Innowacje, dekarbonizacja i partnerstwa naukowe w transformacji przemysłu chemicznego – rozmowa z dr. inż. Arkadiuszem Majochem, ORLEN

Innowacje i rozwój technologiczny to fundament konkurencyjności współczesnego przemysłu chemicznego. Jakie efekty przynosi działalność Centrum Badawczo-Rozwojowego ORLEN w zakresie technologii niskoemisyjnych i innowacyjnych rozwiązań? Jaką rolę w tej transformacji odgrywają współpraca z instytucjami naukowymi i inicjatywy takie jak Konsorcjum „NEXT-CATALYSIS” oraz program grantowy NEON? Na te pytania odpowiedział dr inż. Arkadiusz Majoch, Dyrektor Biura Innowacji i Rozwoju Technologii w ORLEN. W rozmowie z Marcinem Piórkowskim, Senior Ekspertem w Pionie Projektów i Komunikacji w Polskiej Izby Przemysłu Chemicznego, ekspert omówił kluczowe projekty i inicjatywy, które wzmacniają pozycję ORLEN w procesie transformacji energetycznej i technologicznej przemysłu chemicznego.

Marcin Piórkowski: Panie Dyrektorze, Centrum Badawczo-Rozwojowe ORLEN funkcjonuje od ponad trzech lat. Placówka posiada zaplecze badawczo-testowe, gdzie rozwiązania z fazy naukowych doświadczeń wkraczają w etap testowania w okolicznościach bliskim realnym warunkom produkcji. Jakie efekty przyniosły dotychczasowe działania Centrum w kontekście, chociażby technologii niskoemisyjnych? Czy można powiedzieć, że inwestycja już się zwróciła?

