Transportul viitorului - prima staţie, laboratorul de chimie

Este posibil ca nu foarte mulţi oameni să cunoască faptul că 2011 a fost declarat anul internaţional al Chimiei, sau că BASF este numele celei mai mari companii chimice din lume. Sunt însă două adevăruri importante care au determinat, în parte, organizarea, la începutul lunii februarie, a unei conferinţe ştiinţifico-jurnalistice internaţionale acasă la BASF, în oraşul german Ludwigshafen, având ca temă de dezbatere subiectul: “De la Ştiinţă la Inovaţie – Contribuţia Chimiei în mobilitatea eficientă energetic de mâine”. Descoperă.ro a avut prilejul de a fi singura publicaţie românească prezentă la eveniment şi vă aduce la cunoştinţă cum va arăta viitorul mobilităţii în opinia BASF.

Astăzi, mobilitatea este privită de oameni ca un element intrinsec şi implicit al existenţei, reprezentând unul dintre factorii-cheie care determină calitatea vieţii. A devenit imposibil să ne imaginăm lumea fără mijloace de transport şi fără călătorii, fie ele de plăcere sau necesare. Mobilitatea este indispensabilă şi un element major în construirea standardelor noastre de viaţă şi stimularea dezvoltării economice.

De aceea, în calitate de consumatori, ne aşteptăm ca cercetătorii şi industria să furnizeze soluţii aţintite în direcţia menţinerii şi chiar a îmbunătăţirii standardelor de viaţă, în vremuri când populaţia mondială este în plină expansiune şi resursele sunt limitate. Industria chimică joacă un rol-cheie aici: soluţii sustenabile, eficiente energetic şi prietenoase cu mediul pentru mobilitatea de mâine vor fi posibile doar prin inovaţiile aduse de chimie.

Cercetătorii de la BASF lucrează de ani buni în căutarea soluţiilor mobilităţii eficiente energetic. Prin demersurile lor ştiinţifice, aceşti specialişti doresc să dezvolte produse şi tehnologii care ne vor asigura mobilitatea individuală, protejând, în acelaşi timp, mediul şi clima. Strategiile BASF vizează, în acest sens, materiale inovatoare pentru construirea unor automobile mai uşoare, materiale izolatoare pentru împiedicarea pierderilor energetice, aditivi pentru combustibili şi mijloace eficiente de stocare a energiei.

Cine este BASF

BASF este cu adevărat o companie multinaţională, cu antene întinse nu doar pe întreg cuprinsul Europei, ci chiar în toată lumea, având sedii şi fabrici în foarte multe ţări. Cu toate acestea, în patria de baştină, Germania, compania are, se poate spune, un întreg orăşel închinat BASF, Ludwigshafen, aflat peste Rin de oraşul Mannheim. Locul se distinge prin faptul că găzduieşte cel mai mare complex chimic din lume, respectiv peste 200 de centrale, fabrici şi uzine, toate interconectate printr-o enorm de complexă reţea de ţevi, totul răspândit ingenios pe o suprafaţă de zece kilometri pătraţi.

Grupul BASF furnizează o gamă largă de materii prime pentru aproape toate industriile. Principalele domenii de activitate sunt produsele pentru protecţia plantelor, produsele chimice pentru construcţii, materialele plastice, poliuretanii, dispersiile şi pigmenţii, produsele pentru industria hârtiei, detergenţilor şi produselor pentru curăţenie, produsele pentru industria petrochimică şi rafinării, produsele pentru nutriţia umană şi cea animală.

În prezent, peste 9.600 de angajaţi lucrează în echipe internaţionale şi interdisciplinare la aproximativ 3.000 de proiecte, având ca obiectiv identificarea unor răspunsuri la provocările viitorului de a asigura o dezvoltare sustenabilă organică. Prin noile produse şi procese, BASF se implică în aproximativ 1.900 de proiecte de cooperare cu diverşi parteneri din industrie şi ştiinţă.

