Return to flip book view

EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022Zbornik povzetkov konferenčnih prispevkovLjubljana, 202224. 10. 2022Spletna konferencaSUROVINSKE POTREBE ZAZAGOTAVLJANJE PREHODA NA TRAJNOSTNO IN PAMETNO MOBILNOST

EIT OPEN DAY SLOVENIJA 20222 EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022Surovinske potrebe za zagotavljanje prehoda na trajnostno in pametno mobilnostUredniki: Anja Ilenič, dr. Mateja Košir, Urša Šolc, dr. Dragica MariničSpremna beseda: Anja IleničLektoriranje: Simona Vidic, Talpo d.o.o.Oblikovanje: Terminal studio, d.o.o.Organizacijski odbor: Anja Ilenič, dr. Mateja Košir, Urša Šolc, dr. Dragica Marinič, Mito Žnidarko, mag. Sabina Žakelj PedičekIzdal in založil: Zavod za gradbeništvo Slovenije, Geološki zavod Slovenije, Javna agencija SPIRIT SlovenijaLjubljana, december 20221. elektronska izdajaNačin dostopa (URL): https://www.zag.si/dl/eit-open-day-slovenija-2022.pdfPublikacija ni namenjena prodaji.Za objavo gradiva, ki ni last Zavoda za gradbeništvo Slovenije, je bilo pridobljeno dovoljenje lastnika.©2022 Zavod za gradbeništvo SlovenijeVse pravice so pridržane.ISBN 978-961-7125-04-7Zbornik je nastal v okviru konference EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 – Surovinske potrebe za zagotavljanje prehoda na trajnostno in pametno mobilnost, ki jo sofinancira Evropska unija: EIT Urbana mobilnost s pogodbo SGA22 22368, Regionalni center Adria EIT Surovine RIS Hub in Javna agencija SPIRIT Slovenija s sredstvi iz Načrta za okrevanje in odpornost.Kataložni zapis o publikaciji (CIP) pripravili v Narodni in univerzitetni knjižnici v LjubljaniCOBISS.SI-ID 137798147ISBN 978-961-7125-04-7 (Zavod za gradbeništvo Slovenije, PDF)

3KazaloSpremna beseda ................................................................ 04Povzetki panelnih razprav ................................................ 05Naslavljanje finančnih spodbud prehoda na nove oblike trajnostne inpametne mobilnosti.......................................................................... 06Miha Štruc, dr. Mateja Košir, Anja Ilenič, Urša Šolc in dr. Alenka Mauko Pranjić | Zavod za gradbeništvo Slovenije, Geološki zavod SlovenijePrihodnost lahkih in inovativnih zlitin v transportni industriji ................................... 09dr. Mateja Košir | Zavod za gradbeništvo SlovenijeJe vodik dolgoročna in trajnostna tehnološka rešitev za čisto mobilnost? ........................ 13Anja Ilenič in dr. Dragica Marinič | Zavod za gradbeništvo SlovenijeAli lahko zagotovimo zadostno preskrbo s surovinami za prehod na e–mobilnost? .............. 17Urša Šolc | Geološki zavod SlovenijeAvtorski prispevki.............................................................. 20Trajnostna in krožna transformacija v podjetjih................................................. 22Alenka Hren | Javna agencija SPIRIT SlovenijaVisokotrdnostna kvazikristalna aluminijeva zlitina za proces visokotlačnega litja aluminija ................................................................................ 24mag. Luka Bertoncelj | Iskra ISDPrihodnost lahkih zlitin v transportni industriji ................................................. 27prof. dr. Bojan Podgornik | Inštitut za kovinske materiale in tehnologijeIzzivi kritičnih surovin v baterijah ali membranskih gorivnih/elektroliznih celicah z recikliranjem ali racionalno zasnovo materialov ................................................ 29prof. dr. Blaž Likozar, Alen Rupnik, Janvit Teržan, Dimitrij Ješič, Matej Huš | Kemijski inštitutOsnovni pojmi glede vodikovih tehnologij ...................................................... 32doc. dr. Gregor Dolanc | Institut Jožef StefanVloga vodika v trajnostni mobilnosti........................................................... 34Matej Urh in dr. Franc Cimerman | Plinovodi d.o.o.Slovenija in kritične surovine.................................................................. 36dr. Duška Rokavec, dr. Meta Dobnikar in dr. Klemen Teran | Geološki zavod Slovenije

EIT OPEN DAY SLOVENIJA 20224Spremna besedaEvropski zeleni dogovor poziva k 90-odstotnemu zmanjšanju emisij toplogrednih plinov iz prometa do leta 2050, zato so ukrepi posameznih članic Evropske unije, ki spodbujajo in omogočajo trajnostne, alternativne in multimodalne transportne načine, vse bolj strateškega pomena za nadaljnji razvoj transportnega sektorja. Vključevanje brezemisijskih vozil, uporaba obnovljivih in nizkoogljičnih goriv ter izgradnja s tem povezane infrastrukture je le nekaj korakov, potrebnih za izpolnitev cilja. Preobrazba avtomobilske industrije z integracijo novih tehnologij, ki so osnovane na uporabi vodika in elektrike kot goriva ter lahkih zlitin, omogočajo bolj trajnostno in krožno gospodarstvo. Vključevanje vseh deležnikov v oblikovanje nacionalnega ekosistema inovacij pa omogoča oblikovanje novih in bolj trajnostnih poslovnih modelov.Izboljševanje življenjskih razmer v mestih, spod-bujanje inovacij na področju zelenih in varnih rešitev za mobilnost ljudi, blaga in odpadkov, pospeševanje tržnih priložnosti v avtomobilski industriji ter oblikovanje zakonodajnega okvira za spremembe so le nekateri strateški cilji skup-nosti znanja in inovacij EIT Urbana mobilnost. Skupnost je ena izmed devetih skupnosti znanja in inovacij (EIT Podnebne spremembe, EIT In-formacijske in komunikacijske tehnologije, EIT Hrana, EIT Zdravje, EIT Trajnostna energija, EIT Proizvodne tehnologije, EIT Surovine, EIT Urba-na mobilnost ter EIT Kultura in kreativnost), ki se spopadajo z najbolj perečimi izzivi današnjega časa in delujejo pod okriljem Evropskega inštitu-ta za inovacije in tehnologijo (EIT), ki je sestavni del programa Obzorje Evropa.Z namenom spodbujanja povezovanja, zdru-ževanja in povečevanja partnerstva med surovinskim in mobilnostnim sektorjem, ki sta neposredno vpletena v prehod na bolj trajnostne oblike mobilnosti, smo 24. oktobra 2022 organizirali spletno konferenco EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 – Surovinske potrebe za zagotavljanje prehoda na trajnostno in pametno mobilnost. Konferenco je priredil EIT Urbana mobilnost RIS Hub Slovenija, ki ga koordinira Zavod za gradbeništvo Slovenije, v sodelovanju z Regionalnim centrom Adria EIT Surovine RIS Hub in Javno agencijo SPIRIT Slovenija. Dogodek smo razdelili v štiri segmente, v okviru katerih smo obravnavali finančne spodbude in mehanizme za zagotavljanje trajnostnega prehoda, tudi z uporabo inovativnih lahkih zlitin ter vodikovih in baterijsko električnih tehnologij. V nadaljevanju so zbrani povzetki strokovnih razprav na obravnavane tematike in posamezni avtorski prispevki.Anja IleničZavod za gradbeništvo Slovenijeanja.ilenic@zag.si

5Povzetki panelnih razprav

6 EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Naslavljanje finančnih spodbud prehoda na nove oblike trajnostne in pametne mobilnostiNaslavljanje finančnih spodbud prehoda na nove oblike trajnostne in pametne mobilnostiMiha Štruc, dr. Mateja Košir, Anja Ilenič, Urša Šolc in dr. Alenka Mauko Pranjić Zavod za gradbeništvo Slovenije, Geološki zavod Slovenijemiha.struc@zag.si, mateja.kosir@zag.si, anja.ilenic@zag.si, urska.solc@geo-zs.si, alenka.mauko@zag.siZa razvoj novih tehnologij trajnostne mobilnosti je ključno povezovanje različnih sektorjev, kar je bil tudi glavni namen dogodka EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022. V okviru konference so sodelovali nekateri ključni deležniki na tem področju v Slo-veniji: Ministrstvo za infrastrukturo Republike Slovenije, Strateško razvojno ino-vacijska partnerstva Pametna mesta in skupnosti, Mobilnost ter Krožno gospo-darstvo, Institut Jožef Stefan, Inštitut za kovinske materiale in tehnologije, Fakul-teta za strojništvo Univerze v Ljubljani, Kemijski inštitut, Geološki zavod Slovenije, Zavod za gradbeništvo Slovenije, ISKRA ISD, SIJ Acroni, TECOS, Plinovodi, Porsche Slovenija, Magneti Ljubljana, ISKRA ter Javna agencija SPIRIT Slovenija.V uvodnem nagovoru je dr. Romana Jordan z Instituta Jožef Stefan izpostavila, da sta zeleni prehod Evropske unije in prehod na večjo ne-odvisnost od uvoza surovin močno povezana s poudarkom na tehnoloških inovacijah za izpol-njevanje zastavljenih ciljev. Pomembno je, da je v celoten proces razvoja inovacij, ki so rezul-tat temeljnih in aplikativnih raziskav, vključena tudi industrija. Nacionalne finančne spodbude, zagotovljene iz različnih raziskovalnih, infra-strukturnih in razvojnih programov, kot so raz-pisi Javne agencije za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije (ARRS) in posameznih re-sornih ministrstev ter tudi razpisi v okviru pro-grama Obzorje Evropa, v okviru katerega se vključuje tudi EIT z devetimi skupnostmi zna-nja in inovacij, so ključni za zagotavljanje stal-nega financiranja tovrstnih tehnologij.Skupnost EIT Urbana mobilnost je predstavila dr. Alenka Mauko Pranjić z Zavoda za grad-beništvo Slovenije. Poudarila je ključne cilje programa EIT, ki so osredotočeni na povečanje konkurenčnosti evropskih podjetij in tudi na pospešen prehod inovacij iz laboratorijev na trg. V programu EIT Urbana mobilnost sode-lujejo industrija, mesta in univerze ter razisko-valni inštituti. Glavni cilji so spodbuditi pozitiv-ne spremembe na področju urbane mobilnosti, ustvariti boljše življenjske pogoje v mestih in postati največja evropska pobuda za preobli-kovanje urbane mobilnosti.Skupnost s svojimi aktivnostmi obravnava iz-zive, kot so trajnostna rast mest, razbremeni-tev transportnih mrež, podpiranje interdiscipli-narnosti, okoljsko učinkovit in varen transport ljudi in blaga, novi načini uporabe podatkov, pospeševanje konkurenčnosti mobilnostne industrije, oblikovanje okvira za regulatorne spremembe in transportne navade prebival-cev mest. Aktivnosti potekajo v petih glavnih

