dużego projektu inwestycyjnego realizujemy coraz więcej projektów edukacyjnych, które dotyczą m.in. polityki surowcowej oraz gospodarki o obiegu zamkniętym. Choć tego typu projekty nie zawsze przynoszą innowacyjne rozwiązania, ich wartość jest niezwykle istotna. Przyczyniają się bowiem do poprawy wizerunku Instytutu oraz zwiększają naszą widoczność w branży.

Dzięki takim inicjatywom możemy lepiej wspierać rozwój nauki i współpracy z przemysłem, a jednocześnie budować silną pozycję naszego Instytutu jako istotnego gracza na polskim i międzynarodowym rynku badawczym.

Jako Instytut aktywnie uczestniczymy w różnych festiwalach nauki, co pozwala nam promować nasz potencjał – zarówno w zakresie infrastruktury badawczej, jak i kadry. Nasz zespół tworzą wybitni eksperci w obszarach szeroko pojętej inżynierii środowiska, górnictwa i energetyki.

Trudno tu wymienić wszystkie nasze zespoły badawcze i ich osiągnięcia ale warto zwrócić uwagę na działalność instytutu w zakresie geotermii. Wato tu podkreślić, iż obecnie nasze Laboratorium Geotermalne wraz z laboratoriami Akademii Górniczo-Hutniczej w Miękini koło Krzeszowic, jako strategiczna infrastruktura badawcza pn. „Krajowe Centrum Geotermii i Pomp Ciepła”, zostało wpisane na Polską Mapę Infrastruktury Badawczej.

Istotnym obszarem naszej działalności jest  działalność w zakresie surowcowym. Jednym z  osiągnięć było uczestnictwo w przygotowaniu dokumentu „Polityka Surowcowa Państwa”. Zespół pracujący nad tym dokumentem współpracuje z takimi jednostkami jak Ministerstwo Klimatu i Środowiska oraz Państwowym Instytutem Geologicznym – PIB.

Badania i dokumentacje złóż, które realizujemy w ramach tej współpracy, są jednym z kluczowych aspektów naszej działalności. To dowód na to, że Instytut nie tylko prowadzi badania naukowe, ale także aktywnie wspiera administrację publiczną oraz sektor gospodarczy w strategicznych obszarach, takich jak surowce, geotermia czy szeroko pojęta energetyka.

Cieszy mnie, że w ostatnich latach w Instytucie pojawiły się projekty dotyczące odnawialnych źródeł energii, elektromobilności, cyfryzacji oraz sztucznej inteligencji. Są to obszary niezwykle istotne z punktu widzenia rozwoju nauki i gospodarki. 

Wśród innych ciekawych inicjatyw, warto wymienić projekty związane z problematyką fosforu w odpadach, które rozwijają się bardzo dobrze. Są one istotne z punktu widzenia gospodarki obiegu zamkniętego, co także stanowi istotny obszar badań w naszym instytucie.

Realizujemy również projekty związane z oznaczaniem wskaźników GOZ w ramach programu strategicznego GOSPOSTRATEG. 

Istotne znaczenie ma również tematyka związana z elektromobilnością, która to dynamicznie zaczęła się rozwijać w naszym instytucie od kilku lat.

Prowadzone przez nas projekty nie tylko wspierają rozwój nauki i technologii, ale także wzmacniają naszą współpracę z przemysłem i administracją publiczną.

I.B.: Instytut uczestniczy także w innowacyjnych projektach, taki jak np.  inicjatywa wodorowa i inne, proszę o tym powiedzieć. 

M. W.: Obecnie przymierzamy się do realizacji dodatkowych projektów w ramach inicjatywy wodorowej. Jako Instytut podpisaliśmy porozumienie o współpracy tj. Polską Inicjatywę na Rzecz Naturalnego Wodoru z PKN Orlen S.A.,  Akademią Górniczo-Hutniczą (AGH) oraz Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy PIG-PIB. Głównym celem tej inicjatywy jest poszukiwanie tzw. białego wodoru na terenie kraju, co stanowi istotny krok w dywersyfikacji źródeł energii i poszukiwaniu nowych, zrównoważonych rozwiązań w tym obszarze.