Pentru anul 2010, BASF şi-a stabilit un prag al vânzărilor de şase miliarde de euro, prin comercializarea de produse şi aplicaţii noi, îmbunătăţite. Vânzările generate au depaşit această cifră, iar între produsele cu cel mai mare succes s-au numărat ierbicidul Kixor, noii catalizatori SCR (Diminuare Catalitică Selectivă), care pot fi utilizaţi pentru reducerea oxizilor de azot în cazul vehiculelor alimentate cu motorină, şi E-por, o spumă elastică foarte bună pentru împachetări.

Compania germană a identificat patru mega-trenduri care alimentează inovaţia la BASF: sănătate şi nutriţie, construcţii şi locuinţe, energie şi resurse, mobilitate şi comunicaţii. Gestionarea inteligentă a energiei şi a resurselor este în mod special importantă pentru consorţiul german, deoarece industria chimică este, în continuare, unul dintre cele mai intensive energetic sectoare ale industriei. De aceea, BASF are ca zonă prioritară de cercetare disponibilitatea şi competitivitatea energiei, precum şi sustenabilitatea utilizării ei.

Chimie şi mobilitate

Industria chimică aduce o contribuţie decisivă în ceea ce priveşte mobilitatea de mâine. Aceste orientări vizează motorul clasic cu combustie internă, vehiculele hibride şi cele electrice. Inovaţia prin chimie permite soluţii eficiente energetic şi sustenabile: de la materiale plastice, folosite pentru reducerea masei şi gestionarea căldurii, până la aditivi inovatori pentru combustibili şi concepte performante şi sigure de construire a bateriilor.

"Prin cercetările noastre, dorim să dezvoltăm produse şi tehnologii care vor asigura flexibilitatea şi mobilitatea individuală, protejând în acelaşi timp mediul şi clima. Electromobilitatea ne oferă oportunitatea de a tinde spre o schimbare fundamentală a tehnologiei. Ne vom folosi competenţele în domeniul chimiei pentru a atinge realizări importante în electromobilitate", explică doctorul Andreas Kreimeyer, director executiv BASF.

Un număr tot mai mare de oameni doreşte mobilitate individuală, accesibilă. Iar consumatorii încep să fie tot mai conştienţi de nevoia de menajare a mediului şi a climei. Conceptele de mobilitate ale viitorului vor avea în plan sporirea eficienţei energetice, diminuarea dependenţei de combustibilii fosili şi reducerea emisiilor de carbon. Mobilitatea individuală va trebui să rămână la un preţ accesibil pentru toţi oamenii în viitor, păstrându-se totodată ecologică şi sustenabilă. Acest ţel poate fi atins în câteva moduri, cred specialiştii BASF.

Conceptele de propulsie convenţionale pot fi, cu siguranţă, eficientizate prin utilizarea de noi materiale şi aditivi pentru combustibili. Un astfel de progres ar furniza alternative originale pe termen mediu şi lung. Iar cuvântul magic în această direcţie este electromobilitatea.

Indiferent dacă automobilele de mâine vor fi puse în mişcare exclusiv de baterii sau, printr-o combinaţie de baterii şi celule de combustie, ori de un motor clasic cu combustie internă, electromobilitatea devine simbolul mobilităţii prietenoase cu mediul. Totuşi, experţii au căzut de acord că, în pofida regulamentelor guvernamentale stricte, până în anul 2030, cel mult 10% din flota auto mondială se va axa pe electromobilitate.

Chestiunea electromobilităţii este relevantă pentru un mare număr de sectoare industriale, inclusiv pentru industria chimică. Pe lângă conceptele de propulsie convenţionale, cerinţele tehnologice de bază includ şi noi materiale pentru construirea de caroserii mai uşoare. Dar viziunea electromobilităţii de mâine are implicaţii mult mai largi. Iar necesităţile tehnice pentru electromobilitate sustenabilă vizează sisteme de stocare eficiente, cu pierderi cât mai mici, neutralitate la emisiile de carbon, reţele electrice inteligente şi, mai ales, concepte de baterii ieftine şi mai eficiente pentru a conduce fără emisii nocive, satisfăcând aşteptările clienţilor în termeni de confort, autonomie şi costuri.