7Naslavljanje finančnih spodbud prehoda na nove oblike trajnostne in pametne mobilnostiEIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Naslavljanje finančnih spodbud prehoda na nove oblike trajnostne in pametne mobilnostiprogramih, ki podpirajo podjetništvo, zmanjšu-jejo vrzel v znanju ter spodbujajo razvoj novih in aplikativnih inovacij in povezovanje mest. V Sloveniji deluje tudi nacionalna kontaktna toč-ka – EIT Urbana mobilnost RIS Hub Slovenija, ki jo koordinira Zavod za gradbeništvo Slove-nije. Glavna cilja sta povečevati prepoznavnost skupnosti EIT Urbana mobilnost na nacionalni ravni in zagotavljati učinkovito podporo pod-jetjem z informiranjem o različnih razpisih, izvajanjem izobraževanj za pisanje projektnih prijav ter spodbujanje aktivnosti trajnostne mobilnosti (npr. kolesarjenja v mestih) na na-cionalni, regionalni in lokalni ravni.V trenutni geostrateški situaciji je treba zava-rovati strateške verige za pridobivanje suro-vin na ravni Evropske unije za konkurenčnost evropskega gospodarstva. Aktivnost EIT Suro-vine in Regionalnega centra Adria, v vlogi RIS Hub, je predstavila dr. Mateja Košir z Zavoda za gradbeništvo Slovenije. Gre za skupnost, ki spodbuja in želi vzpostaviti surovinski sektor kot enega izmed strateških prednosti Evrope.Cilj je trajnostna oskrba s surovinami, kovinami in preostalimi ključnimi materiali za evropsko industrijo. Program skozi celotno inovacijsko verigo spodbuja inovacije, podjetništvo in iz-obraževanja v surovinskem sektorju ter izvaja več mehanizmov za podjetja, pri tem pa v pro-jekte vključuje celoten trikotnik znanja z uni-verzami in raziskovalnimi ustanovami. V skup-nost se vključuje prek 300 partnerjev, večino-ma iz Evrope in tudi širše, in s tem predstavlja največjo svetovno skupnost na področju su-rovin. Glavne tematike, na katere se skupnost osredotoča pri inovacijah, so rudarstvo, iskanje surovinskih nahajališč, zamenjava kritičnih mi-neralnih surovin ter recikliranje in implementa-cija krožnega gospodarstva. Aktivnosti se izva-jajo v treh stebrih: prvi je mreženje deležnikov prek različnih dogodkov, drugi je pospeševalnik za podporo inovacijam in prehod na višje ravni TRL, tretji pa je akademija, ki zajema magistrske in doktorske programe ter vseživljenjsko učenje za izboljšanje kompetenc v surovinskem sek-torju. Na nacionalni in regionalni ravni EIT Su-rovine predstavlja Regionalni center Adria, ki so ga leta 2018 ustanovili Geološki zavod Slove-nija, Zavod za gradbeništvo Slovenije ter Fakul-teta za rudarstvo, geologijo in naftni inženiring Univerze v Zagrebu. Regionalni center Adria je aktiven pri promociji programov EIT Surovine ter ima pomembno vlogo pri mreženju in inte-graciji novih deležnikov v regiji, saj pokriva tudi območje držav Zahodnega Balkana.Podporne aktivnosti za podjetja v Sloveniji je predstavila Alenka Hren iz Javne agencije SPI-RIT Slovenija, ki se med drugim ukvarja z izva-janjem mehanizmov za strateško in trajnostno transformacijo slovenskih podjetij. Do zdaj so pomagali 60 podjetjem, njihova vizija pa je, da bodo v naslednjih štirih letih pomagali še na-daljnjim 200. Podjetjem pomagajo pri identifi-kaciji skritih tveganj, zunanjih in tudi notranjih. Podjetje mora k procesu transformacije pris-topiti celovito in vključiti vse segmente pro-cesov, od dobaviteljev do končnega izdelka. Transformacija v povprečju traja štiri mesece in v njenem okviru skupaj s strokovnjaki prip-ravijo nove trajnostne poslovne/korporacijske strategije, trajnostne poslovne modele in iz-vedbene projekte.Izvršni direktor Strateško razvojno inovacijske-ga partnerstva Pametna mesta in skupnosti (SRIP PMiS) Matjaž Logar je kot glavne cilje skupnosti SRIP PMiS izpostavil ustvarjanje si-nergije med podjetji in raziskovalnimi organi-

8 EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Naslavljanje finančnih spodbud prehoda na nove oblike trajnostne in pametne mobilnostiNaslavljanje finančnih spodbud prehoda na nove oblike trajnostne in pametne mobilnostizacijami, povezovanje med državo in podjetji, promocijo članov in njihovih izdelkov, informi-ranje članov SRIP PMiS ter z novimi rešitva-mi in izdelki izboljševanje kakovosti življenja. Aktivno so povezani s podnebno nevtralnimi mesti in dolinami vodika ter trajnostno mobil-nostjo v mestih. Težave pri izvajanju in iskanju rešitev po njihovem mnenju predstavljajo pre-nizki nacionalni proračuni za to področje.Fokusna področja Strateško razvojno inovacij-skega partnerstva na področju krožnega gospo-darstva (SRIP CE) je predstavila Nina Kovačič. Ta obsegajo področja trajnostne energije, biomase in alternativnih surovin, sekundarnih surovin, funkcionalnih materialov, procesov in inova-tivnih tehnologij ter novih krožnih poslovnih modelov. Skupnost SRIP CE članom ponuja pomoč pri sodelovanju na mednarodnih do-godkih in projektih ter pri izobraževanjih in is-kanju rešitev pri krožnih zankah.Delovanje Strateško razvojno inovacijskega partnerstva na področju mobilnosti (SRIP Mo-bilnost) je predstavil Rok Ban. SRIP Mobilnost sestavlja več kot 60 podjetij, ki predstavljajo kar 10 % slovenskega bruto domačega proi-zvoda oziroma skoraj 25 % izvoza Slovenije. Ukvarjajo se s transformacijo avtomobilske industrije, prednostno z elektrifikacijo, novimi baterijami, lažjimi inovativnimi zlitinami in po-speševanjem uporabe novih tehnologij. Prav tako naslavljajo tudi vidike izgradnje nove in-frastrukture, kot je mreža polnilne infrastruk-ture za zelena in električna vozila ter vodikove tehnologije.

9Prihodnost lahkih in inovativnih zlitin v transportni industrijidr. Mateja KoširZavod za gradbeništvo Slovenijemateja.kosir@zag.siSektor transporta prispeva kar 25 % vseh emisij toplogrednih plinov v Evropski uniji, zato cilji in strategije prehoda na brezogljično družbo temeljijo na uporabi novih materialov in tehnologij. Ključno orodje za doseg teh ciljev so inovacije v sektorju kovinske in jeklarske industrije, specifično pri lahkih zlitinah in jeklih, ki se uporabljajo v avtomobilski industriji z namenom zmanjševanja njihove mase, izboljšanja varnosti vozil in optimizacije porabe energetskih virov.Slovenija je pomemben dobavitelj evropski av-tomobilski in elektronski industriji, proizvaja širok spekter zlitin in jekel ter je tehnološko zelo visoko razvita. Ključni strateški prednosti kovinske in je-klarske industrije sta prilagodljivost in hiter pre-hod na nove tehnologije. Ključne ovire so v razvo-ju tehničnih kadrov zaradi negativne konotacije poklicev v metalurgiji in strojništvu ter izobraže-vanju malih in srednjih podjetij o novih materialih na trgu za pospešitev implementacije inovacij v širši spekter kovinske industrije.Kovinska in jeklarska industrija v Sloveniji predstavljata pomembnega izvoznika specializi-ranih jekel in zlitin. V sklopu Prihodnost lahkih in inovativnih zlitin v transportni industriji so štirje avtorji s svojimi prispevki predstavili različne po-glede industrije in raziskovalnega sektorja. Vsak je sodeloval s kratko predstavitvijo, ki ji je sledila panelna diskusija o smereh razvoja inovacij in ovir pri prehodu na brezogljično družbo za dosego ci-ljev zelenega dogovora v sektorju kovinske in jek-larske industrije na prehodu v e-mobilnost.EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Prihodnost lahkih in inovativnih zlitin v transportni industrijiOsnovne poudarke o sektorju je predstavil prof. dr. Bojan Podgornik, vodja Odseka za kovinske materiale Inštituta za kovinske ma-teriale in tehnologije (IMT). Poudaril je ključne izzive na prehodu v t. i. zeleno družbo in zeleno industrijo, ki terja manjšo porabo materialov in energije, višje stopnje recikliranja, manjšo upo-rabo strupenih snovi, uporabo več obnovljivih virov in podaljšanje dobe trajanja komponent. Vsi izzivi so povezani z zahtevami za zmanj-šanje mase, povečanje trdnosti in zmogljivo-sti materialov, zmanjšanje energijskih izgub in trenja, povečanje odpornosti v agresivnih okoljih, zmanjšanje ogljičnega odtisa v celotni verigi, 100-odstotno reciklabilnost in biokom-patibilnost. Vse zahteve so vezane na mate-riale in s tega vidika so kovine in lahke zlitine med najboljšimi možnostmi, ker so popolno-ma reciklabilne, ohranjajo lastnosti in v bistvu samo spreminjajo lokacijo in obliko (rudarjenje in recikliranje končnih izdelkov na različnih lo-kacijah) ter imajo zaprto verigo od »zibelke do zibelke«.

10Za zeleni prehod in e-mobilnost so najpo-membnejši litij in kobalt (baterije), nikelj, žele-zo aluminij, titan, magnezij (konstrukcijski ele-menti) in baker (povezovalni električni vodniki). Potencial lahkih zlitin je na več področjih: viso-kotrdnostna jekla za nova nosilna ogrodja, vi-sokotrdnostne aluminijeve zlitine, magnezijeve zlitine za izdelavo ohišij, titanove zlitine za kon-strukcijske in gibajoče se elemente. Potencial še ni popolnoma raziskan, zato je na tem področju treba opraviti še veliko raziskovalnega dela.Dr. Aleš Hančič, direktor TECOS Razvojnega centra orodjarstva Slovenije, je predstavil vidik strokovnega združenja in njihove vloge v ekosi-stemu. TECOS je bil ustanovljen pred 30 leti kot vezni člen med akademsko sfero in industrijo ter za podporo industriji pri razvoju novih izdel-kov in optimizaciji njihove proizvodnje. Usmer-jenost v pomoč industriji in delovanje sta osre-dotočena na štiri ključne stebre.Prvi med njimi predstavlja inženirske storitve, ki obsegajo optimizacijo izdelkov in uvajanje najnovejših tehnologij, ki ustrezajo okoljskim in krožnim standardom. Drugi steber pokriva raziskave in razvoj, v katerih se skupaj s pod-jetji razvijajo novi materiali in procesi s ključnim poudarkom na industriji 4.0, avtomatizaciji in robotizaciji ter kompozitni izdelki iz lahkih ma-terialov/ zlitin, ki so narejeni iz recikliranih ali biorazgradljivih materialov. Tretji steber obsega izobraževanje, v katerem se izvajajo strokovne delavnice in delavnice vseživljenjskega učenja.TECOS deluje kot največje industrijsko zdru-ženje za posredovanje znanja, poslovnih pri-ložnosti in zastopanja interesov ter potreb do države in širše EU. Na področju lahkih zlitin se trenutno ukvarjajo z razvojem lahkih inovativ-nih kompozitov in biorazgradljivih materialov z uporabo recikliranih materialov. Uspešen pri-mer dobre prakse je kompozit reciklirane plasti-ke in recikliranega papirja, ki ima boljše končne lastnosti kot sama plastika. Drugi primer razvo-ja je optimizacija spojev med različnimi material na obremenjenih delih. Nadomeščanje kovine s plastiko prinaša zmanjšanje mase za 39 %. Pogled industrijskega sektorja je predstavil mag. Luka Bertoncelj, vodja raziskav in razvoja v Iskri ISD. Predstavil je projekt visokotrdnostne aluminijeve zlitine s kvazikristali ter njene pred-nosti in izzive pri prehodu na serijsko proizvo-dnjo. Splošne težnje iz transportne industrije se osredotočajo na »manj je več« s povečanjem uporabnosti že obstoječih materialov. V ta na-men so se razvili različni razvojni pristopi s to-pološko optimizacijo in generativnim razvojem pri oblikovanju izdelkov z namenom manjše porabe surovin (odvzeti material in ga dodati samo tam, kjer je to nujno potrebno) in njihove-ga maksimalnega izkoristka. Pomemben trend je tudi zmanjševanje sestavnih delov vozil, kar pomeni, da bodo ti večji. Dober primer te prakse je model Tesla Y, kjer so 70 varjenih delov nado-mestili z enim ulitkom. To zmanjša težo in kom-pleksnost, proizvod pa ima tudi manjši CAPEX zaradi zmanjšanja števila manipulacij v tovarni.Splošno zmanjševanje velikosti pogonskih sklopov se kaže v vedno večjih izkoristkih, po-sledično pa se pojavljajo novi izzivi. Povečuje se zahteva po aluminijevih zlitinah s povišano toplotno prevodnostjo za boljše odvajanje to-plote in z boljšimi mehanskimi lastnostmi. Nov projekt CastQC se ukvarja s to problematiko, pri čemer zlitina temelji na kvazikristalih in ima dva do trikrat višje mehanske lastnosti v primerja-vi z zlitino 226 (ki je najpogosteje uporabljena v avtomobilski industriji), posledično se porabi manj materiala, komponente so lažje in imajo nižjo procesno energijo, kar zmanjšuje ogljični odtis. Pri prehodu inovacije CastQC iz laborato-rijske ravni v serijsko industrijsko proizvodnjo se pojavljajo številni izzivi, pri katerih je treba opti-mizirati proces litja in kemijsko sestavo za agre-Prihodnost lahkih in inovativnih zlitin v transportni industrijiEIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Prihodnost lahkih in inovativnih zlitin v transportni industriji