Wydarzenie to było istotne na skalę krajową, ponieważ powołanie tej inicjatywy otwiera nowe perspektywy współpracy nauki, przemysłu i jednostek administracji państwowej w zakresie poszukiwania nowych źródeł energii. W ramach tej współpracy kluczową rolę odgrywają eksperci z naszego Instytutu zajmujący się geotermią oraz dokumentacją złóż, którzy mają bogate doświadczenie w tego typu projektach. 

Współpraca z takimi partnerami jak Orlen, AGH czy PIG-PIB stanowi dla nas nie tylko wielką szansę na udział w innowacyjnych projektach, ale także umacnia pozycję naszego Instytutu jako lidera w badaniach nad zrównoważonym rozwojem energetyki w Polsce.

Jednym z projektów, na który również chciałabym zwrócić uwagę, stanowi współpraca z firmą KRYPTON Polska Sp. z o.o. Planowanym efektem projektu jest opracowanie innowacyjnego rozwiązania, w postaci systemu AUTEN, które zagwarantuje użytkownikom, jednocześnie będącym właścicielami odnawialnych źródeł energii, wygodne i efektywne wykorzystanie wyprodukowanej energii. 

Tak jak wspomniałam nie sposób wszystkich projektów wymienić i omówić, ale warto też podkreślić, iż wśród naszych przedsięwzięć znaczną część stanowią projekty unijne. W ramach programu Horyzont 2020 zrealizowaliśmy kilkanaście projektów, a obecnie kontynuujemy tę aktywność w programie Horyzont Europa. Są to zarówno projekty miękkie, mające na celu przykładowo budowanie świadomości społeczeństwa jak i te mające na celu wypracowanie konkretnego rozwiązania. Projekty horyzontalne często koncentrują się na rozbudowie współpracy międzynarodowej, co czasem utrudnia wdrożenie konkretnych rozwiązań technologicznych, ale daje cenne doświadczenie w zakresie integracji wiedzy i analizy między państwami.

I.B.: Z jakimi głównymi partnerami współpracuje Instytut? 

M. W.: Jeśli chodzi o współpracę z wieloma podmiotami, których nie sposób teraz zliczyć, ale działamy na rzecz takich partnerów jak m.in.: PKN Orlen S.A., Krypton Polska S.A., KGHM Polska Miedź S.A., Jastrzębska Spółka Węglowa S.S. czy Bogdanka S.A. i wiele innych.  Warto także podkreślić współpracę z takimi firmami: Geotermia Mazowiecka S.A., EGM sp. z o.o. oraz  ZGH Bolesław S.A., którzy byli naszymi wspierającymi partnerami w realizacji projektu Centrum Zrównoważonego Gospodarki Surowcami i Energią. Są to wiodące firmy w swoich branżach, z którymi realizujemy wiele istotnych projektów. Współpracujemy też z licznymi małymi przedsiębiorstwami działającymi w obszarze energetyki, odpadów czy surowców. 

Ważnym obszarem działalności Instytutu są też badania geofizyczne, które często realizowane są na zlecenie podmiotów gospodarczych. Choć zespół zajmujący się tym obszarem jest stosunkowo mały, to realizowane przez nas badania są kluczowe dla przemysłu, zwłaszcza w kontekście dokumentacji geofizycznych dla kopalń, infrastruktury drogowej czy autostrad. Posiadamy specjalistyczny sprzęt geofizyczny, który jest unikalny w skali kraju, co czyni naszą kadrę w tej dziedzinie bardzo kompetentną i rozpoznawalną wśród branży przemysłowej.

I.B.: Czy realizacja projektów badawczych w obszarze restrukturyzacji branży surowcowej jest niezbędna dla przyszłego rozwoju instytutów naukowych, a jeśli tak, to w jaki sposób mogą one wpłynąć na transformację tego sektora i jakie konkretne korzyści mogą wyniknąć z takich działań?

M. W.: W naszym Instytucie podejmujemy inicjatywy związane z restrukturyzacją kopalń i ich potencjalną waloryzacją po zamknięciu. Zastanawiamy się nad możliwościami wykorzystania zamkniętych obiektów, co jest wyzwaniem, ale też koniecznością, biorąc pod uwagę zmieniające się uwarunkowania gospodarcze. Chociaż nie mamy wpływu na decyzje rządu dotyczące branży węglowej, staramy się dostosowywać nasze działania badawcze i rozwijać nowe kierunki.

