Město Bohumín

30.9.2019 - Elektromobilita je nesmysl, scházejí zdroje energie

Zdroj: Týden
Ročník a číslo: 41
Strana: 76
Autor: Vladimír Barák

ČESKÁ VĚDA ZBLÍZKA - 19. DÍL: FYZIKA MATERIÁLŮ

Časopis TÝDEN pokračuje v seriálu, v němž ve spolupráci s Akademií věd ČR představuje nejvýznamnější tuzemské vědce. V devatenáctém díle hovoří ředitel Ústavu fyziky materiálů LUDVÍK KUNZ o budoucnosti dopravy, významu vědy pro průmyslové podniky či toxickém znečištění okolí českých silnic.

Ústavy akademie věd jsou pracoviště provádějící skvělý základní výzkum. Avšak už když jsme se domlouvali na rozhovoru, kladl jste mi na srdce, že klíčový je pro vás i průnik a zpětná vazba s praxí. Proč?

Protože my všichni, kdo tu jsme, máme velmi úzký vztah k praxi. Dnes se můžete občas setkat s názorem, že průmysl je sice důležitý, ale budoucnost je jinde. My se však silně hlásíme k tomu, že průmysl, doprava i materiály pro medicínu nás zajímají, že jako vědecko-výzkumná instituce chceme být pevnou součástí těchto oborů. A že chceme, aby se o našich výzkumech nepsalo jen v odborných časopisech, ale abyste se s nimi časem setkávali v továrnách, dílnách i v nemocnicích. To, jak jsme ruku v ruce spojeni s praxí, a že toto spojení rozvíjíme už od roku 1955, kdy ústav vznikl, je samo o sobě obrovským benefitem.

V čem?

Dává nám to jasný důkaz smyslu a významu naší existence. Ve zkratce řečeno: našli jsme si svoje místo na slunci a to si opečováváme a velmi si ho vážíme. Nenajdete u nás jiné vědecké pracoviště, které by mělo takovou tradici ve spolupráci s průmyslovými podniky. Půl století se nám daří udržovat přátelství a spolupráci s řadou podniků, univerzit a výzkumných institucí i v zahraničí. Rozvíjíme je. Žádný z ředitelů, kteří se tu vystřídali, nezačínal od nuly, ale stavěl právě na těchto vynikajících vztazích. Pro příklad: firmy jako První brněnská strojírna Velká Bíteš, a. s., nebo firma BONATRANS, dříve Železárny a drátovny Bohumín. S BONATRANS, světovým výrobcem železničních kol, dvojkolí a náprav v Bohumíně, spolupracujeme přes třicet let! A víte, co je skvělým benefitem těchto vztahů?

Přísun peněz z průmyslu do vědy?

V druhé řadě ano (úsměv). V první řadě je to skutečnost, že nepracujeme jen obvyklým postupem: něco zkoumáme, něco vyvíjíme, třeba se nám to podaří a pak to nabídneme do praxe. Velmi často je postup naopak takový, že podnik se nám sám ozve. "Máme problém a potřebujeme vědět, zda se s tím něco nedá dělat." To mnohdy slyším z telefonu. A my na tom můžeme začít pracovat. To je přesně ukázka přístupu vědy, jež opravdu zkvalitňuje lidský život formou menších i větších vylepšení a jednou za čas i velkých objevů. Třeba právě BONATRANS: firma vyvinula vysokorychlostní nápravu, která obstojí při rychlosti dvě stě šedesát kilometrů za hodinu. A její spolehlivost, například predikce kritické únavové trhliny, je vypočítávána na základě výzkumu, jejž jsme provedli my. To je přece úžasný výsledek.

Můžete tento výzkum rozvést?

U železniční nápravy se může opakovaným namáháním při jízdě iniciovat trhlina. Tato trhlina se postupně, aniž ji vidíte, šíří a po najetí určitého počtu kilometrů naroste natolik, že dojde k náhlému lomu. Tento problém se začal u železničních kol řešit už zhruba před sto osmdesáti lety. Vznik trhliny ale není jen otázkou míry zatěžování, ale i otázkou materiálu, z něhož je náprava vyrobena. Šíření trhliny je ovlivněno rovněž okolním prostředím. Jeden z faktorů, který šíření ovlivňuje, je takzvané zavírání trhliny díky oxidům. Jde o korozi. Laik by řekl, že když něco bude rezavět, tak to bude horší. Ale není to pravda. Když náprava rezaví, oxidy trhlinu pomalu "ucpou" a ta se tak šíří významně pomaleji.

To se před vaším výzkumem nevědělo?

My jsme začali tento efekt kvantifikovat. Vytvořili jsme speciální laboratoř, kde jsme tuto korozi začali sledovat. Prokázali jsme, že životnost nápravy je mnohem nižší například v Saúdské Arábii, kde je sucho a teplo. Naopak vyšší je někde na Sibiři, kde je chladno a vlhko. Tato naše zjištění se tedy dají zohlednit v čase mezních intervalů – kdy je dobré už nápravu vyměnit a kdy to ještě není potřeba – s ohledem na oblast, kde byla náprava činná. Tím dochází k výrazným úsporám provozních nákladů. Tento příklad nám ukazuje, jak je důležitý základní výzkum. Protože o tomto efektu jsme právě díky základnímu výzkumu věděli zhruba už v šedesátých letech minulého století, ale pro praxi jsme ho dokázali využít až poměrně nedávno. A když už jsme u toho: právě z tohoto důvodu nemám moc rád tradiční dělení na výzkum základní a aplikovaný. Podle mě je logičtější a lepší dělení jiné: na výzkum dobrý a špatný.

Předpokládám, že složitější je získat zakázky v případě firem a státních institucí, kde se tyto vazby nevybudovaly, kde spolupráce dosud neprobíhala.

Bohužel máte pravdu. Český systém výběrových řízení v oblasti vědy a výzkumu nás naprosto dusí. Nevím, kde jinde v západních zemích byste našel tak složitý systém. Někdy má člověk až pocit, že se státní instituce snaží, aby se vůbec nikdo nepřihlásil. Ta byrokracie, jež tu obtěžuje desítky lidí, kteří následně nemohou sedět v laboratoři a pracovat na něčem skutečně hodnotném. Jestliže vědec chce něčeho dosáhnout, něco objevit, samozřejmě potřebuje to nejlepší zařízení, nejlepší přístroje. A je-li dobrý vědec, pak velmi dobře a přesně ví, co chce. Jenže ve výběrovém řízení pak třeba uspěje "nejlacinější" krám, u něhož se ukáže, že potřebu vědce nesplní. Myslím, že je třeba dát výzkumníkům důvěru. To samozřejmě ale neznamená, že by neměla být kontrola. Víte, já chápu, že se vláda a politici na nižších stupních samospráv obávají o peníze. Já se ale domnívám, že tento příšerný systém výběrových řízení ve výsledku vede k tomu, že efektivita vynaložených investic ve vědě je mnohem nižší, než by mohla být.

Souhlasíte s kolegy, řediteli jiných ústavů, že je potřeba změnit financování české vědy?

Jednoznačně ano. Za poměrně dlouhou kariéru ve vědě i managementu jsem v zahraničí odpozoroval zajímavou věc. Věda je nejefektivnější a nejsvobodnější tam, kde vláda jen vezme určitý podíl hrubého domácího produktu a ten pošle vědeckým pracovištím se vzkazem: Dámy a pánové vědci, rozšiřujte základní poznatky a učte novou generaci bez toho, aby hlavním zdrojem příjmů institucí byly granty a soutěže. V těchto zemích je ale velmi důsledná kontrola úrovně vědeckých výsledků. Veřejné peníze musejí být transparentní, to je bez diskuze. Ale nesmíme své mozky zdržovat formuláři a hlášeními. To ať dělají úředníci, pokud to vnímají jako svou náplň života. Bohužel my z vědců děláme úředníky. Degradujeme a topíme vědu.

Granty a dotace by tedy měly být jen doplňkem stálého financování?

Přesně tak. Je to třešnička na dortu, jak se říká. Pro náš ústav je grantový systém nevhodný i z toho důvodu, že se jednoduše nevejdeme do délky grantu. Pro příklad: typický grant trvá tři roky. Těžištěm našeho bádání je ale práce s materiálem, velmi běžné jsou tu například creepové zkoušky. Při těch si s materiálem "hrajeme" – různě ho zatěžujeme při vysokých teplotách a zkoumáme jeho vlastnosti a změny mikrostruktury. Mimochodem, jak jsem hovořil o vazbě na průmysl, materiály pro naše jaderné elektrárny byly velmi pečlivě a dlouhá léta zkoumány právě v našem ústavu. A spolupráce v oblasti výzkumu materiálů pro energetiku s našimi podniky stále běží. Ale vraťme se ke creepu. Creepová zkouška je dlouhodobá, trvá třeba i ty tři roky. Nedá se urychlit! A to jde pouze o jednu část celého výzkumu. Pak se může taky stát, že nám dojdou peníze a po nákladných zkouškách nemůžeme pokračovat. Řešením bohužel není požádat si o nový grant, protože grantové agentury jen nerady schvalují projekty podobné těm předchozím. Takže kudy nám unikají peníze? Stát nepodporuje poctivé bádání, ale jen nárazové, krátké projekty.

Na stránkách vašeho ústavu najdeme fotografie turbín, kol, náprav… Zabýváte se jen kovy?

Ne, i my musíme jít s dobou. V počátku jsme se zabývali hlavně ocelemi. Následně jsme začali řešit superslitiny, speciální materiály a v současnosti jsme se pustili i do keramických materiálů nebo do betonu. Hovoříme o takzvaných inteligentních betonech, kdy můžeme recyklovat materiál a vytvořit beton z určitého odpadu. To je obecně velká výzva dneška: z recyklovaných materiálů potřebujeme umět vyrábět kvalitní konstrukční materiál, protože nedostatek nerostných surovin je velký problém. Hovořilo se o něm před třiceti lety, hovoří se o něm teď, ale s každým rokem půjde o palčivější věc. Jestli něco lidé od vědců právem očekávají, je to právě výzkum na toto téma.

Proč ale diskuze ohledně ubývání nerostného bohatství utichla? Hovoří se o ochraně životního prostředí, avšak úbytek ropy, zemního plynu či uhlí, zdá se, v poslední době nikoho netíží…

Přitom by tížit měl, na což správně ve vašem rozhovorovém seriálu upozornili mí kolegové geologové. Přičítám to šikovnosti politiků, kteří tyto dlouhodobé problémy odsunují do pozadí krátkodobějšími kauzami a problémy. Vidíme to i v naší republice: proč řešit sociální politiku reformou důchodového systému, když noviny zaplní nárazové zvýšení důchodů? Proč řešit ubývající nerostné bohatství, když novinářům – a asi i mnoha čtenářům – stačí kauzy jako výměna toho kterého ministra? Klíčové problémy, jež budou trápit příští generace, se nechávají pro generace další.

Jak to myslíte?

Nechci znít jako starý pesimista, naopak, společnost se za můj život materiálně i poznatkově fantasticky posunula dopředu. A to samozřejmě i díky vědě. Ale realitou je, že si ničeho dnes příliš nevážíme. Mladí lidé si každý rok kupují mobilní telefony jen proto, aby byli in. Naše životní úroveň je taková jako nikdy v minulosti. Utrácíme obrovské částky, za nimiž ale nevidíme skutečnou práci, a tedy ani hodnotu. Uvědomují si ale lidé takovou samozřejmost jako to, že i mobilní telefony jsou z něčeho složeny? A že dané materiály je čím dál těžší na naší planetě získávat? Bláhově se domníváme, že konstruktéři to pokaždé nějak vyřeší. Ale to se nemusí vždy podařit. Už dnes se hovoří o kritickém nedostatku příměsi, kterou se tvrdí displeje. A tak je to s více věcmi, jež považujeme už jen za spotřební zboží. Obávám se, že pokud nebudeme jako celá společnost zodpovědnější, narazíme tvrdě na limity naší planety.

Lidé se ale snaží tyto limity řešit. Například mizící ropu nutnou k dopravě chtějí odborníci nahradit elektromobilitou…

(Skáče do řeči)… což je úplný nesmysl. To může pomoci jen částečně. Vynásobte si jedoucí auta tady u nás v Brně jejich spotřebou. Každé má tak sto dvacet až sto padesát kilowattů, pravda, na plný "plyn". Ve výsledku dostanete dva Temelíny na jedno jediné město. Kde je vezmeme? A co energetická distribuční síť? Někoho napadá sluneční energie. Ale opět – jediná cesta, jež se ukázala jako krátkodobě fungující, jsou dotace. Jinak se to absolutně nikomu nevyplatí… A navíc, co se solárními panely? Je vyřešena jejich recyklace? A co to bude společnost stát? Jediné, co nám, podle mého názoru, může fakticky zajistit stabilní zdroj energie, je jaderná fúze. Přes veškerý pokrok v této oblasti jsme od nasazení do běžného provozu stále ještě hodně daleko. O jejím potenciálu jsem se učil už já jako student fyziky. A o jejím potenciálu do budoucna se učí studenti i dnes, bezmála po padesáti letech… To je ale mimochodem také výzva pro nás: protože fúze se nedaří udržet nikoli z fyzikálního, ale především materiálového hlediska. Potřebujeme vyvinout takové materiály, z nichž lze taková zařízení postavit.

A daří se je vyvinout?

U nás probíhá zatím opravdu jen základní materiálový výzkum. Zkoušíme oceli, do kterých přidáváme malinké disperzní částice – v podstatě meleme různé typy prášků a ty potom slinujeme. Droboučké částice oceli zpevňují a pak mají i při velmi vysokých teplotách dobré mechanické a fyzikální vlastnosti.

Dalším vaším projektem je zkoumání toxických otěrových částic. O co přesně jde?

Vyvinuli jsme techniku, díky níž jsme schopni sbírat a analyzovat prvky v okolí silnic. U některých už dnes víme, že není dobré, pokud se vyskytují v přírodě. Sesbírali jsme tedy mnoho druhů brzdových destiček z různých aut – od osobních po nákladní – a zkoušeli, co se z nich uvolní při využívání. Díky stěrům jsme prokázali, že některé materiály, z nichž jsou destičky vyrobeny, jsou vysoce toxické. Ba co víc, v okolí silnic jsme je identifikovali nejen na povrchů půdy, ale i v půdě samé a v rostlinách. Tyto závěry by mohly vést k materiálovým změnám ve výrobě destiček – samozřejmě ale záleží i na výrobcích, zda tuto skutečnost vezmou v potaz.

prof. RNDr. Ludvík Kunz, CSc. (72) Ředitel Ústavu fyziky materiálů Akademi věd ČR a koordinátor projektu Nové materiály na bázi kovů, keramik a kompozitů Strategie AV 21. Po studiu fyziky pevné fáze na Univerzitě J. E. Purkyně začal pracovat v ústavu, jehož je dnes ředitelem. Ve vědecké oblasti se věnuje výzkumu cyklické plasticity a lokalizace cyklické plastické deformace jak v inženýrských, tak v modelových materiálech, šíření únavových trhlin a interakci vysokocyklové únavy a creepu. V posledním období se zabývá také výzkumem vztahů mezi strukturou a mechanickými vlastnostmi kovových materiálů připravených metodami 3D tisku. Ústav fyziky materiálů AV ČR

Jeho posláním je objasňovat vztah mezi chováním a vlastnostmi materiálů a jejich strukturními a mikrostrukturními charakteristikami. Historie ÚFM se datuje od roku 1955. V současné době zaměstnává více než 140 pracovníků, z toho téměř polovina jsou pracovníci s vědeckou kvalifikací. Ústav se člení na tři vědecká oddělení a jedno oddělení servisní. Vědci spolupracují s řadou průmyslových podniků i dalšími organizacemi zabývajícími se výzkumem a vývojem v České republice i v zahraničí. Roční rozpočet instituce tvoří asi 150 milionů korun.


Elektromobilita je nesmysl, scházejí zdroje energie - Zvětąit
Velikost: 795 x 784 bodů - 94 kB

Elektromobilita je nesmysl, scházejí zdroje energie - Zvětąit
Velikost: 550 x 415 bodů - 80 kB

Elektromobilita je nesmysl, scházejí zdroje energie - Zvětąit
Velikost: 561 x 415 bodů - 56 kB

Pro detail článku/fotky klikněte na danou zmenšeninu fotografie.

    Městský úřad