11Prihodnost lahkih in inovativnih zlitin v transportni industrijisiven proces visokotlačnega litja. Nova zlitina CastQC je po lastnostih primerna za zamenjavo obstoječih aluminijevih zlitin in za nadomešča-nje jekla ter ima tako zelo širok komercialni po-tencial.Stanislav Jakelj, vodja raziskav in razvoja v SIJ Acroni. Predstavil je njihove aktivnosti pri razvo-ju jekel za e-mobilnost in razvoj »zelenih jekel« za sledenje direktivi za zmanjšanje emisij toplo-grednih plinov iz prometa. Razvili so novo jeklo EV22Al1, ki ima nizke magnetne izgube, kar se odraža v daljšem dosegu vozila in racionalni rabi energije ter manjšem obremenjevanju okolja. Razvito jeklo se uporablja kot platforma za neo-rientirane elektropločevine za električne motorje v e-mobilnosti. Za razvoj jekla so prejeli nagrado Regionalne zbornice za Gorenjsko.Njihova jeklarska industrija temelji na recikliranju jeklenega odpadka (ni porabe primarnih surovin) in s tem se emisije CO2 zmanjšujejo za 87 % v pri-merjavi z jeklarnami, ki uporabljajo železovo rudo. V primerjavi s sorodnimi proizvodnjami pa imajo 52 % nižje emisije in se tako v evropskem prosto-ru kot jeklarska industrija uvrščajo zelo visoko z nizkimi emisijami, ki so 0,3 t CO2 na tono proizve-dene taline. Vsi predavatelji so sodelovali v panelni razpravi, kjer so se dotaknili perečega vprašanja smeri ra-zvoja novih materialov in tehnologij ter ovir, ki jih vidijo na tej poti.Izpostavili so pomembnost ovrednotenja ogljič-nega odtisa pri razvoju novih kompleksnih mate-rialov, da se že v fazi razvoja kvantificirajo vplivi in s tem optimizira material v smeri najnižjega odtisa za najboljše lastnosti. Pri razvoju zelenih zlitin in jekel gre usmeritev v razvoj jekel za vo-dikove gorivne celice, elektropločevine, visoko-trdnostna jekla. Poudarek je na izboljšanju last-nosti ter zmanjšanju mase in porabe jekla, da tako celotna veriga manj vpliva na okolje in sledi smernicam zelenega prehoda. Ključno je, da se inovacije primerno predstavijo vsem kupcem, saj imajo mala in srednje velika podjetja do no-vih materialov večinoma odpor in dajejo prednost tradicionalnim materialom. Razlog je predvsem pomanjkanje znanja o prednostih in uporabi, zato je to pomembno področje, na katerem je treba vzpostaviti aktivnosti za celosten zeleni prehod v vsej verigi deležnikov. Razvojna prednost jekel je 100-odstotna reci-klabilnost in možnost neskončnega recikliranja, kar se bo v prihodnosti pokazalo z večjo upora-bo in nadomeščanjem drugih materialov z večjim ogljičnim odtisom. Zaradi povečevanja proizvo-dnje ne bo dovolj virov surovin samo iz odpadne-ga jekla (recikliranje) in bodo še vedno potrebne primarne surovine, kjer pa so ovire za nadaljnji ra-zvoj njihova dostopnost in cenovna fluktuacija ter geopolitična situacija, zato je ključna vzpostavitev kratkih dobavnih verig. Udeleženci razprave so evidentirali nekaj ključnih ovir in predlagali načine za njihovo razrešitev. Prva ovira je osredotočena na splošno situacijo v slo-venski industriji, ki je v osnovi storitvena in v ka-teri je večina kazalnikov vezana na produktivnost. Ta način vrednotenja uspešnosti ni motivacijski za razvoj novih materialov, podjetja pa pogos-to niso pripravljena tvegati. V jeklarski industriji inovacija postane inovacija šele, ko je prodana na trgu. Poleg tega inovativni izdelki zahtevajo veliko sredstev, v nestabilnem okolju pa ni sredstev za nove tehnologije, zato so inovacije težje izvedlji-ve. Vseeno pa je Slovenija v primerjavi z drugimi državami nad povprečjem pri uvajanju novih teh-nologij v proizvodnji aluminija in jekla.Drug in precej pereč problem je razvoj tehnič-nih kadrov, ki zahteva konkretne korake najprej na ravni Slovenije in pripravo spodbud mladim za študij tehnike, metalurgije in strojništva. Med ključnimi problemi so tudi negativna konotacija poklica in predsodki o »umazani industriji«, kar EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Prihodnost lahkih in inovativnih zlitin v transportni industriji

12spodbujati k izvozu končnih produktov z višjo dodano vrednostjo in tako prispevati k večji ne-odvisnosti podjetij ter povečati možnosti večjega vlaganja v razvoj. Izpostavili so tudi potrebe po povečanju povezovanja industrije z institucijami znanja v Sloveniji, kjer je vrhunsko raziskovalno okolje, prehod razvitih inovacij v industrijo pa po-časen in nezadosten. Ena izmed ovir za prehod je omejujoča zakonodaja, ki v preteklosti ni spodbu-jala ustanovitve odcepljenih podjetij, se pa to po-dročje izboljšuje in v naslednjih letih se pričakuje pomemben premik s sodelovanjem vseh akterjev v ekosistemu.odvrača mlade pri odločanju o smeri poklica ter zaposlitvi v kovinski in jeklarski industriji.Razpravljavci so za konec izpostavili glavne kon-kurenčne prednosti Slovenije: majhnost in prila-godljivost trga, ki omogoča fleksibilnost, visoko tehnološko razvitost in širok spekter različnih inovativnih vrst zlitin in jekel ter kratke dobavne roke za kupce, kar so konkurenčne prednosti na globalnem trgu. Podjetja so zanesljiv in ugleden partner na področju avtomobilizma in elektroni-ke. Splošno pa je problematika v spektru izvoza, kjer se samo manjši del izvozi kot končni izdel-ki. Slovenska politika bi morala narediti več ter ZaključkiSlovenija je pomemben akter v vrednostni verigi za e-mobilnost in dobavitelj evropske avtomo-bilske in elektronske industrije, proizvaja širok spekter zlitin, jekel in je tehnološko zelo visoko razvita. Ključni izzivi na prehodu v t. i. zeleno družbo in zeleno industrijo zahtevajo manjšo po-rabo materialov in energije, višje stopnje recikliranosti in podaljšanje življenjske dobe trajanja komponent. Razvojna prednost jekel je 100-odstotna reciklabilnost in možnost neskončnega recikliranja, kar se bo v prihodnosti odražalo z večjo uporabo in nadomeščanjem drugih ma-terialov z večjim ogljičnim odtisom. Zaradi povečevanja proizvodnje ne bo dovolj virov surovin samo iz odpadnega jekla (recikliranje) in bodo še vedno potrebne primarne surovine, to pa je po-membna ovira za nadaljnji razvoj. Ključni strateški prednosti slovenske industrije sta prilagodlji-vost in hiter prehod na nove tehnologije in materiale. Ključne ovire so v razvoju tehničnih kadrov zaradi negativne konotacije poklicev v metalurgiji in strojništvu ter izobraževanju malih in sre-dnjih podjetij o novih materialih na trgu za pospešitev inovacij. Dodatna ovira je nezadosten in prepočasen prehod inovacij, razvitih na institucijah znanja, v industrijo. Na tem področju bi lahko še izboljšali konkurenčne prednosti slovenske industrije in povišali dodano vrednost produktov.Prihodnost lahkih in inovativnih zlitin v transportni industrijiEIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Prihodnost lahkih in inovativnih zlitin v transportni industriji

13Je vodik dolgoročna in trajnostna tehnološkarešitev za čisto mobilnost?Anja Ilenič in dr. Dragica MariničZavod za gradbeništvo Slovenijeanja.ilenic@zag.si, dragica.marinic@zag.si EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Je vodik dolgoročna in trajnostna tehnološka rešitev za čisto mobilnost?Ogljična nevtralnost za doseganje ciljev, definiranih v okviru evropskega zelenega dogovora in Nacionalnega energetskega podnebnega načrta (NEPN), je eno izmed strateško najpomembnejših področij in tudi izzivov, s katerimi se sooča evropsko gospodarstvo. Vsesplošno izboljšanje blaginje in zdravja evropskih prebivalcev je večinoma močno odvisno od razvoja trajnostnih proizvodov, uporabe čistejše energije ter učinkovitejšega, varnejšega in okolju prijaznejšega prometa. Slednji je pomemben dejavnik pri uresničevanju podnebnih, energetskih, prometnih, davčnih in družbenih politik EU pri zmanjšanju neto emisij toplogrednih plinov za vsaj 55 % do leta 2030, v primerjavi z ravnmi iz leta 1990. Prometni ekosistem je bistvenega pomena za EU, saj prispeva k okoli 5 % bruto družbenega proizvoda in zaposluje več kot 10 milijonov ljudi. Cilj Evrope je, da postane do leta 2050 prva podnebno nevtralna celina, pri čemer bo morala za 90 % zmanjšati emisije toplogrednih plinov v prometu ter upoštevati razvoj trajnostne, pametne in odporne mobilnosti.Emisije iz prometa predstavljajo kar 25 % vsehemisij toplogrednih plinov v EU. Za dosego ra-zogljičenja prometnega sektorja je treba siner-gijsko dopolnjevati že obstoječe tehnologije in tudi nove tehnologije, ki prihajajo na trg (bate-rijsko električna vozila, vozila na vodik, vozila z uporabo sintetičnih e-goriv itd.). Osrednja te-matika enega od panelov v okviru konference so bile vodikove tehnologije – surovinske pot-rebe za zagotavljanje prehoda na trajnostno in pametno mobilnost. Sodelovali so prof. dr. To-maž Katrašnik (Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo), prof. dr. Blaž Likozar (Kemijski in-štitut), doc. dr. Gregor Dolanc (Institut Jožef Ste-fan), dr. Janez Blaž (Ministrstvo za infrastruktu-ro Republike Slovenije) in Matej Urh (Plinovodi d.o.o.). Predavatelji so predstavili stališča doumeščanja zelenega vodika, energenta priho-dnosti, v obstoječ prometni ekosistem ter tudipotencialne izzive, s katerimi se lahko srečuje-mo pri njegovi uporabi, na primer shranjevanjein transport vodika.Prof. dr. Tomaž Katrašnik je izpostavil in po-jasnil, da bo za doseganje podnebne nev-tralnosti, povezane z vidiki krožnega gospo-darstva in trajnostne mobilnosti, poleg načel evropskega zelenega dogovora (trajnost, kro-žnost in varovanje okolja) treba upoštevati tudi

14različne direktive o čistem zraku in obnovljivih virih energije, ki pomenijo razmeroma komple-ksen pristop za doseganje cilja. Nujna je optimi-zacija prometa v kontekstu celotnega sektorja, ki je ključna za doseganje lokalnih, regionalnih in tudi nacionalnih ciljev, skladnih z zakonodajo in drugimi tako evropskimi kot tudi slovenskimi zahtevami. Pomemben prispevek bosta imeli elektrifikacija celotnega prometnega sektorja in tudi uporaba vodikovih tehnologij, zlasti za tež-ka vozila in vozila za dolge razdalje. Poleg tega je pomembna prednost vodika pred baterijsko električnimi vozili tudi pri sami infrastrukturi, saj je ta cenejša, hkrati pa je čas polnjenja takega vozila v primerjavi z električnimi precej krajši.Prof. dr. Blaž Likozar je poudaril, da je pri ure-sničevanju čim bolj popolne trajnostnosti/kro-žnosti pomembno zagotavljanje stalnosti pot-rebnih materialov. Pri električnih baterijah so iz-jemnega pomena litij in kobalt ter tudi magnezij, pri vodikovih tehnologijah pa platina, rutenij in iridij. Zaloge potrebnih kritičnih elementov so v EU močno omejene (IEA, 2022), zato so proces recikliranja izjemno pomembni tudi za pridobi-vanje in ohranjanje tovrstnih zalog. Pomemben dejavnik je ekonomska vrednost prej omenje-nih redkih kovin. Kot primer navajamo ceno iri-dija, redke kovine, ki se je v zadnjih desetih le--tih dvignila z okoli 30.000 EUR/kg na 145.000EUR/kg, kar nakazuje porast zanimanja oziro-ma porabe (Iridium, 2022).Pri vpeljevanju vodikovih tehnologij moramo biti pozorni na omejitve, ki jih imamo na naci-onalnih in tudi regionalnih ravneh (omejene za-loge, cena), ter na pomembnost identifikacije pomembnih nosilcev tehnologij že pred samim procesom implementacije, komercializacije in prenosljivosti omenjenih tehnologij.Doc. dr. Gregor Dolanc je v uvodu predstavil načine pridobivanja (reforming ogljikovodikov, elektroliza vode, t. i. zeleni vodik) in uporabe vo-dikovih tehnologij. Te se lahko uporabljajo kot sredstva za pretvorbo, prenos in shranjevanje električne energije, proizvodnjo amonijaka in umetnih gnojil, proizvodnjo vodikovega peroksi-da, v železarski industriji in drugih sektorjih. V prihodnosti se bodo lahko vodikove tehnologije uporabljale tudi v energetiki (pogon težkih vozil, gretje stanovanjskih objektov, pretvorba v ele-ktriko prek gorivnih celic/turbinskih generator-jev). Poudaril je težavnost shranjevanja, pred-vsem z vidika visoke voluminoznosti, nizkega izkoristka shranjevanja in (trenutne) neprimer-nosti shranjevanja večjih količin energije.Dr. Janez Blaž je predstavil projekt severno-jadranske čezmejne vodikove doline, ki so ga pripravili člani meddržavne institucionalne sku-pine Slovenije, Hrvaške in Italije (Furlanija - Julij-ska krajina), na podlagi predhodno podpisanega pisma o nameri za sodelovanje z dne 14. marca 2022. Glavna zahteva razpisa Evropske Komisi-je je bila, da razvite tehnologije vodika dosežejo raven tehnološke razvitosti 6–8, s proizvodnjo 5.000 ton zelenega vodika letno, torej vodika z nižjimi emisijami, pridobljenega z obnovljivo energijo ali nizkoogljično energijo. Prav tako je namen projekta prispevati k uresničevanju cilja EU, da bo vodik do leta 2030 postal sestavni del integriranega evropskega energetskega siste-ma s postavitvijo elektrolizerjev za pridobivanje obnovljivega vodika nazivne moči najmanj 6 GW in proizvodnje najmanj 1 milijona ton ob-novljivega vodika ter za doseganje moči elek-trolizerjev 2 x 40 GW do leta 2030 (EK, 2020b). Celoten meddržavni projekt temelji na modelu četverne vijačnice, katerega osnova je interak-cija med univerzami, industrijo, institucionalno ravnjo in civilno družbo. V nadaljnjem koraku projekta je Ministrstvo za infrastrukturo Re-publike Slovenije zavezano k pripravi političnih smernic treh držav na področju izgradnje se-vernojadranske vodikove doline. Poleg tega mi-nistrstvo načrtuje tudi okrepitev povezovanja Je vodik dolgoročna in trajnostna tehnološka rešitev za čisto mobilnost? EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Je vodik dolgoročna in trajnostna tehnološka rešitev za čisto mobilnost?

15Je vodik dolgoročna in trajnostna tehnološka rešitev za čisto mobilnost?Je vodik dolgoročna in trajnostna tehnološka rešitev za čisto mobilnost?EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Je vodik dolgoročna in trajnostna tehnološka rešitev za čisto mobilnost?ZaključkiTrendi, ki usmerjajo razvoj in uvajanje vodikovih tehnologij, so močno soodvisni od evropske in nacionalne zakonodaje, vključno s strategijami in direktivami, ter tudi od politične in finančne podpore EU in regionalnih specifik posameznih držav članic. Ob tem je treba upoštevati nove energetske realnosti (visoke in nihajoče cene energije, nezanesljiva dobava, pomanjkanje surovin/materialov). Uvajanje vodikovih tehnologij v Sloveniji in tudi širše je močno soodvisno od strateških usmeritev EU in ciljev zagotavljanja večje konkurenčnosti evropskega gospodarstva, možnosti sofinanciranja investicij v razvoj vodikovih tehnologij in infrastrukturo ter širše uporabe vodika v gospodarstvu, cenovne politike ipd. Sklenemo lahko, da sta stabilno politično okolje in predvidljivo poslovno okolje izrazito pomembna za implementacijo vodikovih tehnologij v realnem okolju. Treba je definirati dolgoročnejše politične cilje in ekonomske kazalnike, da bi se lahko tudi podjetja odločala za večje investicije v vodikove tehnologije. Treba je vključevati ustrezna ministrstva in tudi modele financiranja za zagotavljanje takega trajnostnega in zelenega prehoda.Čeprav v samem razvoju zaostajamo za Zahodno Evropo in Azijo, tako pri pridobivanju energije iz obnovljivih virov energije kot tudi pri vzpostavitvi demonstracijskih centrov, imamo v Sloveniji prednosti predvsem v majhnosti, prilagodljivosti in neizmerni inovativnosti, zaradi česar bi lahko razmeroma hitro implementirali vodikove tehnologije. Prav tako imamo zelo širok nabor komplementarnih znanj ter izjemne raziskovalce in podjetja, ki bi take tehnologije razvijala in tržila. Ob tem je potrebna odločnejša vloga s strani države in pristojnih ministrstev pri pripravi nacionalne strategije za vodik ter uspešnejšega črpanja evropskih sredstev za projekte, ki zagotavljajo tehnološko inovativen, zelen in krožni prehod na področju čiste in pametne mobilnosti. Pomembno je zavedanje, da je vodik le ena izmed rešitev, ki je komplementarna drugim že obstoječim zelenim tehnologijam, s katerimi bomo obravnavali prihodnje izzive moderne družbe.med ministrstvi, podjetji in interesnimi skupina-mi ter razvoj nacionalnega načrta oziroma stra-tegije za vodik, ki bo vključevala vzpostavitev celotnega ekosistema in zagotavljala nadaljnje usmeritve za razvoj vodikovih tehnologij.Matej Urh je prav tako poudaril pomen siner-gijskega dopolnjevanja vodika in tudi električne energije za razogljičenje prometnega sektorja. V podjetju Plinovodi d.o.o. so prepoznali po-membnost vodika kot ključnega energenta ter izvajajo aktivnosti prilagoditve plinovodnega sistema za prenos in shranjevanje vodika. Do-bava vodika prek plinovodnega sistema je za-nesljiva in bo izjemno pomembna povsod tam kjer ne bo mogoč prevoz vodika v jeklenkah in cisternah.

16Literatura1. Evropska komisija (2020a). The transport and Mobility Sector. https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/fs_20_23502. Evropska komisija (2020b). Strategija za vodik za podnebno nevtralno Evropo. COM(2020) 301 final. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/SL/TXT/PDF/?uri=CELEX:52020DC0301&from=Sl3. Evropska komisija (2022). Promet in zeleni dogovor. https://ec.europa.eu/info/strategy/priorities-2019-2024/european-green-deal/transport-and-green-deal_sl4. The European Green Deal. COM(2019) 640 final.5. IEA (2022). Final List of Critical Minerals 2022. https://www.iea.org/policies/15271-final-list-of-critical-minerals-20226. Iridium (2022). Iridium Prices for the last 10 Years. https://www.dailymetalprice.com/metalpricecharts.php?c=ir&u=oz&d=120#google_vignette7. NEPN (2020). Celoviti energetski in podnebni načrt Republike Slovenije. https://www.energetika-portal.si/dokumenti/strateski-razvojni-dokumenti/nacionalni-energetski-in-podnebni-nacrt-2024/ EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Je vodik dolgoročna in trajnostna tehnološka rešitev za čisto mobilnost?Je vodik dolgoročna in trajnostna tehnološka rešitev za čisto mobilnost?

17Ali lahko zagotovimo zadostno preskrbo s surovinami za prehod na e–mobilnost?Urša ŠolcGeološki zavod Slovenijeurska.solc@geo-zs.siEvropa danes pridobi le okoli 3 % vseh industrijsko pomembnih mineralnih surovin (tudi kritičnih) na svojem ozemlju in je torej v veliki meri odvisna od uvoza. Stopnja odvisnosti EU od uvoza pri večini kovin znaša med 75 in 100 %. V času omejitev, ki jih prinašata svetovna pandemija Covida-19 in vojna na pragu EU, je ta odvisnost še toliko bolj očitna. Zato se EU pospešeno usmerja v programe za maksimalno zagotavljanje virov surovin znotraj članic in sosednjih dežel. Gre za uporabo novih inovativnih metod odkrivanja in pridobivanja mineralnih surovin ter za usmerjanje v trajnostno in krožno gospodarstvo. Evropska komisija trenutno pripravlja nov seznam kritičnih mineralnih surovin, ki bo objavljen leta 2023. V pripravi je tudi evropski zakon o kritičnih surovinah (angl. Critical Raw Materials Act).EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Ali lahko zagotovimo zadostno preskrbo s surovinami za prehod na e–mobilnost?Je vodik dolgoročna in trajnostna tehnološka rešitev za čisto mobilnost?Surovinske potrebe v e-mobilnosti so največ-je za proizvodnjo baterijskih sklopov in trajnih magnetov v motorjih vozil. Ključne surovine za proizvodnjo so v večinskem deležu podvržene uvozu v EU ter s tem tudi motnjam v dobav-nih verigah in cenovnim pritiskom. Poleg tega tudi proizvodnja končnih izdelkov, baterij in magnetov poteka v večini izven EU. Redki pro-izvajalci v EU so cenovno nekonkurenčni zara-di uvoza dragih vhodnih surovin, visoke cene energentov in delovne sile. Po drugi strani je za e-mobilnost treba zagotavljati električno energijo prek ustrezno prilagojene infrastruk-ture, tj. elektro omrežja.V zadnjem tematskem panelu v okviru konfe-rence so Sara Fink (Porsche Slovenija, d.o.o.), prof. dr. Robert Dominko (Kemijski inštitut), dr. Milana Karajić (Magneti Ljubljana, d.d.), dr. Du-ška Rokavec (Geološki zavod Slovenije) in Bo-ris Šajnović (Iskra, d.d.) razpravljali o preskrbi s surovinami in električno energijo za prehod na e-mobilnost. Sara Fink je ob začetku panela predstavila, kako podjetje Porsche Slovenija kupcem električnih vozil že ponuja celovito rešitev za zagotavljanje oskrbe z električno energijo, ki vključuje polnilno postajo za vozilo, sončno elektrarno, ustrezen baterijski hranilnik električne energije in enovit sistem energetskega upravljanja (za dom, pod-jetja). Na implementacijo teh rešitev vpliva situ-acija na trgu, predvsem (ne)dobavljivost posa-meznih komponent, kar se trenutno že kaže kot omejitev pri sončnih elektrarnah in tudi pri sa-mih električnih vozilih. Izpostavila je zastavljeni cilj, da se prodaja električnih vozil dvigne za 70 % do leta 2030. V proizvodne kapacitete je vlože-nega že ogromno denarja. Ob tem se je treba zavedati, da bo povečanje uporabe električnih vozil predstavljalo obremenitev tudi za elektro omrežje, ki ga bo treba ustrezno nadgraditi.

18Ali lahko zagotovimo zadostno preskrbo s surovinami za prehod na e–mobilnost?EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Ali lahko zagotovimo zadostno preskrbo s surovinami za prehod na e–mobilnost?Prof. dr. Robert Dominko, vodja laboratorija za sodobne baterijske sisteme na Kemijskem inštitutu, je prikazal celotno surovinsko verigo proizvodnje Li-ionskih baterij, od rudarjenja oziroma pridobivanja surovin do končne uporabe v proizvodih, kot so električna vozila. S povečevanjem uporabe Li-ionskih baterij so se začele razprave o reciklabilnosti baterijskih sistemov – katere surovine lahko pridobimo nazaj in katere moramo nujno pridobiti nazaj. Razvija se več različnih postopkov za reciklažo baterij, ki so vse bolj energetsko in materialno učinkovite. Po drugi strani pa proizvajalci vse bolj podaljšujejo življenjsko dobo uporabe baterij, kar je dobro z vidika trajnosti produkta. Po drugi strani to dejansko vodi do tega, da se bodo ključne surovine – kobalt, nikelj, baker, grafit, litij – vračale v proizvodni cikel vedno kasneje. Na Kemijskem inštitutu potekajo številne raziskave o alternativnih možnostih uporabe magnezijevih, aluminijevih, kalcijevih organskih akumulatorjev ter tudi natrijevih akumulatorjev in cinkove tehnologije. Vse te nove rešitve bodo v prihodnjih letih dopolnjevale Li-ionsko tehnologijo.Na področju razvoja baterij se dogajajo številne spremembe. Proizvodnja baterij v Evropi se že vzpostavlja, seveda bodo surovinske zahteve velike, vendar pa imamo v Evropi nekaj nahajališč tako kobalta kot tudi litija, kar bomo morali raziskati in ustrezno uporabiti. Po besedah prof. dr. Roberta Dominka je zahteve po recikliranju baterij za zdaj treba prepoznati kot ekonomsko neupravičene, saj obstoječe baterije še niso v reciklirnih postopkih, ker se še uporabljajo. Nujna je uveljavitev baterijskega potnega lista, da bodo v prihodnje reciklažne tovarne natančno vedele, katere komponente so v določeni bateriji in kaj lahko iz rabljene baterije izločijo. Reciklaža bo nujna tudi v primeru uveljavitve novih tehnologij, za katere so surovine sicer na voljo, vendar je v vsakem primeru treba zagotoviti trajnostno ravnanje s surovinami.Dr. Milena Karajić, vodja strateških projek-tov v podjetju Magneti Ljubljana, d.d., ki osta-ja eden redkih evropskih proizvajalcev trajnih magnetov, je spregovorila o trajnih magnetih. Njihova uporaba se z razvojem e-mobilnosti in drugih zelenih tehnologij močno povečuje. Za klasičen bencinski ali dizelski motor je potreb-nih le okoli 200 g magnetov, v elektromotor pa je vgrajenih kar 2,5 kg magnetov. Po ocenah bo leta 2030 potrebnih okoli 50 kt trajnih ma-gnetov le za proizvodnjo e-vozil. V proizvodnji trajnih magnetov za uporabo v e-vozilih so ključne surovine poleg železa elementi red-kih zemelj (REE), kot sta neodim in disprozij. Največji dobavitelji teh REE in posledično tudi najmočnejši proizvajalci trajnih magnetov so kitajska podjetja. V zadnjih 15 letih je propad-la večina evropskih proizvajalcev trajnih ma-gnetov, predvsem zaradi cenovne nekonku-renčnosti v primerjavi s kitajskimi proizvajalci, ki obvladujejo tudi trg s kritičnimi surovinami. Evropa mora biti bolj strateška pri dobavljanju teh materialov za evropsko industrijo, druga-če bo načrtovani prehod na e-mobilnost ne-uresničljiv. Evropska komisija se tega zaveda in kot možno rešitev ponuja evropski zakon o kritičnih surovinah (angl. Critical Raw Materials Act), ki naj bi prispeval k izboljšanju konkurenč-nosti nakupa kritičnih surovin in posledično proizvodnje trajnih magnetov. Proizvajalci se ukvarjajo z zagotavljanjem in zmanjševanjem porabe predvsem kritičnih mineralnih surovin v proizvodnem procesu, poleg tega pa tudi z uporabo odpadnih magnetov. Za zdaj v Evro-pi sistematično zbiranje odpadnih trajnih ma-gnetov in recikliranje še ni zaživelo. Tehnološki postopki so že razviti, tako da je eden izmed ciljev evropskega zakona o kritičnih surovinah

19Ali lahko zagotovimo zadostno preskrbo s surovinami za prehod na e–mobilnost?Ali lahko zagotovimo zadostno preskrbo s surovinami za prehod na e–mobilnost? EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Ali lahko zagotovimo zadostno preskrbo s surovinami za prehod na e–mobilnost?opredelitev finančnih mehanizmov, ki bodo spodbudili dejansko uveljavitev reciklažnih postopkov. Magneti, d.d., razvijajo in poso-dabljajo svoje proizvodnje procese s ciljem razogljičenja proizvodnje do leta 2050.Dr. Duška Rokavec, raziskovalka z Geološke-ga zavoda Slovenije, je v predstavitvi sprego-vorila o evropskem naboru kritičnih surovin, ki se posodablja vsaka tri leta glede na ak-tualno stanje preskrbe in potreb. Poudarila je, da bodo raziskovanje in pridobivanje oz. rudarjenje primarnih mineralnih surovin še naprej ključni deli modernega gospodarstva kljub prizadevanjem za vse večje recikliranje in ponovno uporabo že rabljenih materialov, kar je seveda nujno. Evropa v zelo omejenem obsegu nastopa na trgu proizvajalcev kritič-nih mineralnih surovin: določenih surovin na svojem ozemlju celo nima, njihov uvoz je zelo kritičen in njihova cena nestabilna, poleg tega pa so v obstoječih tehnologijah nezamenljive. Slovenija nahajališč kritičnih mineralnih suro-vin nima oziroma ta v večjih globinah niso raz-iskana. Poleg tega nimamo sprejetega načrta za oskrbo naše industrije s kritičnimi surovina-mi. Poudarila je, da bi morala vsaka država za-ščititi mineralne surovine na lastnem ozemlju in zavarovati dostop do njih, saj je samooskrba tudi na tem področju ključna za varnost in sta-bilnost vsake družbe.Boris Šajnović iz podjetja Iskra, d.o.o., pa je zak-ljučil panel s predstavitvijo podjetja kot proizva-jalca nekaterih komponent za uporabo v e-mo-bilnosti in zeleni energetiki, pri čemer se v podje-tju prav tako srečujejo s pomanjkanjem surovin. Tako so se usmerili v oblikovanje digitalnih rešitev za optimizacijo porabe surovin in energije oziro-ma goriv v prometu, ki koristijo tako upravljavcem prometnega sistema kot tudi uporabnikom ozi-roma prebivalcem in obiskovalcem. Na energet-skem področju razvijajo rešitve za centre vodenja, ki povečujejo fleksibilnost omrežja in dolgoročno ustvarjajo pametne energetske skupnosti.ZaključkiRazpravljavci so se ob koncu strinjali, da je glavna konkurenčna prednost Slovenije v majhnosti in prilagodljivosti trga, ki omogoča fleksibilnost in hitro implementacijo inovativnih pilotnih projektov. Slovenska podjetja so že razvila nove produkte, storitve, poslovne modele, ki jih kot dobre prakse lahko takoj uporabimo na slovenskem trgu ter nam ni treba uvažati znanja in rešitev iz tujine. Zagotovo je močna konkurenčna prednost tudi ta, da imamo enega redkih evropskih proizvajalcev trajnih magnetov v Sloveniji, ki že uporablja najsodobnejše tehnologije za proizvodnjo trajnih magnetov in si pri tem prizadeva za sistemsko ureditev zbiranja ter posledično reciklaže in uporabe odpadnih magnetov pri proizvodnji novih produktov. Številne spremembe so tudi na področju razvoja baterij; razvijajo se nove rešitve, ki bodo v prihodnjih letih dopolnjevale Li-ionsko tehnologijo. Slovenija je z raziskavami na tem področju v svetovnem vrhu, z razvojem slovenskega centra za brezogljične tehnologije pa se bo napredek pri njihovem uveljavljanju na trgu še pospešil.

20Avtorski prispevki

21

22 EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Trajnostna in krožna transformacija v podjetjihTrajnostna in krožna transformacija v podjetjihGre pri trajnostnem poslovanju zgolj za kratkoročen interes ali dolgoročno iskreno zavezo? Zakaj bi podjetja sploh vstopila v proces trajnostnega in krožnega poslovanja? Zakaj je pomembno, da podjetje najprej začne s procesom celovite strateške transformacije na vseh področjih poslovanja? Kako razumeti in udejanjati makro- in mikrosliko trajnostnega razvoja in poslovanja? Kako pomembna je zdrava kmečka pamet pri njenem razumevanju in implementaciji v praksi?Danes je beseda trajnost že tako splošno uporabljena, da je velikokrat zlorabljena. S površinskim razumevanjem in prakso se njen pomen oddaljuje od pravega pomena, pozitiv-nih nujnih sprememb in uvajanja novih boljših vzorcev delovanja. Dogaja se, da v praksi drvi v pomen zunanje podobe in površinskega fi-lozofiranja. Dejansko je stvar zelo preprosta in hkrati kompleksna. Ključno načelo ali zapo-ved, ki bi morala postati naše vodilo v vsak-danjem življenju, je: »Sprejemajmo zgolj take odločitve, osebne ali poslovne, ki ne bodo škodovale okolju, naravi, ljudem in širši skup-nosti. Še več, sprejemajmo le take odločitve, ki bodo imele tudi regenerativno vrednost in bodo ustvarjale dodano vrednost v okolju, za ljudi in skupnost kot celoto.«SPIRIT Slovenija ima že več kot sedem let poglobljenih izkušenj dela z več kot 70 podjetji Alenka Hren,vodja nacionalnega programa trajnostne strateške transformacije podjetijSPIRIT Slovenija, javna agencijaalenka.hren@spiritslovenia.si

23 EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Trajnostna in krožna transformacija v podjetjihodgovorne odločitve. Ko je podjetje v slabši formi, odločitve pogosto temeljijo na preživetvenem nagonu in negativnih čustvih. • Kako to narediti? Pot transformacije je poglobljen in intenziven proces ter posega v vse pore delovanja in poslovanja podjetja. Posega v samo jedro podjetja in s tem ruši oziroma mora najprej porušiti vse slabe temelje in zgraditi nove, boljše. Tak poseg je lahko boleč za vodstvo in tudi za zaposlene, saj iz omare padajo tudi okostnjaki, s katerimi se je treba soočiti. Ključno vlogo ima zrelo in kompetentno vodstvo podjetja.Ključnega pomena pri tem je proces. Korak za korakom po svojih zmožnostih podjetje samo določa časovno in vsebinsko dinamiko sprememb. Proces se izvaja vključujoče, s tem pa se gradi dolgoročno zavezništvo vseh zaposlenih za uresničevanje strateških, trajnostnih in poslovnih ciljev podjetja. • Prava, boljša vrednost podjetja, produktov in storitev se začne v jedru podjetja. Z zgraditvijo močnega jedra in temeljev je podjetje pripravljeno na vsa notranja in zunanja trenutna in bodoča tveganja ter negotovost.na temo trajnostne strateške transformacije poslovanja. Vsa ta podjetja so se odpravila na to pot ter izkusila nujno in poglobljeno trajnostno transformacijo poslovanja. Skozi proces so pripravila trajnostne korporativne poslovne strategije, transformacijo poslovnih modelov in procesov kreiranja vrednosti produktov in storitev, vključno z lastnimi dobavnimi in vrednostnimi verigami.Ključna spoznanja iz prakse, ki so se pokazala kot temelj za učinkovito trajnostno transformacijo posameznega podjetja, pa vsebujejo odgovori na spodnja vprašanja: • Zakaj vstopiti v proces trajnostne transformacije? Pri tem so pomembni razlog, motivacija, iskren namen. Samo iskreni nameni in vrednote, ki temeljijo na želji delati v dobro vseh in ne samo za finančno uspešnost, bodo dolgoročno dali prave učinke, tako trajnostne kot poslovno finančne. • Kdaj začeti? Kdaj je podjetje pripravljeno, da se loti poglobljene transformacije? Pomembno je izbrati pravi čas. Optimalno je to takrat, ko je podjetje v dobri formi. V takem stanju lahko sprejema dobre in Več informacij o programu in podpori za podjetja: • Za obdobje 2022–2026https://www.podjetniski-portal.si/programi/enotna-tocka-za-krozno-gospodarstvo • Izkušnje v praksi 2015–2022https://www.podjetniski-portal.si/programi/trajnostna-poslovna-strateska-transformacija Trajnostna in krožna transformacija v podjetjih

24Visokotrdnostna kvazikristalna aluminijeva zlitina za proces visokotlačnega litja aluminijamag. Luka Bertoncelj,vodja raziskav in razvojaIskra ISDluka.bertoncelj@iskra-isd.siV promocijskih vsebinah za trženje novih vozil in drugih prevoznih sredstev ter novih izdelkov na sploh se čedalje pogosteje srečujemo z marketinškimi izrazi, kot so »sustainability«, »green«, »CO2 reduction« itd. Vprašanje pa je, kako to doseči v praksi. Ena izmed možnosti je z uporabo visokotrdnostnih aluminijevih zlitin.Slika 1: Povečevanje tržnega deleža električnih vozil v obdobju 2012–2021.EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Visokotrdnostna kvazikristalna aluminijeva zlitina za proces visokotlačnega litja aluminija

25Avtomobilska industrija si v vsaki novi genera-ciji vozil prizadeva zmanjšati stroške, med dru-gim na račun zmanjševanja števila sestavnih delov ter uporabe naprednejših materialov in novih tehnologij spajanja.Zmanjševanje števila sestavnih delov vodi do nižjih stroškov montaže, povečevanja kakovo-sti, prihrankov pri logistiki itd., prispeva pa tudi k večjemu dosegu vozil, boljšemu izkoristku in manjšemu ogljičnemu odtisu. To se dosega predvsem z razvojem večjih multifunkcijskih in kompleksnejših sestavnih delov.Zaradi kompleksnejših sestavnih delov se v različnih industrijskih panogah, kot so ladje-delništvo, letalska in avtomobilska industrija, pojavlja tudi povpraševanje po razvoju napre-dnejših materialov, ki omogočajo zmanjšanje porabe surovin (teže) in energetske prihranke.Aluminij je najpogostejša kovina v zemeljski skorji in druga najpogosteje uporabljena kovina za proizvodnjo izdelkov, s širjenjem e-mobilno-sti pa se njegova vloga še povečuje. V zadnjih 15 letih se je povpraševanje po aluminiju po-večalo za več kot 150 %, kar je predvsem pos-ledica njegovih odličnih mehanskih in termičnih lastnosti, dobre korozijske odpornosti in odlič-ne reciklabilnosti (> 90 %). Več kot 30 % svetov-ne porabe aluminija je v avtomobilski industriji. V letu 2021 je bilo tako prodanih skoraj 7 mi-lijonov električnih vozil (slika 1), ki imajo v pri-merjavi s klasičnimi ICE vozili v povprečju 200 in več kilogramov aluminija oziroma 10 % več, do leta 2030 pa je projiciran delež kar 250 kg na vozilo.Aluminij je eden ključnih materialov za prehod na okolju prijaznejšo mobilnost, saj omogoča tako imenovano »lightweight« zasnovo izdelkov, kar je trenutno najaktualnejši razvojni trend v avto-mobilski in tudi v drugih logistično relevantnih industrijah. Cilj je do leta 2025 zmanjšati težo električnih vozil za 15 %, oziroma do leta 2035 za 20 do 30 %, glede na trenutno stanje. To je mogoče doseči samo z ustreznimi materiali, kot so aluminijeve zlitine, ki imajo tudi odlično sposobnost preoblikovanja z uporabo visoko produktivnih in ponovljivih ter stroškovno učin-kovitih proizvodnih metod (ekstruzija, različne oblike litja, kovanje, štancanje, itd.).Predstavljeni projekt obsega razvoj visoko-trdnostne aluminijeve zlitine za proces viso-kotlačnega litja aluminija, ki s pomočjo tvorbe tako imenovanih kvazikristalov omogoča dose-go mehanskih lastnosti, s katerimi se nahaja-mo v področju jekel. Raziskovalci z Naravoslov-notehniške fakultete Univerze v Ljubljani so v laboratorijskem okolju naredili »proof-of-con-cept« (slika 2), ki se zdaj prenaša v industrijsko okolje.Razlike med eksperimentalnim in industrijskim okoljem so precejšnje, zlasti v postopku pripra-ve materiala in procesnih pogojih, s katerimi želimo doseči ciljno mikrostrukturo s primerni-mi mehanskimi lastnostmi. EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Visokotrdnostna kvazikristalna aluminijeva zlitina za proces visokotlačnega litja aluminijaVisokotrdnostna kvazikristalna aluminijeva zlitina za proces visokotlačnega litja aluminija

26V okviru projekta se srečujemo z razvojem procesa priprave in predelave materiala ter z optimi-zacijo kemijske sestave aluminijeve zlitine, ki bo omogočala želene rezultate v okviru dosegljive-ga tehnološkega okna. Prvi rezultati so spodbudni in nam dajejo upanje za naprej (slika 3).Slika 2: »Proof of concept« z uporabo bakrene kokile in naknadne metalografske analize mikrostrukture.Slika 3: Primer strela industrijskega sestavnega dela z uporabo nove zlitine s kvazikristali.EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Visokotrdnostna kvazikristalna aluminijeva zlitina za proces visokotlačnega litja aluminijaVisokotrdnostna kvazikristalna aluminijeva zlitina za proces visokotlačnega litja aluminija

27Prihodnost lahkih zlitin v transportni industrijiprof. dr. Bojan Podgornik,vodja odsekaInštitut za kovinske materiale in tehnologijebojan.podgornik@imt.siTransport je eden glavnih deležnikov na področju izpusta toplogrednih plinov. Izzivi na tem področju so v največji meri vezani na zmanjšanje porabe materialov in energije. Očitno je, da je v transportni industriji nujen razvoj novih naprednih materialov, ki morajo biti lahki, energetsko učinkoviti in okolju prijazni. Izjemen potencial v trajnostno naravnani transportni industriji imajo visokotrdnostna jekla ter aluminijeve, magnezijeve in titanove zlitine.Transport je ključnega pomena za družbo, gospodarstvo in globalne verige vrednosti, hkrati je eden glavnih deležnikov na podro-čju izpusta toplogrednih plinov, odgovoren za kar 23 % globalnega izpusta. Izzivi na tem področju so na splošno vezani na zmanjšanje porabe materialov in energije, povečanje re-ciklabilnosti, zmanjšanje uporabe strupenih snovi, povečano trajnostno rabo obnovljivih virov in podaljšanje dobe trajanja komponent. Zahteve za doseganje teh izzivov so predvsem na strani uporabljenih materialov. V transpor-tu in transportni industriji je nujen razvoj no-vih naprednih materialov, ki morajo biti lahki, energetsko učinkoviti in okolju prijazni.Do zdaj je bilo razvitih že veliko naprednih, predvsem kompozitnih materialov, ki izkazu-jejo zelo specifične lastnosti. Le-te jim daje-jo tudi precej prednosti pred tradicionalnimi kovinskimi materiali. Po drugi strani pa imajo kompozitni materiali kar nekaj omejitev, ki so povezane z razpoložljivostjo virov, energijsko in ogljično intenzivno proizvodnjo, razgradlji-vostjo in možnostjo recikliranja, biokompa-tibilnostjo, proizvodnimi zmogljivostmi itd. Kovine in lahke zlitine imajo po drugi strani odličen trajnostni značaj. Kovine, kot so žele-zo (Fe), aluminij (Al), magnezij (Mg) in titan (Ti), so osnovni elementi in jih zato ni mogoče uni-čiti ali osiromašiti. Viri kovinskih elementov se z uporabo ne zmanjšajo, spreminjata se le nji-hova lokacija in oblika. Ko izdelki iz lahkih zlitin dosežejo svojo dobo trajanja, je mogoče ma-terial preprosto reciklirati in ponovno upora-biti pri izdelavi drugega izdelka. Ta cikel omo-goča, da lahke zlitine z recikliranjem ostanejo trajno dostopen material, obdržijo lastnosti in so tako imenovani materiali »od zibelke do zibelke« z zaprtimi materialnimi zankami. Lahke zlitine lahko ob pravilni proizvodnji in obdelavi dosegajo tudi izjemne lastnosti, po-membne za transportno industrijo. Kljub vse-mu pa potencial kovin in lahkih zlitin še ved-no ni v celoti uresničen in izkoriščen v praksi, zlasti v transportni industriji.Največji potencial in prihodnost v trajnostno in okolju prijazno naravnani transportni in-dustriji imajo visokotrdnostna jekla (nosilna EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Prihodnost lahkih zlitin v transportni industriji