Przykładem jest podpisany ostatnio list o współpracy Spółki Restrukturyzacji Kopalń, Głównego Instytutu Górnictwa – Państwowego Instytutu Badawczego oraz Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN. Celem porozumienia jest wykorzystanie wód kopalnianych jako ekologicznego, alternatywnego źródła ciepła dla Muzeum Śląskiego.  To ważna inicjatywa, która może przynieść wymierne korzyści w transformacji energetycznej regionu.

Ponadto, badamy możliwości wykorzystania odpadów pogórniczych w nowych zastosowaniach. W obszarze tradycyjnego modelowania kopalń i analizy eksploatacyjnej staramy się nieco odchodzić od tego kierunku, jednocześnie nie zamykając go całkowicie. Wiemy, że zapotrzebowanie na analizy związane z rynkiem węgla, takie jak prognozowanie popytu, importu czy eksportu, może być istotne jeszcze przez długi czas. Niemniej jednak, nasze pracownie już teraz intensywnie poszukują nowych kierunków badawczych, które pozwolą nam skutecznie funkcjonować w zmieniającej się rzeczywistości gospodarczej.

Dużym krokiem w tym kierunku jest rozwój prac nad białym wodorem oraz możliwością magazynowania wodoru w kawernach solnych i nie tylko. To nowe i obiecujące obszary badawcze, w których widzimy duży potencjał. Nasza doświadczona kadra geologów, posiadająca kompetencje w dokumentacji złóż geotermalnych i surowcowych, będzie odgrywać kluczową rolę w tych działaniach. 

I.B.: Jakie są Pani doświadczenia i realizowane projekty naukowe?

M. W.: Z wykształcenia jestem geologiem, jednak swoją karierę naukową skierowałam bardziej w stronę inżynierii środowiska i geochemii jak też rozwiązań technologicznych wspierających energetykę. Moje działania koncentrują się na oczyszczaniu wód, ścieków oraz gazów emitowanych przez elektrownie konwencjonalne, cementownie i inne źródła przemysłowe z wykorzystaniem sorbentów stałych.

Głównym obszarem mojej pracy badawczej jest synteza sorbentów z odpadowych źródeł krzemionki i ich zastosowanie w różnych dziedzinach inżynierii środowiska. Kluczowym tematem są projekty związane z zeolitami – tj. strukturami mikro- i mezoporowatymi, które można wytwarzać z takich materiałów odpadowych jak m.in. popiół lotny, stłuczka szklana czy krzemionka z paneli fotowoltaicznych. W wyniku prostych reakcji chemicznych opracowaliśmy struktury przestrzenne pełniące rolę sit molekularnych, które mogą być wykorzystywane w wielu obszarach ochrony środowiska.

Zastosowania zeolitów w ochronie środowiska obejmuje: 

 – Oczyszczanie ścieków: Nasze struktury pozwalają na efektywne usuwanie metali ciężkich oraz jonów amonowych ze ścieków;

– Redukcja emisji zanieczyszczeń gazowych: Po odpowiedniej modyfikacji zeolity mogą być wykorzystywane do oczyszczania spalin. Dotychczas nasze badania skupiały się głównie na redukcji dwutlenku węgla, a także usuwaniu rtęci.

Ważnym projektem, który realizowaliśmy w ramach współpracy z Uniwersytetem w Nottingham były badania nad zastosowaniem zeolitów do usuwania dwutlenku węgla ze spalin. Był to istotny projekt badawczy, który znacząco poszerzył naszą wiedzę na temat potencjału zeolitów w energetyce.

W ramach prestiżowego projektu LIDER, finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, opracowałam sorbenty do oczyszczania spalin z rtęci występującej w postaci gazowej. Były one testowane zarówno w skali laboratoryjnej, jak i demonstracyjnej. Projekt ten realizowałam na początku mojej kariery naukowej, co pozwoliło mi nawiązać liczne kontakty z przedsiębiorcami zainteresowanymi wdrażaniem tych technologii oraz nawiązywaniem współpracy badawczej w tym obszarze.

Cieszy mnie, że firmy doceniają praktyczny wymiar naszych badań oraz potencjał tych materiałów w poprawie efektywności procesów przemysłowych i ochronie środowiska.

Kolejnym istotnym tematem, którym się zajmowaliśmy, jest wykorzystanie sorbentów, w szczególności zeolitów, jako potencjalnych magazynów wodoru. Zastosowanie tych materiałów w przemyśle motoryzacyjnym, a konkretnie w kontekście bezpiecznego magazynowania wodoru, stanowi innowacyjne podejście. Sorbenty, które opracowaliśmy, mogą być zastosowane w magazynach wodoru, które są używane w samochodach z napędem wodorowym.

Kluczową zaletą naszej technologii jest fakt, że w przypadku rozszczelnienia butli, zamiast gwałtownej eksplozji, proces ten przebiegałby stopniowo, co znacząco podnosiłoby bezpieczeństwo użytkowania pojazdów wodorowych. Projekt ten realizowaliśmy w ramach współpracy z jednostką badawczą z Pretorii (RPA) – Instytutem Badań Naukowych i Przemysłowych (CSIR – The Council for Scientific and Industrial Research).

Ta współpraca zaowocowała opracowaniem technologii, którą aktualnie rozwijamy. W szczególności nasz zespół badawczy kontynuuje prace nad ulepszaniem materiałów sorpcyjnych w kontekście magazynowania wodoru. Prace mają na celu dalsze zwiększenie efektywności oraz bezpieczeństwa takich technologii.

Chciałbym także dodać, że nasz Instytut otrzymał Certyfikat Krajowego Banku Gospodarczego popierający rozwój naszych badań i technologii w obszarze doczyszczania wodoru oraz jego magazynowania przy wykorzystaniu naszego sorbentu. Aktualnie mamy złożony projekt badawczy w tym zakresie we współpracy międzynarodowej z Technicznym Uniwersytetem w Ostrawie, który jest w trakcie oceny. 

 Równolegle z rozwojem technologii magazynowania wodoru, nasz zespół badawczy rozwija także tematykę związaną z bateriami. Mamy specjalistów zajmujących się wykorzystaniem zużytych baterii oraz poprawą ich wydajności. W szczególności, jeden z naszych badaczy, który odbył staże naukowe w Singapurze oraz USA, teraz prowadzi prace nad rozwojem technologii ogniw w naszym zespole. Dzięki projektowi, który niedawno otrzymaliśmy z Narodowego Centrum Nauki możemy rozwijać zespół oraz tą tematykę w naszym Instytucie.

W ramach naszej działalności badawczej skupiamy się także na analizie zawartości pierwiastków ziem rzadkich oraz surowców krytycznych w odpadach, takich jak popioły lotne. Jednym z naszych najnowszych kierunków badań jest wykorzystanie surowców odpadowych jako źródła cennych surowców, w tym tych, które są używane w nowoczesnych technologiach. Chcemy przeprowadzić dokładne analizy tych odpadów, aby ocenić ich potencjał w kontekście odzyskiwania surowców krytycznych.

Dodatkowo, jak już wspominałam wcześniej, kontynuujemy prace nad sorbentami zeolitowymi. Nasza współpraca z firmą zajmującą się odpadami oraz posiadającą technologię termolizy pozwoliła nam znaleźć nowe źródło krzemionki, które może być wykorzystywane do syntezowania zeolitów. Z uwagi na zmieniający się rynek energetyczny, gdzie energetyka konwencjonalna powoli zanika, postanowiliśmy skierować nasze badania na wykorzystanie odpadów powstałych w wyniku termolizy paneli fotowoltaicznych. Odpady te są bogate w krzemionkę, którą wykorzystujemy do  otrzymywania sorbentów.

W związku z tym rozpoczęliśmy przygotowanie nowych projektów, w tym projektów we współpracy z przedsiębiorcami, mających na celu opracowanie i komercjalizację naszych sorbentów. Obecnie przygotowujemy kolejne projekty w ramach ścieżki SMART, które mają na celu rozwój technologii i wprowadzenie ich na rynek.

Tak jak wspominałam, w naszej instytucji realizujemy wiele projektów badawczo-rozwojowych, które obejmują szeroki wachlarz tematyki – od nowych technologii energetycznych po odzyskiwanie surowców krytycznych. W każdym z tych obszarów mamy ambitne cele i jesteśmy w trakcie realizacji projektów, które mogą znacząco wpłynąć na rozwój nowych, innowacyjnych rozwiązań w tych dziedzinach.