Dr inż. Arkadiusz Majoch: Bardzo dziękuję za to pytanie. Jest to ważne w perspektywie celu Centrum Badawczo-Rozwojowego. Podjąłbym go szerzej, nie tylko w kategorii rozwoju Centrum zlokalizowanego w Płocku, ale w ogóle rozwoju sektora R&D jako funkcjonalności, która w ORLEN jest dosyć „młoda” i opiera się na infrastrukturze zlokalizowanej w Centrum. W tym okresie około trzech lat, który liczymy od momentu otwarcia naszego Centrum Badawczo-Rozwojowego, miało miejsce kilka istotnych zdarzeń, w kontekście rozwoju własnych technologii i celu jego działalności. Jeśli chodzi o skalę, to Centrum jest dedykowane do tego, aby przenosić rozwiązania z etapu laboratoryjnego do warunków bliskich produkcyjnym. W ramach projektów, które realizujemy, staramy się pozyskać jak najwięcej informacji pozwalających ocenić zdolność danej technologii do jej przeniesienia do warunków demonstracyjnych. Jednym z takich osiągnięć jest wybudowanie własnej instalacji i opracowanie własnej technologii przetwarzania surowców odnawialnych, tych zaliczanych do biomasy, z których jesteśmy w stanie otrzymać komponenty paliwowe. Jest to technologia, którą opracowaliśmy wspólnie z Instytutem Chemii Przemysłowej. Jej rozwój miał istotne kamienie milowe, ale ostatecznie instalacja stanęła w Centrum Badawczo-Rozwojowym w momencie, kiedy było ono gotowe do przyjęcia ok. 11 metrowej instalacji pilotażowej, w której przeprowadziliśmy badania sprawdzające umiejętności pracowników, a także weryfikujące samą technologię ze względu na jakość otrzymywanych produktów. Wykonaliśmy to samodzielnie, odwzorowując warunki panujące w Instytucie, który wykonywał dla nas tę technologię. Zrobiliśmy to, weryfikując zarówno surowce, jak i oceniając przydatność produktu i nasze możliwości operowania na takiej instalacji. W tym momencie przedstawiamy raport związany z testem, który był wykonany w 2023 i 2024 roku. Raport ten będzie przedmiotem oceny, pod kątem jego dalszego skalowania bądź też modyfikacji. Nie mówimy tutaj już o wdrożeniu, bo sama technologia jest na poziomie TRL-7, co nie pozwala jeszcze na uruchomienie produkcji, ale już teraz adresujemy do obszarów produkcyjnych i strategii wyzwanie, którym jest podjęcie decyzji o dalszym jej przeskalowaniu. Jeśli otrzymamy decyzję pozytywną, będziemy chcieli rozszerzyć zarówno zakres testów, wprowadzając nowe surowce, szczególnie odpadowe, a także przygotowywać kolejną jednostkę – wtedy demonstracyjną – do przeskalowania. To przeskalowanie będzie już poza naszym Centrum Badawczo-Rozwojowym, w konfiguracji bliskiej wytwarzania gotowych biokomponentów dla paliw. To, co jest istotne, jeśli chodzi o rezultaty posiadania takiej jednostki, przekłada się w sposób wymierny. Jest to praca na tej instalacji wspólnie z pracownikami produkcyjnymi, którzy dzięki temu, że zdobyli umiejętności i wiedzę obsługi takiej nieistniejącej jeszcze w zakładzie produkcyjnym jednostki, rozszerzyli swoje kompetencje, które będą bardzo przydatne przy obsłudze instalacji w ramach inwestycji w tzw. technologię HV, obudowaną na licencji zewnętrznego licencjodawcy. Ta jednostka zostanie w przyszłym roku oddana jako jednostka produkcyjna w zakładzie w Płocku. Mówimy tutaj o sytuacji, w której już osiągnęliśmy efekt związany ze sprawdzeniem technologii własnej, ale także daliśmy możliwość podniesienia i rozszerzenia kompetencji pracowników, którzy będą obsługiwali technologię bardzo podobną – ale jednak inną – i dzięki temu przeszkoleniu będą przygotowani do obsługi dużej instalacji, w ramach procesu jej rozruchu i sprawdzania. Będzie to korzystne ze względu na to, że są to różne technologie, a więc i przygotowanie pracowników będzie zdecydowanie lepsze. Jeżeli chodzi o inne rezultaty działalności Centrum Badawczo-Rozwojowego ORLEN to testowanie i przekazywanie informacji na parametrach i charakterystyce, którą niesie ze sobą zmiana, spowodowana zmienianymi ropami, przerabianymi w naszym zakładzie. Wszyscy zdają sobie sprawę, że proces dywersyfikacji to nie jest nowy temat. On postępuje bardzo szybko i intensywnie od kilku lat. Pewne wydarzenia globalne spowodowały, że nastąpiła dywersyfikacja w zakresie dostawców ropy, a różnorodność źródeł ropy, którą możemy pozyskiwać na świecie, a także dostarczać do zakładu produkcyjnego, jest tak duża, że należy to poddawać ocenie. W ramach projektu, który nazywamy „Różne Ropy”, poszczególne instalacje produkcyjne, które są na ścieżce przetwarzania takich rop, weryfikują ryzyka związane ze zmianą. Są one spowodowane tym, że obecnie przerabiane są mieszaniny, a nie – tak jak kiedyś –jedna ropa pochodząca ze Wschodu. Testujemy głównie pozostałości z przerobu tych rop i weryfikujemy na naszej instalacji pilotażowej w Centrum Badawczo-Rozwojowym, przekazując z powrotem informacje dla technologów i inżynierów o tym, jakie są potencjalne ryzyka i czy one w ogóle występują. Jest to przedmiotem identyfikacji przyszłych projektów, które głównie z zakresu doskonałości operacyjnej mogą być wdrażane i realizowane. Kolejnym tematem, który nadal jest realizowany to kwestia optymalizacji i doskonałości w zakresie produkcji paliw. To główny produkt, z którego znany jest ORLEN. W ramach tego, w Centrum Badawczo-Rozwojowym były badane zarówno skład, jak i dodatki uszlachetniające, w taki sposób, aby zidentyfikować potencjalne możliwości, jakie daje dobór komponentów ze względu np. na warunki klimatyczne. Tutaj prace zostały już wykonane, a efektem jest umieszczenie rekomendacji w katalogu, którym posługują się technolodzy i inżynierowie, żeby dokonywać bieżących doborów kompozycji paliwowych w ramach wachlarza wariantów, który wtedy otrzymują. Dzięki temu mogą zachować ciągłość produkcji. Nasze badania pozwoliły na to, aby taką elastyczność i efektywność zastosować. W ramach tych prac bardzo ściśle współpracujemy z obszarami produkcji i technologii, a pracownicy z tych działów, wspólnie z nami, konsultują rezultaty tak, żeby można było zastosować wdrożenie jak najszybciej. Z zakresu wdrożeń w naszym Centrum Badawczo-Rozwojowym możemy pochwalić się również przygotowywaniem „połączonego” ORLEN-u. Chodzi o efektywne wykorzystanie strumieni, które wytwarzane są w poszczególnych rafineriach. Tego typu prace również rozpoczęliśmy. Nie zostały one jeszcze wdrożone, natomiast ich efektem będzie to, że będziemy mogli elastycznie wykorzystywać poszczególne komponenty otrzymywane z instalacji, aby zarządzać ich potencjałem i wykorzystywać do tego, by otrzymywać jakościowe produkty. Ma to szczególne znaczenie, gdy mówimy o paliwach.

