Polacy pracują nad samolotową rewolucją. W Dolinie Lotniczej rozkwita pomysł, który ma zmienić branżę

Kacper Kolibabski
Przeszło 20 lat po zawiązaniu się Doliny Lotniczej, inicjatywa dojrzała do tego, by zmienić cały rynek samolotów. Polski oddział MTU Aero Engines Polska pracuje nad silnikiem wodorowym, który zrewolucjonizuje samoloty. Ale to niejedyna droga, jaką obrała firma w celu realizacji celów osiągnięcia zeroemisyjnego lotnictwa.
Linia produkcyjna w MTU Aero Engines Polska
fot. MTU Aero Engines Polska

Mija już przeszło 20 lat odkąd w 2003 roku powstała Dolina Lotnicza, stowarzyszenie zrzeszające dziś 193 podmioty, w których łącznie pracuje 35 tys. osób i którego sprzedaż wynosi 3,5 mld euro. Dolina Lotnicza to jednak nie tylko organizacja prawna, ale też faktyczny i fizyczny park technologiczny w Jasionce pod Rzeszowem, w którym firmy z sektora lotniczego budują swoje siedziby i stawiają fabryki.  

Kiedy zaczynaliśmy w 2008 roku, to tu faktycznie nic nie było - mieliśmy zielone pola, bociany, sarny, które jeszcze długo zaglądały przez nasze okna. Lotnisko było zwykłym hangarem, goście byli zdziwienie, że to w ogóle jest port lotniczy

- mówiła Aneta Strugalska, dyrektorka finansowa i członkini zarządu MTU Aero Engines Polska. Firma świętuje swoje 15-lecie i zaprosiła nas do zwiedzenia ich zakładu. Zaczęliśmy jednak od krótkiego przejazdu po Dolinie Lotniczej. Dziś to wciąż głównie tereny zielone - na których z pewnością nadal czasem można spotkać zająca czy sarnę - ale poprzecinane wielkimi hangarami i nie tylko. Na miejscu znajduje się choćby nowoczesny, ekspresjonistyczny budynek Podkarpackiego Centrum Nauki Łukasiewicz. Lotnisko nie jest już zwykłym hangarem, a nowoczesnym terminalem, pod który podciągnięto pociąg.  Na marginesie: znak czasów - od dwóch lat Jasionka to również baza wojskowa, w której stacjonują obecnie amerykańscy żołnierze, choć to już zupełnie inny temat. 

Zobacz wideo Czy przewoźnik ma obowiązek zwrócić pieniądze za lot, który się nie odbył? Kuna: Tak

Jeśli 15 lat temu w tym miejscu praktycznie nic nie było, to dziś sytuacja jest zgoła odmienna i polska Dolina Lotnicza może imponować. Nie tylko wizualnie, bo jak zażartował jeden z członków zarządu MTU Aero Engines Polska - trudno dziś znaleźć samolot, który nie miałby części wyprodukowanej w tym miejscu. Jest w tym ziarnko prawdy, biorąc pod uwagę, że w skład Doliny Lotniczej wchodzą Boeing, Safran czy Collins Aerospace, marki, które dla fanów lotnictwa z pewnością nie należą do anonimowych. 

MTU Aero Engines Polska produkuje części, ale ambicje sięgają dużo dalej

MTU Aero Engines to międzynarodowa spółka, która ma 18 lokalizacji w dziewięciu krajach. Łącznie zatrudnia 12 tys. osób 88 narodowości. Polski oddział powstał w 2008 roku, w 10 miesięcy zbudowano halę fabryczną i siedzibę, dzięki czemu działalność MTU Aero Engines Polska zaczęła się już w 2009 roku. Początkowo planowali zatrudniać 418 osób, dziś po dwóch rozbudowach mają 1,2 tys. pracowników. W ciągu kolejnych trzech lat planują zwiększyć tę liczbę do 1,5 tys. Współpracują biznesowo z 60 podmiotami z Doliny Lotniczej, co jak podkreślają, pozwala na wymianę doświadczeń. 

