Elektromobilność ? szansa dla polskiej gospodarki

Dynamiczny rozwój elektromobilności wzmacnia pozycję Polski na globalnym rynku. Inwestycje w automatyzację, robotyzację, cyfryzację, autonomizację i zaawansowane materiały tworzą synergiczne ekosystemy przemysłowe. Polska stała się liderem w produkcji i eksporcie baterii litowo-jonowych oraz innowacyjnych rozwiązań w recyklingu, co wspiera międzynarodowe rynki pojazdów elektrycznych i infrastruktury ładowania. Czy utrzymamy pozycję lidera i jakie wyzwania stoją przed naszym krajem?

Jakie są obecnie wyznaczniki wysokorozwiniętej gospodarki, zdolnej konkurować nie tylko na europejskim, ale także światowym rynku? Tu możemy zidentyfikować kilka kluczowych obszarów, które o tym decydują.

Automatyzacja

Na szeroką skalę stosowana od lat 70., wraz z pojawieniem się na świecie jednoukładowego procesora ? Intel 4004. Na początku wdrażana punktowo ? w sektorach strategicznych, takich jak kolejnictwo czy wojsko. Ograniczeniem automatyzacji był głównie brak wykwalifikowanej kadry programistów oraz niedostępność aparatury (czujniki, elektrozawory itd.). Dziś, dzięki standaryzacji języków programowania, masowej produkcji elementów elektronicznych oraz wypracowaniu metod kształcenia, automatyzacja stała się zjawiskiem powszechnym, a do programowania podstawowych funkcji wystarcza pracownik z dyplomem technika. W 2021 r. w Polsce do egzaminu zawodowego na technika automatyka podeszło ponad 400 uczniów.

Robotyzacja

Jest połączeniem mechaniki z automatyką, które umożliwia wprowadzenie automatyzacji punktowo ? bez konieczności przebudowywania całej linii produkcyjnej. Robotyzacja prowadzi do przejmowania części prac manualnych, poprzez zabudowę gniazd z manipulatorami, co skokowo zwiększa efektywność danego zakładu. Najnowszym trendem są coboty, czyli roboty przystosowane do pracy z człowiekiem. Obecnie robotyzacja jest trendem dojrzałym, aczkolwiek koszt robotów i manipulatorów jest wciąż wysoki. W 2021 r. w Polsce do egzaminu zawodowego na Technika mechatronika podeszło ponad 4 tys. uczniów, co najlepiej świadczy o popularności tego obszaru gospodarki.

Cyfryzacja

To przenoszenie zasobów informacyjnych do postaci cyfrowej, która umożliwia obróbkę danych przez programy komputerowe. Cyfryzacja nie jest jednak prostym przenoszeniem informacji na inny nośnik ? dzięki zaawansowanym algorytmom i ogromnym mocom obliczeniowym dzisiejszych komputerów, czynności, takie jak: trasowanie dróg i linii przesyłowych, planowanie zapotrzebowania materiałowego, czy tropienie nieprawidłowości podatkowych, są efektywniejsze o rzędy wielkości. Dane są dzisiaj traktowane jako niezwykle cenny zasób, gdyż bez nich niemożliwy jest rozwój algorytmów. Polska jest cyfryzacyjną potęgą ? CD Projekt RED jest jednym najpopularniejszych deweloperów na świecie, a Asseco Poland jest największą firmą IT w Europie Środkowo-wschodniej.

Autonomizacja

Postępująca cyfryzacja wygenerowała tak wielką ilość danych, iż nie da się nimi w całości zarządzić za pomocą programów pisanych przez ludzi. Stworzono więc algorytmy, które są zdolne do autonomicznej modyfikacji części własnego programu, w celu wypełnienia warunków brzegowych, nałożonych przez człowieka. Sztuczna inteligencja (z ang. artificial intelligence, AI) początkowo analizowała bardzo proste problemy statystyczne, ale wraz ze wzrostem mocy obliczeniowej i udoskonaleniem metod, jej możliwości rosły. W 1997 r. AI pokonała w szachy arcymistrza, zaś dziś jest np. w stanie zdiagnozować raka skóry na podstawie zdjęć pacjenta. Największymi barierami w rozwoju AI są dziś ograniczenia mocy obliczeniowych oraz dostęp do dużej ilości danych. Brak również kompleksowego systemu uregulowań prawnych, bez których dalsze upowszechnienie AI będzie niemożliwe.

Miniaturyzacja

Zaawansowane roboty wymagają większej ilości elementów elektronicznych, zaś złożone oprogramowanie do swojej pracy wymaga ogromnych mocy obliczeniowych. Oba wymagania można zaspokoić jedynie przez miniaturyzację podzespołów i układów mikroprocesorowych. Dzisiejsze procesory osiągają wielkości 3 nanometrów, co czyni ich proces produkcyjny jednym z największych inżynierskich wyzwań na świecie, któremu może podołać tylko kilka firm. Mikroprocesory są dziś jednym z najważniejszych półproduktów, których niedobór prowadzi do wstrzymania produkcji w całych gałęziach gospodarki. Ponowne stworzenie mocy produkcyjnych nowoczesnych mikroprocesorów to obecnie jedno z najważniejszych wyzwań gospodarczych dla Europy i Stanów Zjednoczonych.

Zaawansowane materiały

Najlepszym przykładem roli zaawansowanych materiałów w rozwoju gospodarczym niech będzie domieszkowany krzem, służący do produkcji tranzystorów, które zrewolucjonizowały świat komputerów. Kompozyty takie jak kevlar, czy żywice z włóknem szklanym, stanowią granicę pomiędzy starym a nowym. Dziś najintensywniejsze badania materiałowe prowadzi się w obszarze medycyny, półprzewodników oraz baterii.

Skomunikowanie

Nowoczesna gospodarka wymaga dróg, kolei, portów kontenerowych, masowych, czy gazowych, wydajnego hubu lotniczego, sieci elektroenergetycznej i teleinformatycznej, rurociągów, oraz gazociągów. To nie wszystko ? te składowe muszą ze sobą współpracować: stąd potrzeba rozbudowy intermodalnych terminali przeładunkowych, czy centrów logistycznych. Polska dzięki swojemu położeniu znajduje się na skrzyżowaniach szlaków komunikacyjnych i przesyłowych. Polskie firmy mają także największy udział w międzynarodowych przewozach transportu drogowego w UE. Racją stanu jest obrona naszej pozycji na rynku logistyki, a tutaj największym wyzwaniem będzie dekarbonizacja floty pojazdów ciężarowych.

Wyznaczniki, o których była mowa na początku, przekładają się na dziedziny gospodarki, a następnie na konkretne branże, które są opisane dwojako: za pomocą Polskiej Klasyfikacji Działalności (PKD), oraz Klasyfikacji Zawodów i Specjalności, a każda z kwalifikacji jest z kolei dodatkowo opisana przez Polską Ramę Kwalifikacji (PRK). Niestety ujęcie nowoczesnej gospodarki według klucza PKD nastręcza wiele trudności, toteż pozostaniemy przy intuicyjnym opisie dziedzin gospodarki, na które dzielą się zaprezentowane wyznaczniki.

Najważniejsze, by mieć świadomość, że w nowoczesnej gospodarce wymienione dziedziny nie mogą być rozpatrywane osobno, ale muszą się przeplatać, wykorzystując efekt synergii. Przykładem może być porównanie tradycyjnego łańcucha logistycznego ? od fabryki, przez hurtownię, sklep detaliczny, aż do klienta ? z zakupami dokonywanymi na platformach cyfrowych, z płatnością za pośrednictwem bankowości internetowej, zamówieniami zarządzanymi przez algorytmy grupujące produkty, i nadające je do określonych centrów logistycznych, z których są dystrybuowane do paczkomatów, obsługiwanych za pomocą smartfonów. Dzisiejsza logistyka nie tyle usprawniła przepływ towarów, co zrewolucjonizowała gospodarkę, prowadząc do powstania zupełnie nowych form działalności, jak choćby zdalne centra poligraficzne, czy pracownie druku 3D.

Powyższy przykład obrazuje, że należy maksymalnie stymulować wzajemne przenikanie się sfer nowoczesnej gospodarki. Nie możemy pozwolić, by jakakolwiek dziedzina przemysłu funkcjonowała w izolacji. Dawniej mechanik pojazdowy nie znał się na programowaniu, a programista nie miał pojęcia o funkcjonowaniu sieci elektroenergetycznej, co prowadziło do powstawania mentalności silosowej i w konsekwencji zamierania innowacyjności. Idąc dalej tym tokiem myślenia, każda z dziedzin życia musi zostać przemyślana na nowo ? tak, by w maksymalny sposób skorzystać z osiągnięć technicznych pozostałych obszarów. Przykładem niech będą sklepy wielkopowierzchniowe, które wzbogaciły stary koncept kasy fiskalnej o zdobycze elektroniki, cyfryzacji i programowania ? tworząc kasy samoobsługowe. Takie działanie nie tylko ułatwia życie klientom, ale przede wszystkim wzmacnia efektywność polskiej gospodarki, a co za tym idzie ? jej pozycję w świecie.

Rozwój technologiczny zapewniany przez inwestycje w elektromobilność, pomaga polskiej gospodarce w wydobyciu się z pułapki średniego rozwoju. O tym, czym dla Polski może być elektryczna rewolucja, niech świadczy fakt, iż już dziś baterie litowo-jonowe są najważniejszą pozycją eksportową polskiej gospodarki ? w 2021 r. stanowiły 2,4% wartości całego eksportu. Pierwsza w Europie gigafabryka baterii, uruchomiona w 2018 r. pod Wrocławiem przez koncern LG Energy Solutions spowodowała napływ kolejnych inwestycji z branży, co sprawiło, że obecnie w Polsce znajduje się niemal pełny łańcuch dostaw do produkcji baterii, obejmujący materiały aktywne, separatory, elektrolit i folię miedzianą (początek produkcji ? 2024 r.). Oprócz LG ES w Polsce zainwestowały również Daimler (Jawor), Northvolt (Gdańsk), czy SK Innovation (Dąbrowa Górnicza).

Polska jest liderem wdrażania nowoczesnych technik recyklingu baterii ? w Zawierciu za 380 milionów zł powstanie zakład odzyskiwania metali firmy Elemental Holding, zaś w Legnicy pracuje linia pilotażowa Royal Bees Recycling. Polska jest również największym w Europie producentem autobusów elektrycznych, na czele z Solarisem (Bolechowo) i MANem (Starachowice). 

Równocześnie po polskich drogach jeździ już ponad tysiąc elektrycznych autobusów, co lokuje nas w pierwszej piątce w Europie. W województwie lubuskim swoją siedzibę posiada również europejski lider na rynku infrastruktury ładowania autobusów elektrycznych ? zielonogórska Ekoenergetyka, która właśnie buduje krajowe zdolności wytwarzania komponentów energoelektronicznych, dotychczas importowanych.

Z punktu widzenia polskiego eksportu, baterie litowo-jonowe w ciągu trzech lat przesunęły się z marginalnej, na kluczową pozycję eksportową polskiej gospodarki. W 2022 r. baterie stanowiły już niespełna 2,5% całego polskiego eksportu i zajmowały pierwsze miejsce w sektorze auto-moto, a należy tutaj zauważyć dwie rzeczy:

• po pierwsze: praktycznie całość produkcji akumulatorów pochodziła z jednej fabryki LG ES pod Wrocławiem,
• po drugie: rok 2021 był niekorzystny dla branży automotive z powodu niedostępności mikroprocesorów, co spowodowało przestoje w fabrykach.

W 2022 roku wybuchła wojna na Ukrainie, która doprowadziła do spowolnienia gospodarczego w Europe, przerywając wiele łańcuchów dostaw również w sektorze elektromobilności.

W minionych latach sprzedaż bateryjnych samochodów elektrycznych (BEV) była definiowana stroną podażową ? a nie, popytową. Klienci szukali możliwości zakupu, ale producenci samochodów nie byli w stanie zabezpieczyć dostatecznej ilości baterii. Mimo tego w roku 2022 w UE sprzedano 2.68 miliona EV. O skali rynku bateryjnego niech świadczy fakt, że w UE rocznie sprzedaje się około 12 milionów samochodów, to w przeliczeniu na pojemności baterii daje zapotrzebowanie na poziomie 600 GWh ? nie licząc dynamicznie rosnącego rynku e-busów, e-trucków oraz magazynów energii. Dlatego też perspektywy dla rozwoju przedsiębiorstw działających w szeroko rozumianym obszarze elektryfikacji i elektromobilności są zapewnione na wiele, wiele lat. 

Rafał Biszcz