Marcin Piórkowski: Faktycznie tych projektów jest bardzo dużo. Podczas krótkiej rozmowy wymienił Pan kilka projektów, które Państwo realizujecie. Przy okazji nich ORLEN współpracuje również ze światem nauki. Wspomniał Pan o Instytucie Chemii Przemysłowej, ale chciałbym również poruszyć inny temat. ORLEN zainicjował powstanie Konsorcjum Przemysłowo-Naukowego w dziedzinie katalizy, pod nazwą „NEXT-CATALYSIS”. Na czym będzie polegał ten projekt i jakie znaczenie mają technologie w dziedzinie katalizy dla przemysłu chemicznego?

Dr inż. Arkadiusz Majoch: Jest to nowa inicjatywa i niedawno podpisaliśmy umowy z pierwszymi jednostkami, które do niej dołączyły. Powstała ona w wyniku zeszłorocznej konferencji dedykowanej katalizie, którą zrealizował ORLEN. Wskazaliśmy wtedy na potrzebę przygotowania warunków do tego, aby ORLEN wspólnie z jednostkami krajowymi i silnymi ośrodkami badawczymi zajmującymi się katalizą połączył działania. Celem tej współpracy miałoby być uzyskanie jak najlepszych rezultatów w poszukiwaniach katalizatorów do przetwarzania surowców trudnych często odpadowych lub zależy nam produkcji na zaawansowanych biopaliw bądź chemikaliów czy zmitygowaniu ryzyka np. braku dostępności katalizatorów dla konkretnych rozwiązań technologicznych, gdy zastosowanie ma przykładowo mocowanie w regulacjach prawnych związanych z ograniczaniem emisji CO₂ czy wykorzystaniem biomasy jako zamiennika ropy naftowej. Wyzwanie jest bardzo duże. Na początek do Konsorcjum dołączyła Politechnika Śląska oraz Uniwersytet Warszawski. Są to bardzo silne ośrodki w zakresie katalizy. Nie będą to jedyne ośrodki, ale wspólnie z ORLEN stanowią taką platformę do wymiany informacji, prezentowania najlepszych rozwiązań, często opracowanych w skali laboratoryjnej przez naszych partnerów, a które będziemy mogli przetestować w warunkach naszego Centrum Badawczo-Rozwojowego lub też w warunkach produkcyjnych, jeśli rozwiązania będą do tego gotowe. Jako rezultat prac Konsorcjum będziemy oczekiwać, aby proponowane były projekty, które będziemy mogli wspólnie podejmować w zakresie nowych procesów, ich przeskalowania, szczególnie związane z katalizą i opracowywaniem katalizatorów. Należy tu wymienić również modelowanie w zakresie katalizy, co będzie niezmiernie istotne, gdy będziemy oczekiwali szybkich rezultatów w zidentyfikowanych dla nas najważniejszych projektach i inicjatywach wychodzących z potrzeb produkcyjnych, czy też biznesowych. To Konsorcjum Katalityczne ma odpowiedzieć na wyzwania w zakresie nowych technologii, ale także optymalizacji procesowych, które aktualnie prowadzimy. Wiele z instalacji będzie jeszcze pracowało. Chcemy dla nich osiągnąć wyższą efektywność energetyczną niż obecnie, ale także ograniczenia emisji związane z samym procesem czy zrównoważone i efektywne wykorzystanie surowców. Dlatego będziemy oczekiwać nowych katalizatorów i efektywniejszych rozwiązań. W przyszłym roku rozpoczynamy spotkania w ramach tego konsorcjum i liczę na to, że nie zabraknie pomysłów na projekty, które będzie można wdrożyć w ciągu kilku lat. Dla nas kataliza jest niezmiernie ważna. Ponad 90% z procesów rafineryjnych i petrochemicznych na świecie, którymi się posługujemy wykorzystują katalizatory. Zatem jest to wspaniała możliwość, aby ORLEN stał się zarówno posiadaczem atrakcyjnych technologii, ale też świadomym ich użytkownikiem. Jest to tak szeroka i ciekawa wiedza, że jej pogłębianie będzie miało sens przez najbliższe lata. Na tym będzie również oparte rozwijanie technologii, z których będziemy korzystać, szczególnie w procesie transformacji.