Din păcate, suntem departe de materializarea acestei viziuni; realitatea arată destul de diferit în momentul de faţă. Bateriile existente, spre exemplu, sunt mult prea scumpe, au o autonomie prea limitată şi o greutate mult prea mare. De aceea, inginerii BASF şi-au stabilit ca ţel realizarea unei baterii capabile să asigure o autonomie de 400 de kilometri, pentru o greutate sub 200 de kilograme, pentru un autoturism.

Sporirea densităţii energetice per kilogram de baterie va reduce simţitor costurile suportate de consumatorul final, pe măsură ce bateriile devin mai mici şi mai compacte. La rândul său, progresul în construcţia de autovehicule uşoare prin includerea materialelor compozite în structura acestora va reduce consumul de energie al viitoarelor automobile electrice, sporindu-le autonomia.

În prezent, bateria pe bază de plumb este la putere în componenţa autovehiculelor. Însă aceasta prezintă multe inconveniente, între care o greutate şi un volum prea mari pentru capacitatea sa de stocare. De aceea, BASF ia în calcul câteva alternative, pe bază de litiu, în diferite combinaţii. Se discută cazul bateriilor Li-ion, Li-sulf şi Li-aer. Cele două din urmă sunt, mai degrabă, conceptuale decât realizabile practic în acest moment. Prin urmare, soluţia cea mai viabilă, în care îşi pun speranţele inginerii, pentru moment, este bateria pe bază de litiu-ion, capabilă să crească eficienţa mobilităţii şi să reducă emisiile de gaze cu efect de seră.

Bateriile Li-ion au potenţialul de a spori simţitor eficienţa transporturilor. Industria chimică îşi aduce semnificativ contribuţia la dezvoltarea acestui tip de baterii, în strânsă legătură şi cooperare cu restul industriilor competente în această direcţie. BASF se angajează să furnizeze acestor industrii materiale, componente funcţionale, inovaţie şi tehnologie. Chiar în prezent, compania chimică depune eforturi pentru realizarea unor materiale noi (concentrându-se pe catozi şi electroliţi), astfel încât să ducă bateriile Li-ion la următorul nivel. Nu trebuie neglijate, în acelaşi timp, nici conceptele de reciclare eficientă a bateriilor epuizate.

Un alt unghi de abordare a electromobilităţii vizează izolarea termică, ce poate economisi o importantă cantitate de energie folosită altfel prin funcţionarea sistemelor de răcire/încălzire. Astfel, un bun artificiu propus de inginerii BASF îl reprezintă pigmenţii capabili să reflecte lumina. Aceştia vor fi integraţi atât în vopseaua caroseriei automobilelor, cât şi în geamuri, respingând razele solare şi prevenind încingerea unei maşini lăsate în soare. De asemenea, pe timp de iarnă, răcirea la interior a maşinii ar putea fi prevenită prin folosirea policarbonatului în componenţa geamurilor unui automobil.

Extrapolări

Deşi este o companie puternică şi influentă, BASF înţelege că are nevoie de sprijin politic şi social în îndeplinirea misiunii sale de implicare a chimiei în mobilitate, pentru ecologie. Viitorul mobilităţii depinde, fireşte, de guverne şi de oameni. Iar o importanţă majoră în acest joc o au încurajarea şi stimularea cetăţenilor în a miza pe transportul alternativ. O formă prin care guvernele susţin deja, în ţări precum Franţa şi Japonia, acest stil de viaţă "verde", este recompensarea, într-un fel sau altul, a acelor oameni care cumpără sau folosesc maşini ecologice: astfel de administraţii guvernamentale sau primării oferă bani, servicii, scutiri de taxe şi impozite etc. Posibilităţile sunt numeroase.