I.B.: Jakie, Pani zdaniem, są atuty Instytut? 

M. W.: Uważam, że kluczowym elementem efektywnego funkcjonowania naszego Instytutu jest interdyscyplinarność, którą konsekwentnie rozwijamy. W praktyce oznacza to, że na większość zapytań ofertowych, które do nas trafiają, zawsze znajduje się osoba lub zespół, który jest w stanie się tym zająć, niezależnie od tego, jak różnorodne są tematy. Mamy również pracownie, które podejmują tematy wykraczające poza klasyczne obszary naukowe, w tym takie, które można określić jako bardziej humanistyczne. Choć są one realizowane w bardziej hobbystycznym niż profesjonalnym kontekście, to świadczy o elastyczności i otwartości naszego Instytutu na różnorodne zagadnienia.

W strukturze Instytutu pracuje około 140 osób, z czego 80 stanowi kadra naukowa, co daje nam dużą różnorodność i bogaty wachlarz kompetencji. Rzeczywiście, nasz zespół jest na tyle rozległy i zróżnicowany, że w zasadzie trudno byłoby opisać każdy obszar działalności w jednym komunikacie. Nasza interdyscyplinarność pozwala na podejmowanie szerokiego zakresu działań badawczo-rozwojowych. Istnieją instytuty, które koncentrują się na bardzo wąskich tematach, ale my staramy się oferować kompleksowe podejście, które obejmuje wiele dziedzin nauki i przemysłu.

Potrzeba rozwoju działalności Instytutu jest nieustannie obecna, ponieważ musimy dostosowywać się do wymagań, jakie stawia przed nami Unia Europejska. Aby pozostać na czołowej pozycji w dziedzinie badań i innowacji, musimy regularnie rozwijać nasze obszary działalności, szczególnie w kontekście gospodarki opartej na zrównoważonym rozwoju. Należy skupić się na kluczowych tematach, takich jak gospodarka obiegu zamkniętego, zrównoważony rozwój czy technologie związane z odnawialnymi źródłami energii.

Widzimy szczególne zaangażowanie naszych pracowni w obszarze odnawialnych źródeł energii, elektromobilności oraz gospodarki odpadowej. To tematy, które są nie tylko ważne z perspektywy współczesnych wyzwań, ale również stanowią obszar, w którym Instytut ma ogromny potencjał do rozwoju. Ponadto, jednym z najważniejszych i najbardziej dynamicznych obszarów badań są surowce krytyczne, które obecnie cieszą się ogromnym zainteresowaniem na całym świecie. Pracujemy nad projektami, które dotyczą tego zagadnienia, a rozwój w tym obszarze jest kluczowy dla przyszłości nie tylko naszego Instytutu, ale również dla zaspokojenia rosnących potrzeb przemysłowych i technologicznych.

I.B.: Co to są surowce krytyczne, proszę przybliżyć pojęcie Czytelnikom. 

M. W.: Surowce krytyczne to te, które są kluczowe dla rozwoju gospodarki a ich dostępność na świecie jest ograniczona i zasoby bardzo niewielkie. Przykładem takich surowców są pierwiastki ziem rzadkich, które są kluczowe dla produkcji elektroniki. Niestety, zasoby tych pierwiastków koncentrują się głównie w krajach takich jak Chiny, Wietnam czy Rosja. W Europie udokumentowano nowe złoża, m.in. w Estonii, ale są one ograniczone pod względem zasobów.

Problem z surowcami krytycznymi polega nie tylko na ich ograniczonej dostępności, ale również na drastycznym wpływie ich wydobycia na środowisko. Eksploatacja tych surowców, zwłaszcza w krajach rozwijających się, często wiąże się z ogromnymi zniszczeniami ekologicznymi. Ekstrakcja surowców krytycznych wiąże się z użyciem szkodliwych dla środowiska chemikaliów, co prowadzi do poważnych zanieczyszczeń i dewastacji środowiska. Dodatkowo, taki proces eksploatacji może być niebezpieczny dla pracowników i pozostawia duży ślad węglowy.

W kontekście tej sytuacji, Unia Europejska kładzie duży nacisk na odzysk surowców krytycznych z odpadów oraz na opracowanie technologii bardziej przyjaznych dla środowiska. Ważnym kierunkiem jest odzyskiwanie tych surowców z odpadów elektronicznych i innych źródeł odpadowych, co mogłoby zmniejszyć potrzebę ich wydobywania z zasobów naturalnych.

Jednym z przykładów surowców krytycznych, których zapotrzebowanie gwałtownie rośnie, jest lit, niezbędny do produkcji baterii do samochodów elektrycznych. Produkcja jednego samochodu elektrycznego wymaga około 8 kg litu. 

Z kolei do produkcji turbin wiatrowych potrzeba nawet 240 kilogramów pierwiastków ziem rzadkich. Wzrost zapotrzebowania na lit i inne surowce krytyczne prowadzi do wzrostu cen oraz do wyzwań związanych z ich dostępnością.

W Instytucie koncentrujemy się na badaniach dotyczących odzysku surowców krytycznych, w tym z odpadów takich jak: popioły lotne, panele fotowoltaiczne, turbiny wiatrowe czy elektrośmieci. Na tym etapie, rozpoczęliśmy współpracę z firmą zajmującą się termolizą tych materiałów. W tym obszarze współpracujemy z jednostkami naukowymi z Turcji i Czech oraz Uniwersytetem Marie Curie-Skłodowskiej w ramach projektu, który obecnie jest oceniany przez instytucje unijne. Jego celem jest opracowanie technologii przyjaznej dla środowiska, umożliwiającej ekstrakcję surowców krytycznych z różnych rodzajów odpadów.

I.B.: Dlaczego temat eksploatacji surowców krytycznych oraz związanych z tym problemów środowiskowych nie jest szeroko omawiany, mimo że stanowi istotny aspekt współczesnych wyzwań?

M. W.: Rzeczywiście, temat eksploatacji surowców krytycznych oraz związanych z tym problemów środowiskowych nie jest szeroko omawiany. Należy zaznaczyć, że pomimo ogromnego zapotrzebowania na surowce krytyczne, zwłaszcza te wykorzystywane w elektronice, energetyce odnawialnej i motoryzacji, proces ich pozyskiwania wiąże się z poważnymi skutkami ekologicznymi, szczególnie w krajach rozwijających się, w których to ma miejsce ich ekstrakcja. Istnieje ryzyko przenoszenia problemów na inne regiony świata, gdzie zjawisko to nie zawsze jest odpowiednio monitorowane, a standardy ochrony środowiska bywają mniej rygorystyczne. Tego rodzaju procesy mogą prowadzić do poważnych zniszczeń w ekosystemach, a także zagrożeń zdrowotnych dla ludności pracującej przy ich wydobyciu.

W kontekście odnawialnych źródeł energii, takich jak turbiny wiatrowe, również stajemy przed wyzwaniem odpadowym. Choć stosunkowo niewielka część materiałów z tych turbin jest obecnie wykorzystywana w produkcji innych elementów infrastrukturalnych (np. przystanków autobusowych, placów zabaw), to nadal nie jest to wystarczające w obliczu rosnącej liczby turbin w użyciu. Większość tych odpadów ląduje na składowiska, co stanowi jedynie tymczasowe, a nie trwałe rozwiązanie problemu.

Z podobnym wyzwaniem spotykamy się w przypadku pojazdów elektrycznych. Chociaż same pojazdy są uznawane za bardziej przyjazne środowisku w porównaniu do samochodów spalinowych, to problem związany z recyklingiem zużytych baterii pozostaje nie do końca rozwiązany. Istnieją trudności związane z pełnym odzyskiwaniem surowców wykorzystywanych w produkcji baterii, takich jak lit czy kobalt. Obecnie nie ma technologii, które byłyby w stanie w pełni i efektywnie przetwarzać zużyte baterie, co powoduje, że odpady z tego sektora są nadal istotnym zagrożeniem dla środowiska i obszarem badań dla naukowców.