Polski oddział zajmuje się produkcją podzespołów do silników samolotów cywilnych, militarnych i biznesowych. Specjalizuje się w turbinach niskiego ciśnienia, sprężarkach wysokiego ciśnienia i centralnych ramach turbin silników samolotowych. Ponadto zajmuje się serwisowaniem samolotów cywilnych - firma stwierdza, że należy do trzech największych podmiotów w tym zakresie. Zarabia też na swoich 5 procentach udziałów w silniku V2500, który jest stosowany w Airbusach A320. To jedyna firma w Polsce, która ma bezpośrednie udziały w tym programie silnikowym. 

Produkcja i inżyniera generuje w polskim oddziale MTU 818 mln zł obrotu, a firma spodziewa się wzrostu o 63 proc. do 2026 roku. Udziały w V2500 zapewniły im przed rokiem 754 mln zł (prognozowany wzrost do 2026 roku to 12 proc). Centrum Usług Wspólnych to "tylko" 43 mln zł obrotu, ale spodziewany wzrost to aż 75 proc. Na inwestycje w sam polski zakład spółka wydała już ponad 950 mln zł. W to nie wliczają się wydatki na pracę nad innowacyjnym silnikiem wodorowym, o czym za chwilę. 

Chcą stworzyć lotniczy silnik wodorowy. Ma być skrojony pod samoloty

Fly Net Zero to inicjatywa, której przyświeca osiągniecie zerowych emisji dwutlenku węgla w lotnictwie do 2050 roku. MTU Aero Engines Polska jest zaangażowana w prace, które pozwolą na osiągniecie tego celu. Powstała mapa technologiczna Claire, czyli Clean Air Engine (po pol. Silnik Czystego Powietrza), która składa się z trzech filarów. 

Pierwszym są projekty ewolucyjne. - To rozwój silników GTF, które napędzają rodzinę Airbus A220 silnika PW1100. Będziemy go nadal modyfikować i pracować nad jego drugą generacją, bo wierzymy, że to jest architektura przyszłości. Będzie zmieniać się bypass ratio, tj. stosunek przepływu zewnętrznego do wewnętrznego. Czyli silniki będą bardziej wydajne i mniej paliwożerne. Obecne silniki GTF redukują negatywny wpływ na środowisko o około 20 proc. przy wykorzystaniu konwencjonalnych paliw. Silnik drugiej generacji będzie redukował negatywny wpływ na środowisko o 60 proc. przy wykorzystaniu paliw zrównoważonych. Będzie też dostosowany do zasilania go wodorem, tak jak pierwsza generacja - mówił Marcin Pietrzak, dyrektor Inżynierii i Technologii w MTU Aero Engines Polska, jeden z pierwszych dziewięciu inżynierów zatrudnionych w firmie.  

Drugi filar nazwano WET. - To dalej architektura GTF wzbogacona jednak o dodatkowy obieg wody, który w dalszym stopniu przyczynia się do redukcji emisji CO2 oraz tlenków azotu, ponadto redukuje zjawisko związane ze strugami kondensacyjnymi - wyjaśnił Pietrzak. 

Ostatni filar to silnik napędzany tylko i wyłącznie wodorem, czyli technologia Flying Fuel Cell (FFC). 

Koncept zupełnie rewolucyjny, bo inwestujemy w ogniwo paliwowe. Nie chcemy iść w baterie, chcemy iść w ogniwa paliwowe

- mówił Pietrzak. 

- Dla MTU Aero Engines Polska to tak istotne, bo patrząc na całą grupę, my jako jedyni jesteśmy zaangażowani w konstrukcję tego typu silnika. Nasz pion konstrukcyjny projektuje taki silnik. Całość robimy we współpracy z MTU Monachium, ale jesteśmy zaangażowani w konstrukcję i rozwój materiałów do tego typu silnika. Mówimy o koncepcie, który ma zerowy wpływ na środowisko. Z ogniwa paliwowego, produktem ubocznym jest tylko woda w formie pary - mówi Pietrzak. 

Tu można mieć jednak pewne wątpliwości. Badania sprzeda paru lat, na które powołuje się BBC, pokazują, że 57 proc. wpływu lotnictwa na globalne ocieplenie pochodzi ze smug kondensacyjnych, do powstawania, których to najbardziej przyczynia się najbardziej właśnie para wodna. Jak jednak zwraca uwagę Dr Marc Stettler, zajmujący się transportem i środowiska w Imperial College London, by zmniejszyć ich wpływ na klimat, wystarczy obniżyć wysokość lotu, dzięki czemu para nie będzie zamarzać. Gdyby ledwie 2 proc. rejsów o najwyższej wysokości przelotowej obniżyłoby ją o 300 metrów, wpływ smug kondensacyjnych na środowisko obniżyłby się o 57 proc. (całe lotnictwo odpowiada za około 2,4 proc. globalnych emisji CO2). MTU Aero Engines Polska podkreśla jednak, że silniki FFC są projektowane do samolotów, które mają latać na niższych wysokościach, na których para wodna nie zamarza. 

Druga wątpliwość może dotyczyć produkcji wodoru. Obecnie większość tego surowca pozyskuje się z paliw kopalnych. Produkcja z użyciem odnawialnych źródeł energii jest jednak możliwa. MTU twierdzi, że w przyszłości kwestia ta nie będzie problemem, szczególnie że polski oddział już teraz sam kupuje 100 proc. energii z OZE. Firma wierzy, że z czasem wodór będzie produkowany tylko w zrównoważony sposób, np. bezpośrednio z procesu elektrolizy wody. 

MTU Aero Engines stawia na wodór, bo zdaniem tej firmy jest to czystsze i lepsze źródło energii. - Lotnictwo jest drogie i trzeba brać pod uwagę okres pobytu samolotu na ziemi, gdy na siebie nie zarabia, a tylko generuje koszty. Napęd bateryjny natomiast wydłuża czas pobytu na lądzie, bo wymaga długiego ładowania akumulatorów, a parkowanie na lotnisku kosztuje. W przypadku wodoru, pomijając kwestię pozyskiwania wodoru, to mamy sytuację jak z kerozyną - podpinamy, tankujemy i lecimy dalej - tłumaczy Marcin Pietrzak.

Ponadto zastosowanie ogniwa paliwowego napędzanego wodorem daje przewagę w postaci masy, kluczowej w rozwoju lotnictwa. Branża cały czas szuka nowych, lżejszych materiałów, z których mogą powstawać samoloty, jak nowe stopy metali, materiały kompozytowe, a nawet ceramiczne. Lżejszy samolot pozwala w końcu zużyć mniej paliwa, nie jest dziwne więc, że sektor ciągle szuka ulepszeń w tej materii. Baterie elektryczne na pokładzie zwiększają jednak jego wagę, której nie oddają w trakcie lotu, w przeciwieństwie do wodoru, który jest zużywany, więc w trakcie lotu obniża się masa całego samolotu. 

Wodorowy silnik będzie gotowy w ciągu dekady. Lotnicza rewolucja to kwestia czasu

Projekt silnika wodorowego FFC, w prace nad którym zaangażowane jest MTU Aero Engines, to projekt unikalny na skalę światową. Inne firmy w znakomitej większości próbują bowiem przeszczepić do branży lotniczej rozwiązania z branży samochodowej. MTU Aero Engines obrało inną drogę. - FFC to technologia projektowana stricte pod lotnictwo i jego wymogi. Pracujemy nad własnymi ogniwami paliwowymi, własnym silnikiem elektrycznym, nad własnym systemem dostarczania wodoru, chłodzenia etc. To jest wszystko szyte na miarę, nie chcemy żadnych protez. Rozwiązanie jest przygotowane do konkretnych modeli samolotów - wyjaśnia dyrektor Inżynierii i Technologii w MTU Aero Engines Polska

Pierwszy demonstrator lądowy ma być gotowy w optymistycznej wersji już za 12 miesięcy, ale realny termin to rok 2026. W 2029 planowany jest pierwszy silnik przeznaczony do lotu, w 2032 pierwsza aplikacja w 19-miejscowych samolotach krótkiego zasięgu. W dalszych planach są prace nad zastosowaniem silników FFC w samolotach dalekiego zasięgu.

Nie potrzebujemy przełomu, wejście tej technologii w życie to kwestia czasu. Natomiast przewiduję, że napędy konwencjonalne, wykorzystujące czy to kerozynę, czy zrównoważone paliwa lotnicze, będą koegzystowały z napędami wykorzystującymi wodór

- podsumowuje Marcin Pietrzak. 

Kacper Kolibabski
Więcej o: