Do trajnostne mobilnosti z znanostjo in sistemskim pristopom

Trajnostna mobilnost se je v zadnjih letih uveljavila kot nepogrešljiv koncept, ki ga med drugim zaznamuje tudi elektrifikacija vozil. A mnogi strokovnjaki poudarjajo, da se ogljična nevtralnost prometa ne začne in konča pri električnih vozilih, saj zahteva širši pristop. K mednarodnim prebojem na tem področju prispeva tudi slovensko znanje.

Trajnostna mobilnost niso samo električna vozila

Trajnostna mobilnost je po besedah Tomaža Katrašnika z ljubljanske fakultete za strojništvo neločljivo povezana s sistemskim pristopom, ki vključuje napredno logistiko, vpeljavo multimodalnosti in novih mobilnih storitev, napredno infrastrukturo, preobrazbo energetskega sektorja ter napredne pogonske sisteme vozil.

“Takšne rešitve omogočajo zmanjšanje oziroma optimiziranje števila prevoženih kilometrov in porabe energije na prepeljanega potnika oziroma na enoto prepeljanega tovora. S tem naslavljajo zmanjšanje rabe energije, ki je bistven gradnik trajnostne mobilnosti,” je dejal za STA.

Te ukrepe je treba dopolniti s širšo vpeljavo pogonskih sistemov vozil, ki omogočajo podnebno nevtralnost in zmanjšanje škodljivih vplivov na okolje. “Še dodatno pa je treba nadgraditi postopke snovanja, proizvodnje in razgradnje vozil, ki omogočajo zmanjšanje rabe energije in škodljivih vplivov na okolje ter manjšo uporabo materialov, zlasti kritičnih, in njihovo recikliranje,” je poudaril. Vse resne strategije trajnostne mobilnosti po njegovih besedah zato izhajajo iz sistemskega pristopa.

Ne prepoved, temveč premišljena uporaba

V prihodnosti bomo po Katrašnikovih besedah priča znatnemu porastu elektrificiranih pogonskih sistemov vozil. Baterijski električni avtomobili bodo pridobivali na pomenu, povečeval se bo tudi globalni tržni delež vozil z gorivnimi celicami, predvsem v segmentu težjih vozil za daljše razdalje.

“To pa ne pomeni, da srednjeročno na globalni ravni ne bo več motorjev z notranjim zgorevanjem, a se bodo ti v cestnih vozilih vse pogosteje pojavljali v hibridnih in priključnohibridnih pogonskih sistemih vozil. Slednji namreč omogočajo uporabo električnega pogona v mestih, kjer so potrebe po zmanjšanju škodljivih izpustov največje,” je dejal.

Kot je poudaril, je namreč ključna premišljena izbira pogona glede na potrebe. V mobilnostnih segmentih, ki jih je mogoče elektrificirati, je vse več teženj k elektrifikaciji. Na drugi strani se predvideva dolgoročnejša uporaba sintetičnih goriv v segmentih prometa na zelo dolge razdalje, kjer trenutno ni možna uporaba baterij in vodika. Tu izstopata ladijski in letalski medcelinski promet.

“Med segmentom baterijskih električnih vozil in vozil, ki uporabljajo sintetična goriva, pa se bodo uporabljala vozila na vodik, vendar bo hitrost vpeljave teh vozil vsaj v začetnih fazah dokaj regionalna pogojena,” je prepričan. Preobrazba namreč zahteva finančna sredstva in infrastrukturo.

PREBERITE TUDI

Presenetljivo odkritje: Izvleček regratove korenine uničuje rakave celice

Kot je poudaril, imajo pri doseganju ciljev na področju trajnostne mobilnosti pomembno vlogo tudi uporabniki sami. Ne gre namreč le za tehnologije, temveč tudi način njihove uporabe. “Začne se z varčnejšo vožnjo, pri kateri se izogibamo intenzivnim pospeševanjem in zaviranjem ter prehitri vožnji,” je dejal.

Izpostavil je tudi pomen izbire vozila glede na dejanske potrebe, saj prevelika masa in zračni upor vozil občutno zvišata porabo goriva oziroma elektrike. “Še večji vpliv pa imajo naše navade, s katerimi je povezano število kilometrov, ki jih prevozimo oziroma prepotujemo. Brez sprememb navad uporabnikov bo zato težko občutneje zmanjšati okoljske vplive prometa,” je poudaril.

Slovensko znanje in izkušnje osnova za mednarodne dosežke

Katrašnik je tudi vodja Laboratorija za motorje z notranjim zgorevanjem in elektromobilnost na ljubljanski fakulteti za strojništvo. S sodelavci pokrivajo širok spekter aktivnosti od umeščanja trajnostne mobilnosti v napredne energetske sisteme do najnaprednejših rešitev na področju simulacijskih modelov in diagnostičnih metod trajnostne mobilnosti.

Napredne metode, ki jih razvijajo na tem področju, obsegajo najnaprednejše fizikalno osnovane modele, ki omogočajo preboje na področjih virtualizacije razvoja baterij, gorivnih celic, elektrolizerjev (naprav, v katerih voda razpade na vodik in kisik) in na višji razni celotnih pogonskih sistemov vozil.

“Izvirnost naših modelov temelji na zelo visoki stopnji napovedovanosti modelov, ki izhaja iz sistematične fizikalne osnove modelov ob hkratnih kratkih računskih časih. Tako je z našimi modeli možno v zgodnjih razvojih fazah, ko komponente še niso izdelane in opredeljene, z visoko natančnostjo simulirati delovanje, staranje in varnostne vidike različnih tipov baterij in gorivnih celic v poljubnih zasnovah pogonskih sistemov vozil, kar je ključno za uspešen razvoj naprednih vozil,” je pojasnil.

Ta znanja omogočajo tudi preboje na področju najnaprednejših virtualnih diagnostičnih orodij za baterije in gorivne celice, kjer izvedenke teh modelov, ki se izračunavajo v realnem času, uporabijo za delovanje v načinu digitalnih dvojčkov. To pomeni, da se vzporedno z delovanjem realne naprave izračunava njen digitalni dvojček. To je osnova za zgodnejšo zaznavo potencialnih napak in prilagoditev delovanja dejanskemu stanju baterije ali gorivne celice. “S takšnimi naprednimi metodami bo v prihodnosti možno podaljšati življenjsko dobo baterije in gorivnih celic ali se izogniti težavam,” je povedal.

Na področju simulacijskih modelov in diagnostičnih metod z ekipo sodelujejo v več kot desetih projektih, ki jih financira Evropska komisija. Katrašnik to znanje in izkušnje prenaša tudi na slovensko raven, saj je predsednik strokovnega sveta Strateškega razvojnega inovacijskega partnerstva na področju mobilnosti. Gre za partnerstvo, ki združuje člane Gospodarsko interesnega združenja ACS Slovenski avtomobilski grozd in Združenja za promet pri Gospodarski zbornici Slovenije.