Żywotność samochodów elektrycznych oraz baterii, które w nich występują, to temat budzący sporo kontrowersji. Przewidywana żywotność baterii na poziomie 10 lat jest w rzeczywistości optymistyczną prognozą, opartą na testach laboratoryjnych i certyfikatach. W praktyce jednak, wiele baterii traci swoją wydajność znacznie wcześniej, często osiągając tylko 60–80% pierwotnej pojemności w ciągu kilku lat użytkowania. Kiedy bateria spada poniżej określonego progu wydajności, nie spełnia już swojej roli w samochodzie elektrycznym i wymaga wymiany. Zdarza się, że te zużyte baterie są jeszcze wykorzystywane w innych zastosowaniach, takich jak stacjonarne magazynowanie energii, ale problem odpadowy pozostaje aktualny.

W kontekście rozwoju technologii odpadowych, należy zauważyć, że problem z odpadami, w tym bateriami, będzie rósł w miarę zwiększającej się liczby pojazdów elektrycznych na rynku. Warto również pamiętać, że Unia Europejska kładzie coraz większy nacisk na odpowiedzialne zarządzanie odpadami i wdrażanie planów gospodarki cyrkularnej, które mają na celu zmniejszenie ilości odpadów trafiających na składowiska. Krajowy Plan Gospodarki Odpadami zgodnie z wytycznymi europejskimi również przewiduje redukcję odpadów oddawanych na składowiska, a normy dotyczące odzyskiwania materiałów i recyklingu stają się coraz bardziej rygorystyczne.

W związku z tym, choć dążenie do zrównoważonego rozwoju i eliminowania zanieczyszczeń jest ważne, równie istotne jest opracowywanie technologii, które będą pozwalały na pełny odzysk surowców oraz minimalizację wpływu na środowisko w całym cyklu życia produktów – od wydobycia surowców po recykling odpadów.

Dla przemysłu, instytutów badawczych i przedsiębiorstw wyzwaniem staje się opracowanie technologii, które będą w stanie skutecznie radzić sobie z odpadem pochodzącym z pojazdów elektrycznych, zwłaszcza baterii. Z tego względu, opracowanie nowych rozwiązań technologicznych w zakresie recyklingu baterii i odzysku cennych materiałów, jak lit, kobalt czy nikiel, jest jednym z kluczowych wyzwań, przed którymi staje współczesna gospodarka. Jeśli nie podejmiemy odpowiednich działań w tym zakresie, możemy stanąć przed poważnym kryzysem odpadowym, który będzie trudny do rozwiązania bez odpowiednich technologii.

I.B.: Jakie wyzwania stoją dziś przed Instytutem, w Pani ocenie? 

M. W.: Budowa nowego Centrum Zrównoważonej Gospodarki Surowcami i Energią stanowi z pewnością ogromną szansę rozwoju dla instytutu. Trzeba jednak zaznaczyć, że proces ten przebiegał w wyjątkowo trudnych czasach – pandemii, wojny na Ukrainie oraz dynamicznych zmian cen, które miały wpływ na całą gospodarkę. Budowa Centrum wymagała także dużego wkładu własnego, co spowodowało pewne trudności w zarządzaniu projektem i optymalizacji jego funkcjonowania.

Jednym z moich głównych wyzwań jest obecnie ustabilizowanie działalności Centrum badawczego i optymalizacja jego funkcjonowania, aby w pełni wykorzystać potencjał nowych laboratoriów i uczynić Instytut jeszcze bardziej atrakcyjnym, zarówno dla jednostek naukowych, jak i podmiotów gospodarczych. Kluczowe jest, aby Centrum działało dynamicznie, co przyczyni się do wzrostu jakości badań, liczby realizowanych projektów oraz jakości publikacji. Z kolei te aspekty wpłyną na oceny uzyskiwane w ramach parametryzacji jednostek naukowych, co jest istotnym elementem oceny naszego wkładu w rozwój nauki i innowacji.

Cały ten proces jest ze sobą ściśle powiązany – efektywne zarządzanie i optymalizacja funkcjonowania Centrum będą miały bezpośredni wpływ na dalszy rozwój Instytutu i jego pozycję wśród jednostek badawczo-rozwojowych. Jestem przekonana, że jeśli uda nam się osiągnąć ten cel, przyszłość Instytutu będzie bardzo obiecująca.

I.B.: Dziękuję za rozmowę i życzę realizacji planów oraz dalszego rozwoju Instytutu. 

Zapraszamy do współpracy!

Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk