Nauka dla przemysłu, przemysł dla nauki: jak ORLEN rozwija innowacje z uczelniami i instytutami

Nowoczesna chemia coraz rzadziej kojarzy się wyłącznie z probówką, wzorem zapisanym na tablicy i badaniami prowadzonymi z dala od codziennego życia. W rzeczywistości jest jedną z najważniejszych nauk praktycznych: stoi za produkcją paliw, tworzyw sztucznych, nawozów, substancji specjalistycznych, materiałów dla energetyki i rozwiązań wykorzystywanych w ochronie zdrowia. To właśnie dlatego współpraca uczelni i instytutów z przemysłem przestaje być dodatkiem do działalności badawczej, a staje się jednym z warunków bezpieczeństwa technologicznego i gospodarczego. W perspektywie polityki zdrowotnej ma to znaczenie szczególne: bezpieczny, niezależny surowcowo krajowy przemysł chemiczny stanowi jeden z fundamentów bezpieczeństwa lekowego i ciągłości zaopatrzenia szpitali, także w materiały i tworzywa wykorzystywane do produkcji wyrobów medycznych. Jednym z przykładów takiego podejścia jest wieloletnia współpraca ORLEN S.A. z krajowymi i międzynarodowymi jednostkami naukowymi.

Współdziałanie ORLENU z instytucjami naukowymi ma charakter wielowątkowy i obejmuje zarówno rozwój katalizatorów, badania nad nowatorskimi materiałami, jak i prace nad nowymi technologiami oraz optymalizacją procesów. Dzięki partnerstwom z uczelniami i instytutami naukowymi możliwe jest łączenie wiedzy badawczej z doświadczeniem przemysłowym oraz skuteczniejsze poszukiwanie rozwiązań odpowiadających na współczesne wyzwania technologiczne i energetyczne.

Współpraca ORLENU z nauką pokazuje, że droga od pomysłu akademickiego do rozwiązania użytecznego w przemyśle wymaga czegoś więcej niż samej publikacji naukowej. Potrzebne są badania laboratoryjne, zaawansowana charakterystyka materiałów, modelowanie, opracowanie skalowalnej metody syntezy, a następnie sprawdzenie, czy obiecujący materiał zachowuje swoje właściwości w warunkach zbliżonych do rzeczywistych. To szczególnie ważne w przypadku katalizatorów, których skuteczność zależy nie tylko od składu chemicznego, ale także od struktury powierzchni, rozmieszczenia centrów aktywnych, odporności na dezaktywację i zdolności do pracy w długim czasie.

ORLEN konsekwentnie buduje strategiczne partnerstwa z ośrodkami badawczymi, w celu wzmocnienia innowacyjności firmy oraz przyspieszenia tempa opracowania i wdrażania nowych katalizatorów, produktów i technologii. Jednym z przykładów jest Konsorcjum NEXT-CATALYSIS. Inicjatywa integruje potencjał przemysłu w skalowaniu i wdrażaniu nowatorskich rozwiązań z wiedzą i doświadczeniem najlepszych instytucji naukowych. Celem Konsorcjum jest przede wszystkim rozwój innowacyjnych materiałów katalitycznych dla procesów przemysłowych realizowanych w zakładach produkcyjnych ORLEN. Jest to również płaszczyzna transferu wiedzy i najnowszych trendów w katalizie oraz przemyśle rafineryjnym i petrochemicznym. Warto podkreślić, że transfer wiedzy ma charakter dwukierunkowy – na linii nauka-przemysł, jak i w kierunku odwrotnym. Dla naukowców jest to możliwość poznania i lepszego zrozumienia potrzeb biznesowych i wyzwań, które niesie za sobą opracowanie i wdrażanie innowacji. Dla ORLEN zaś, jest to szansa na budowanie wiedzy w organizacji niezbędnej do prowadzenia działalności R&D.  Konsorcjum NEXT-CATALYSIS współtworzy obecnie 9 partnerów naukowych: Uniwersytet Warszawski, Politechnika Śląska, Uniwersytet Śląski w Katowicach, Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni im. Jerzego Habera Polskiej Akademii Nauk, Uniwersytet Wrocławski, Uniwersytet Jagielloński, Politechnika Wrocławska, Uniwersytet Gdański i Politechnika Poznańska. Jednostki te posiadają unikalną wiedzę i doświadczenie w obszarze katalizy, jak również dysponują specjalistyczną infrastrukturą badawczą. Kierunki badawcze Konsorcjum łączy potrzeby technologiczne ORLEN z pomysłami ze świata nauki, dzięki otwartej formule współpracy i zdefiniowanemu programowi badawczemu. W jego skład wchodzą nie tylko projekty badawczo-rozwojowe, które stanowią inicjatywę firmy, ale również pomysły zgłoszone przez partnerów naukowych. Konsorcjum NEXT-CATALYSIS jest przykładem synergii pomiędzy światem nauki i przemysłu, która stymuluje rozwój i wdrażanie innowacji oraz budowanie kapitału intelektualnego.

Jednym z flagowych projektów i rezultatów dotychczasowej współpracy z Uniwersytetem Warszawskim (UW) są badania nad nowatorskimi katalizatorami uwodornienia zanieczyszczeń w procesie produkcji kwasu tereftalowego - istotnego półproduktu petrochemicznego wytwarzanego przez ORLEN S.A. w Zakładzie Produkcyjnym PTA we Włocławku, który użwany jest przede wszystkim do produkcji opakowań i włókien. Opracowane w ramach projektu formulacje katalizatorów wykazały w skali laboratoryjnej korzystniejsze parametry aktywności, selektywności i trwałości, przy jednoczesnej optymalizacji ekonomicznej składu w porównaniu do referencyjnych rozwiązań dostępnych komercyjnie. Co ważne, dzięki tak perspektywicznym wynikom pod kątem optymalizacji kosztowej, projekt nie zatrzymał się na etapie prac laboratoryjnych. Korzystne rezultaty badań naukowych dały możliwość i zasadność zweryfikowania poprawności działania układów reakcyjnych w większej skali. Szczególne znaczenie ma tutaj zaprojektowana i wybudowana w tym celu instalacja demonstracyjna, umożliwiająca symulację rzeczywistego procesu uwodornienia jaki ma miejsce na Zakładzie Produkcyjnym PTA we Włocławku. I na tym etapie kluczowa była współpraca z UW, mająca na celu przeskalowanie i dostosowanie nowatorskich katalizatorów z skali laboratoryjnej do demonstracyjnej. Wybudowana instalacja stanowi pomost między laboratorium a przemysłem i narzędzie do potwierdzenia przewag własnych katalizatorów w maksymalnie odwzorowanym środowisku rzeczywistym. Pozwala ocenić aktywność, selektywność i trwałość wytypowanych wariantów katalizatorów na tle katalizatora referencyjnego, w ilościach ponad 100 kg każdy, na rzeczywistych strumieniach procesowych oraz zidentyfikować ewentualne ograniczenia technologiczne przed wdrożeniem optymalnego wariantu w pełnej skali. W praktyce oznacza to ograniczanie ryzyka technologicznego i finansowego – czyli dokładnie to, czego oczekuje przemysł, zanim podejmie decyzje inwestycyjne.

Ważnym elementem budowania współpracy ORLEN S.A. z uczelniami wyższymi jest również udział pracowników firmy w programie Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego „Doktorat wdrożeniowy”. Ta formuła dobrze odpowiada na potrzeby nowoczesnego przemysłu: doktorant pozostaje blisko praktycznego problemu technologicznego, a jednocześnie rozwija go pod opieką naukową uczelni. W przypadku współpracy m.in. z Wydziałem Chemii UW oznacza to możliwość prowadzenia badań doktorskich osadzonych w realnych wyzwaniach przemysłowych, m.in. w obszarze katalizy. Korzyść jest obustronna: firma wzmacnia kompetencje badawczo-rozwojowe, a uczelnia uczestniczy w projektach, których wyniki mają potencjał wdrożeniowy i gospodarczy.

Współcześnie innowacja nie powstaje w jednym miejscu. Rodzi się na styku różnych kompetencji: chemii, inżynierii procesowej, analityki, modelowania, automatyki, zarządzania ryzykiem i wiedzy o rynku. Dlatego współpraca ORLEN z ośrodkami naukowymi jest czymś więcej niż przykładem udanego partnerstwa instytucjonalnego. To opowieść o tym, jak badania mogą wychodzić poza mury uczelni, a przemysł może stawać się miejscem prowadzenia ambitnych projektów.

W czasach, gdy Europa dyskutuje o bezpieczeństwie surowcowym, odporności łańcuchów dostaw i potrzebie utrzymania produkcji w sektorach strategicznych, takie partnerstwa nabierają szczególnej wartości. Pozwalają szybciej przechodzić od idei do testów, od testów do pilotażu, a od pilotażu do decyzji technologicznych. Tam, gdzie spotykają się nauka, dojrzały, gotowy na innowacje przemysł i konsekwentnie budowane są kompetencje, powstaje przestrzeń dla rozwiązań, które mogą wzmacniać konkurencyjność Polski i Europy. W tym sensie rozwój bezpiecznego i niezależnego surowcowo krajowego przemysłu chemicznego ma znaczenie wykraczające poza gospodarkę: współtworzy fundament bezpieczeństwa państwa oraz stabilnego zaopatrzenia w wielu dziedzinach. 

Materiał partnerski: ORLEN
Autorzy: Martyna Ekiel, Tomasz Wysogląd, Mateusz Kleszcz