BASF mizează, în cercetările sale, pe extrapolarea performanţelor de electromobilitate şi în alte direcţii, cum ar fi îmbunătăţirea agriculturii, prin biotehnologii şi resurse regenerabile. De asemenea, pentru că, în viitor, va creşte numărul de mega-oraşe, cu zeci de milioane de locuitori, sunt imperios necesare mijloace de construcţie sustenabile. Pentru aceasta, BASF propune folosirea unor materiale eficiente energetic pentru industria construcţiilor, alternativă prin care se pot micşora atât cheltuieli majore, cât şi cantităţi uriaşe de emisii de CO2.

Atât în revoluţionarea mobilităţii, cât şi în alte sensuri de adaptare la numărul mare de oameni şi la nevoile crescânde, va trebui să ne concentrăm pe metode alternative de producere a energiei, între care termoelectricitatea, centralele eoliene şi captarea fotovoltaică. Aceasta din urmă este un obiectiv de mare interes şi un punct forte al BASF, care a creat deja o tehnologie care elimină siliciu, clasic întrebuinţat în panourile solare, substituindu-i componente organice, mai ieftine şi mai uşor de produs. Progresul în acest sens este atât de promiţător încât, în scurt timp, panourile solare vor fi montate în loc de geamuri la case, arătând întocmai ca acestea şi colectând puterea solară cu mare eficienţă. Materialele pentru panourile fotovoltaice sunt în faza de prelansare, în parteneriat cu firme precum Bosch şi Heliotech.

Practic, BASF depune eforturi pe o largă plajă de domenii, pentru a duce la îndeplinire câteva obiective foarte clar şi schematic trasate. Între acestea, cele mai importante sunt autonomia ridicată, costurile reduse, impactul redus asupra mediului, o bună operativitate - viteza mare de realimentare a vehiculelor, spre exemplu - şi procese rapide de mentenanţă.

De asemenea, compania germană îşi propune reducerea emisiilor de CO2 până în 2020, în Germania, de la 150g/km până la 95g/km. Această performanţă este urmărită prin folosirea materialelor alternative în procesele de producţie (plastic, polimeri, fibră de sticlă etc.). Tot pentru o greutate redusă va exista o revoluţie a scaunelor auto ale viitorului; acestea vor fi mai uşoare, mai ergonomice şi mai subţiri, construite din polimeri, spumă epoxidică, polipropilenă etc. Totodată, inserţiile structurale din caroseria autovehiculelor vor reduce masa caroseriei, sporind siguranţa pasagerilor.

În plus, se caută mijloace pentru redimensionarea motoarelor, prin folosirea unor materiale din plastic rezistente la temperaturi ridicate. Este vorba despre fibre care oferă rezistenţă, rigiditate, duritate. Într-adevăr, plasticul, în sine, este un material poluant, deoarece rezultă din procesarea petrolului. Totuşi, s-au descoperit metode prin care acesta să fie produs din ulei de ricin, sau prin alte mijloace mai puţin dăunătoare mediului.

Motoarele vor aduce în peisaj principii de funcţionare pe gaz natural comprimat, injecţie directă şi biocombustibili. Aceştia din urmă ar putea decide următoarea normă de poluare Euro6, care va presupune motoare funcţionale folosind combustibili pe bază de uree.

Este important ca fiecare pământean să înţeleagă că electromobilitatea şi, în general, o revoluţie energetică universală nu înseamnă un moft, nu se trag din dorinţa de schimbare de dragul schimbării sau din lăcomia de îmbogăţire a unor consorţii internaţionale care încearcă să exploateze financiar tot ce este, potenţial, profitabil. Cu siguranţă este vorba şi de foarte mulţi bani la mijloc, de monopol, de o nouă supremaţie energetică, însă această schimbare este, mai presus de orice, necesară. Iar unii, pe lângă identificarea - poate şi un pic egoistă - a dimensiunii oportune a transformării, au înţeles şi imposibilitatea de a mai continua să trăim şi să ne dezvoltam spre nenorocirea naturii şi a planetei. O revoluţie este - sau ar trebui sa fie - pe cale să se petreacă, pentru că a venit vremea să ne împăcăm cu Pământul: dacă nu să îi oferim ceva în schimb, măcar să folosim mai inteligent ceea ce ne oferă el.