Marcin Piórkowski: Projekt w dziedzinie katalizy to oczywiście nie jest jedyny projekt, w jaki zaangażowany jest ORLEN czy też Centrum Badawczo-Rozwojowe. ORLEN zapowiedział III edycję konkursu grantowego NEON. Jaki jest cel nadchodzącej edycji i prace, z jakich obszarów będą przyjmowane do konkursu?

Dr inż. Arkadiusz Majoch: Program NEON jako inicjatywa prowadzona z NCBR to rzeczywiście – w tym momencie – jedyne narzędzie, które ORLEN i taka agencja rządowa proponuje jako wsparcie w rozwijaniu technologii. W najbliższym czasie zostanie ogłoszony konkurs w nowej formule. Tym razem to ORLEN będzie brał na siebie wdrożenie rezultatów projektu wykonanego w tzw. fazie badawczo-rozwojowej. Będziemy wspierać ten proces, aby etap wdrożeniowy mógł być zrealizowany z sukcesem. Odnośnie tematyki, zdecydowaliśmy się, że otwieramy się na tzw. zagadnienia związane z szeroko rozumianą dekarbonizacją procesów z wykorzystaniem surowców alternatywnych czy kwestiami wykorzystania wodoru. Jest to tematyka, która dla nas jest niezmiernie istotna. W dużej mierze jest to powiązane z naszą Strategią. Zatem tematy związane z zagospodarowaniem dwutlenku węgla jako sposobem na dekarbonizację czy stosowaniem wodoru jako sposób na zazielenienie transportu lub wykorzystanie go w procesach rafineryjnych i petrochemicznych, to główne motywy następnej edycji konkursu. Liczymy, że będziemy mogli otrzymać wartościowe i jakościowe projekty do oceny przez naszych Ekspertów z ORLEN i NCBR. W tej edycji oferujemy całość alokacji, którą przygotowaliśmy wspólnie z NCBR. Będzie to ok. 200 mln złotych tak, aby bez względu na poziom zaawansowania proponowanego projektu – jeśli okaże się wartościowy i atrakcyjny biznesowo – będziemy mogli go sfinansować i zaproponować współpracę. Wtedy beneficjent stanie się jednym z trzech partnerów tego przedsięwzięcia. Liczymy, że takich partnerów będzie dużo, podobnie jak jakościowych wniosków, które otrzymamy do oceny.

Marcin Piórkowski: Panie Dyrektorze, bardzo dziękuję za rozmowę. Projektów w Centrum Badawczo-Rozwojowym ORLEN jest naprawdę bardzo dużo. Z dużym zaciekawieniem słuchałem tego, co Pan przekazał. Oczywiście o Programie NEON będziemy również informować na kanałach Polskiej Izby Przemysłu Chemicznego.