28trdnostna ogrodja), visokotrdnostne alumi-nijeve zlitine (povezovalni in varnostni ele-menti), magnezijeve (ohišja) in titanove zliti-ne (konstrukcijski gibajoči elementi). V sklopu baterij pa prevladujejo zlitine litija, kobalta in Prihodnost lahkih zlitin v transportni industrijiniklja. Kljub vsemu naštetemu, izjemen poten-cial lahkih zlitin še zdaleč ni v celoti raziskan in izkoriščen, večinoma zaradi dokaj negativne-ga splošnega prepričanja, da je metalurgija in proizvodnja zlitin umazana industrija.EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Prihodnost lahkih zlitin v transportni industriji

29Izzivi kritičnih surovin v baterijah ali membranskih gorivnih/elektroliznih celicah z recikliranjem ali racionalno zasnovo materialovTako v gorivnih celicah kot baterijah se uporabljajo kritične surovine, zaradi česar ima tudi njihova proizvodnja okoljski odtis. Pri razvoju je zato ključno, da dobro razumemo delovanje in vpliv posameznih komponent, saj jih lahko tako optimiziramo za daljšo življenjsko dobo, boljše delovanje in manjšo porabo surovin. V našem laboratoriju se ukvarjamo z modeliranjem materialov za razumevanje in sintezo izboljšanih formulacij.Prehod v ogljično nevtralno družbo povečuje odvisnost od elektrokatalitičnih in elektroliznih tehnologij. Ta prehod je trenutno močno odvisen od dveh plemenitih kovin, to je platine (Pt) in iridija (Ir), kar lahko povzroči povečanje povpraševanja in pomanjkanje surovin, s tem pa tudi izdelkov (Minke idr., 2021).Na našem inštitutu se teh vprašanj lotevamo na več načinov, bodisi z izboljšanjem postopkov sinteze bodisi s povečanjem katalitične aktivnosti ali z racionalno zasnovo itd. Ugotovili smo, da lahko legiranje Pt z drugimi prehodnimi kovinami vodi do znatnega raztapljanja kovin, s čimer se skrajša življenjska doba takih elektrod. To je močno odvisno od potenciala in temperature delovanja, kar bi morali upoštevati proizvajalci na sistemski ravni (Đukič idr., 2022).Razširjena uporaba vodikovih tehnologij, kot so gorivne celice z membrano za izmenjavo protonov, bo zahtevala proizvodnjo velikih koli-čin elektrokatalizatorjev. Tehnologija pulznega izgorevanja omogoča možnost za proizvodnjo večjih količin materiala z izjemno zmogljivostjo pri industrijsko pomembnih visokih gostotah toka (Pavko idr., 2021). Problem predstavlja tudi količina Pt in Ir, potrebna za proizvodnjo aktivnih in stabilnih materialov. Delo, ki ga je opravila skupina za elektrokatalizo na Kemij-skem inštitutu, je pokazalo, da je mogoče s spreminjanjem morfologije nosilca aktivnost Ir izboljšati kar do petkrat v primerjavi s komer-cialno dostopnim IrO2. Skupaj z izboljšano ak-tivnostjo so pripravljeni materiali izkazali tudi povečano stabilnost (Moriau idr., 2021a). Z racionalno zasnovo, združevanjem materi-alov z različno kemijsko naravo znotraj istega hibridnega nanokompozitnega materiala je mogoče aktivnost in stabilnost močno izbolj-šati (Moriau, 2021b). EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Izzivi kritičnih surovin v baterijah ali membranskih gorivnih/elektroliznih celicah z recikliranjem ali racionalno zasnovo materialovprof. dr. Blaž Likozar, Alen Rupnik, Janvit Teržan, Dimitrij Ješič in Matej HušKemijski inštitut, Odsek za katalizo in reakcijsko inženirstvoblaz.likozar@ki.si

30Proizvodnja magnezija iz ostankov predelave kromove rudeMagnezij (Mg) je kritična kovina za EU, ZDA, Združeno kraljestvo in Avstralijo, ključna pa je predvsem v avtomobilski in vesoljski indu-striji. EU trenutno nima domače proizvodnje magnezija in je v celoti odvisna od kitajskega uvoza. Kitajska ima z 90-odstotnim deležem monopol nad Mg na svetovnem trgu. Lani je na Kitajskem zaradi pomanjkanja električne energije prišlo do zaustavitev proizvodnje Mg, kar je povzročilo pomanjkanje njegove dobave in rekordne cene. Cene Mg so septembra 2021 dosegle vrednosti 10.240 dolarjev na mega-tono.Pred kratkim financiran projekt EIT Raw Ma-terials EU Magnesium bo prva domača pro-izvodnja magnezija v Evropi. V sklopu tega projekta bo v Romuniji pod okriljem Mures Magnesium Srl postavljen primarni proizvodni obrat za pridelavo magnezija, v katerem se bo pridobival Mg iz ostankov, nastalih pri prede-lavi kromove rude (angl. COPR – Chromic Ore Processing Residue).Z uporabo inovativne metode ponovne obde-lave COPR, ta kot vhodna surovina zagotavlja inovativno večtokovno proizvodnjo magnezija, kromovega oksida (Cr2O3), kalcijevega klorida (CaCl2) in natrijevega hidroksida (NaOH). Ma-gnezij se bo najprej izločil v obliki magnezijeve soli MgCl2, to pa se bo s pomočjo elektrolize taline soli pretvarjalo v čisti magnezij.Modeliranje površine baterij s kinetičnim modelom Monte CarloAvtomobilska industrija se v zadnjem času vedno hitreje transformira v elektrifikacijo vozil, kar vodi do številnih ugodnosti, pa tudi do številnih vprašanj in polemik. Nedvomno je že nekaj časa ključno vprašanje življenjske dobe baterij in dosega električnih vozil. Zato sta optimizacija materialov in razumevanje procesov delovanja baterij ključnega pomena. Z uporabo različnih simulacij in teoretičnih predpostavk lahko izračunamo obnašanje materialov in delovanje baterijskih sistemov.Opisovanje baterijskih sistemov s pomočjo teorije gostotnega funkcionala in kinetičnega modela Monte Carlo se razvija razumevanje delovanja baterij na osnovi magnezija. Študije so pokazale, da se magnezijeve baterije sčasoma deformirajo in tvorijo na površini dendrite, podobno kot pri nam bolj znanih litijevih baterijah, kar pomeni nevarnost za uporabnika (Lautar idr., 2019; Hagopian idr., 2020).Izzivi kritičnih surovin v baterijah ali membranskih gorivnih/elektroliznih celicah z recikliranjem ali racionalno zasnovo materialovEIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Izzivi kritičnih surovin v baterijah ali membranskih gorivnih/elektroliznih celicah z recikliranjem ali racionalno zasnovo materialov

31Izzivi kritičnih surovin v baterijah ali membranskih gorivnih/elektroliznih celicah z recikliranjem ali racionalno zasnovo materialovLiteratura1. Minke, C., Suermann, M., Bensmann, B., Hanke-Rauschenbach, R. (2021). Is iridium demand a potential bottleneck in the realization of large-scale PEM water electrolysis? International Journal of Hydrogen Energy, 46, 23581–23590.2. Đukič, T., Moriau, L. J., Pavko, L., Kostelec, M., Prokop, M., Ruiz-Zepeda, F., Šala, M., Dražić, G., Gatalo, M., Hodnik, N. (2022). Understanding the Crucial Significance of the Temperature and Potential Window on the Stability of Carbon Supported Pt-Alloy Nanoparticles as Oxygen Reduction Reaction Electrocatalysts. ACS Catalysis, 12, 101–115.3. Pavko, L. idr. (2021). Toward the Continuous Production of Multigram Quantities of Highly Uniform Supported Metallic Nanoparticles and Their Application for Synthesis of Superior Intermetallic Pt-Alloy ORR Electrocatalysts. ACS Applied Energy Materials, 4, 13819–13829.4. Moriau, L. idr. (2021a). Effect of the Morphology of the High-Surface-Area Support on the Performance of the Oxygen-Evolution Reaction for Iridium Nanoparticles. ACS Catalysis, 11, 670–681.5. Moriau, L. idr. (2021b). Enhancing Iridium Nanoparticles’ Oxygen Evolution Reaction Activity and Stability by Adjusting the Coverage of Titanium Oxynitride Flakes on Reduced Graphene Oxide Nanoribbons’ Support. Advanced Materials Interfaces, 8(17), 2100900.6. Lautar, A. K., Kopač, D., Rejec, T., Bančič, T. in Dominko, R. (2019). Morphology evolution of magnesium facets: DFT and KMC simulations. Physical Chemistry Chemical Physics, 21(5), 2434–2442.7. Hagopian, A., Kopač, D., Filhol, J. S. in Lautar, A. K. (2020). Morphology evolution and dendrite growth in Li-and Mg-metal batteries: A potential dependent thermodynamic and kinetic multiscale ab initio study. Electrochimica Acta, 353, 136493. EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Izzivi kritičnih surovin v baterijah ali membranskih gorivnih/elektroliznih celicah z recikliranjem ali racionalno zasnovo materialov

32Osnovni pojmi glede vodikovih tehnologijdoc. dr. Gregor Dolanc,vodja Odseka za sisteme in vodenjeInstitut Jožef Stefangregor.dolanc@ijs.siPo pričakovanjih bo imel vodik pomembno vlogo pri prehodu v zeleno, obnovljivo in brezogljično energetiko. Vodik ni energent, saj ga v naravi ni v prosti obliki in ga je treba pridobiti. Vodikove tehnologije so asistenca pri uporabi obnovljivih virov električne energije, kot so vodni, vetrni in sončni viri, ki omogoča, da se električna energija pretvori v vodik, se shrani za določeno časovno obdobje in se v času potreb uporabi kot surovina ali energent za transport in mobilnost ali za proizvodnjo toplote in elektrike.Vodikove tehnologije so sredstvo za pretvorbo, transport in shranjevanje energije. Prostega elementarnega vodika (H2), iz katerega lahko pridobimo električno, toplotno in ostale vrste energije, v naravi ni. V naravi se vodik vedno pojavlja vezan v kemijskih spojinah, kot so voda (H2O), ogljikovodiki (CXHY) in druge spojine, iz katerih lahko pridobimo vodik. Trenutno se večina vodika pridobi iz ogljikovodikovih goriv, največ iz zemeljskega plina oziroma metana (CH4), proces pridobivanja se imenuje reforming. Pri tem načinu se zemeljski plin uporablja kot vstopna surovina za proizvodnjo vodika in tudi kot energent, saj je za potek kemijske reakcije reforminga treba dovajati toplotno energijo. Uporaba zemeljskega plina vodi v emisije CO2, zato tako pridobljeni vodik ne nosi oznake zelen in ni obnovljiv. Druga možnost pridobivanja vodika je elektroliza vode. Tako pridobljen vodik ima oznako zelen in je obnovljiv, a le v primeru, če se za pogon elektrolize uporablja zelena in obnovljiva elektrika iz vodnih, vetrnih in sončnih virov. V vsakem primeru je vodik treba pridobiti iz kemijskih snovi, zato ni energent v pravem pomenu besede, kot so to na primer fosilna goriva in obnovljivi viri energije, je pa sredstvo za shranjevanje in prenos energije.Glavni elementi vodikovih tehnologij so elektrolizerji, gorivne celice, hranilniki vodika in naprave za komprimiranje. Elektrolizerji se uporabljajo za proizvodnjo vodika s pomočjo elektrolize vode, gre torej za pretvorbo električne energije v vodik. Gorivne celice izvajajo nasprotno pretvorbo, torej pretvarjajo vodik v električno energijo. Hranilniki vodika so namenjeni shranjevanju vodika in s tem energije ter so lahko izvedeni v obliki tlačnih rezervoarjev oziroma kemijskih sistemov, ki vodik vežejo v obliki različnih kemijskih substanc. Naprave za komprimiranje (mehanski ali elektrokemijski kompresorji) se uporabljajo v povezavi s tlačnimi rezervoarji. Če želimo doseči zadostno gostoto shranjevanja energije (kWh/l), je treba vodik komprimirati na visoke tlake, ki na primer v avtomobilskih aplikacijah dosegajo tudi 700 barov.Vodik se lahko uporablja v različne namene. Prva in že obstoječa možnost je uporaba vodika EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Osnovni pojmi glede vodikovih tehnologij

33kot vhodne surovine za proizvodnjo različnih kemijskih snovi, na primer vodikovega peroksida (H2O2), amonijaka (NH3) in različnih drugih spojin. Druga možnost, katere pomen se bo povečeval v prihodnosti, je uporaba vodika kot energenta, in sicer za potrebe mobilnosti oziroma transporta ter za proizvodnjo toplote in elektrike. V mobilnosti in transportu so se začela pojavljati vozila s pogonskim sklopom na osnovi gorivnih celic. Gre za električna vozila, pri katerih se elektrika proizvaja v vozilu samem s pomočjo gorivnih celic iz vodika, shranjenega v rezervoarju vozila. Prednost pred električnimi vozili z baterijami je v večji količini shranjene energije in posledično večjem dosegu ter v možnosti hitrega polnjenja, saj polnjenje rezervoarja vodika poteka podobno hitro kot polnjenje rezervoarja pri vozilih na bencinski oziroma dizelski pogon, kar pa je neprimerno hitreje kot polnjenje baterij. Slaba stran je večja tehnična kompleksnost pogona in nižji energetski izkoristek. Nadalje bo vodik mogoče uporabljati za proizvodnjo toplotne energije za ogrevanje stavb, pri čemer gorivne celice omogočajo soproizvodnjo električne in toplotne energije, kar omogoča velik izkoristek izrabe energije vodika. Vodik je primeren tudi za proizvodnjo toplote v različnih industrijskih procesih oziroma pečeh za predelavo materialov v železarski, steklarski, kemijski, cementni in podobnih vejah industrije.Vodikove tehnologije imajo potencial za nadomeščanje fosilnih goriv in razogljičenje, pogoj pa je, da je na voljo dovolj virov zelene obnovljive električne energije, iz katerih lahko pridobimo vodik na obnovljiv, zelen in brezogljičen način.Literatura1. Roland Berger (2018). Fuel Cells and Hydrogen for Green Energy in European Cities and Regions.2. Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking (2019). Hydrogen Roadmap Europe. https://data.europa.eu/doi/10.2843/3415103. IRENA (2018). Hydrogen from renewable power: Technology outlook for the energy transition. Abu Dhabi, International Renewable Energy Agency. https://www.irena.org/publications/2018/sep/hydrogen-from-renewable-power4. A hydrogen strategy for a climate-neutral Europe, COM(2020) 301 final. EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Osnovni pojmi glede vodikovih tehnologijOsnovni pojmi glede vodikovih tehnologij

34Vloga vodika v trajnostni mobilnostiMatej Urh, procesni inženir dr. Franc Cimerman, pomočnik glavnega direktorja za tehnično področjePlinovodi d.o.o.matej.urh@plinovodi.si, franc.cimerman@plinovodi.si Evropska unija je prepoznala vlogo vodika pri razogljičenju rabe energije in zmanjševanju odvisnosti od uvoza fosilnih goriv. Vodik iz nefosilnih virov ima velik potencial tudi v prometnem sektorju, zlasti v tovornem prometu, kjer ima številne prednosti pred konkurenčnimi tehnologijami trajnostne mobilnosti, predvsem v smislu daljšega dosega ob manjši masi vozila.Vodik je bil prepoznan kot ključni energent za razogljičenje oskrbe z energijo, pomembno vlogo ima tudi pri razogljičenju prometnega sektorja. Vodik je vključen v različne podnebne pakete Evropske unije (EK, 2020, 2021, 2022). V Sloveniji se vodik upošteva tudi v nacional-nih okoljskih in energetskih ciljih, in sicer v Celovitem nacionalnem energetskem in pod-nebnem načrtu (NEPN) (Vlada Republike Slo-venije, 2020). V NEPN je za prometni sektor v letu 2030 predvidenih 111 GWh vodika. Vo-dik bo imel pomembno vlogo pri razogljičenju oskrbe z energijo in pri zmanjševanju odvisno-sti od uvoza fosilnih goriv iz Rusije (EK, 2022), s čimer se bodo cilji glede uvajanja vodika in vodikovih tehnologij močno povišali. Povišanje se bo odražalo tudi v posodobljenem celovitem energetskem in podnebnem načrtu, ki je tre-nutno v pripravi. V prometnem sektorju ima vodik največji po-tencial v tovornem in potniškem prometu na daljših razdaljah, kjer pride do izraza največja prednost vodika pred konkurenčnimi tehno-logijami trajnostne mobilnosti – baterijskimi vozili. Glavna prednost vodika je njegova viso-ka energijska gostota na enoto mase, ki zna-ša 39,4 kWh/kg (Fuels - Higher and Lower Calorific Values, 2022), kar je do 150-krat več kot energijska gostota trenutno razpoložljivih baterijskih hranilnikov, ki znaša 0,26 kWh/kg (Tsakiris, 2019). Visoka energijska gostota po-meni večji doseg vozila pri isti masi v primer-javi z baterijskimi vozili. Prednost vodikovih vozil je tudi hitrost polnjenja, ki je primerljiva s hitrostjo polnjenja klasičnih vozil z motorjem z notranjim izgorevanjem.Uporaba vodika ne obremenjuje okolja. Vo-dik sprosti energijo ob spajanju s kisikom, pri čemer nastane voda oziroma vodna para kot stranski produkt. Pri uporabi vodika ne nasta-nejo emisije ogljikovega dioksida tako kot pri uporabi fosilnih goriv. Vodik je proizveden iz električne energije z elektrolizo vode in predstavlja hranilnik ener-gije za viške obnovljive električne energije, ki v danem trenutku ne more biti porabljena, ob-seg viškov pa presega kapacitete drugih hra-nilnikov, kot so na primer baterije. Največja EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Vloga vodika v trajnostni mobilnosti

35pomanjkljivost obnovljivih virov energije (OVE) je njihova nestanovitnost – proizvodnje ele-ktrične energije iz OVE ni mogoče regulirati in jo prilagajati odjemu električne energije. V pri-meru večje proizvodnje od trenutne porabe je treba viške energije shraniti ali pa proizvodnjo zaustaviti, kar pomeni izgubo tehnično razpo-ložljivega OVE potenciala in s tem manjši delež OVE energije v bilanci porabe. Prednost vodika je v možnosti sezonske-ga shranjevanja v plinskih skladiščih oziroma kratkoročnega shranjevanja v plinovodnem sistemu. Vodik se prek plinovodnega sistema tudi transportira do končnih porabnikov, kot so polnilnice za vodikova vozila. Ker se vodik lahko transportira prek plinovodnega sistema, ki je zelo razvejan, dostava vodika do polnilnih mest s tovornjaki in večji hranilniki za vodik na pol-nilnicah niso potrebni, s tem pa je tudi dobava vodika bolj zanesljiva. V odročnejše kraje, kjer dostop do plinskega sistema ni mogoč, se vo-dik dostavlja s tovornjaki.V Sloveniji bo vsa nova prenosna plinska infra-struktura praviloma grajena tako, da bo sistem postopno pripravljen na delovanje z vodikom in bo tako omogočal prenos različnih deležev vo-dika, ki bo primešan zemeljskemu plinu vse do 100-odstotnih koncentracij. S tem se bo omo-gočilo postopno nadomeščanje zemeljskega plina z zelenim vodikom. Operater prenosnega sistema izvaja več aktivnosti za premostitev infrastrukturnih omejitev obstoječega plinske-ga sistema pri postopnem uvajanju vodika.Literatura1. Evropska komisija (2020). Strategija za vodik za podnebno nevtralno Evropo. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/SL/TXT/PDF/?uri=CELEX:52020DC0301&from=Sl2. Evropska komisija (2021). »Pripravljeni na 55«: uresničevanje podnebnega cilja EU za leto 2030 na poti do podnebne nevtralnosti. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/SL/TXT/PDF/?uri=CELEX:52021DC0550&from=EN3. Evropska komisija (2022). REPowerEU: skupni evropski ukrepi za cenovno dostopnejšo, zanesljivejšo in bolj trajnostno energijo. https://eur-lex.europa.eu/resource.html?uri=cellar:71767319-9f0a-11ec-83e1-01aa75ed71a1.0004.02/DOC_1&format=PDF4. Vlada Republike Slovenije (2020). Celoviti nacionalni energetski in podnebni načrt Republike Slovenije. https://www.energetika-portal.si/fileadmin/dokumenti/publikacije/nepn/dokumenti/nepn_5.0_final_feb-2020.pdf5. Fuels - Higher and Lower Calorific Values (2022, 2. november): https://www.engineeringtoolbox.com/fuels-higher-calorific-values-d_169.html6. Tsakiris, A. (2019). Analysis of hydrogen fuel cell and battery efficiency. World Sustainable Energy Days 2019, Young Energy Researchers Conference. EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Vloga vodika v trajnostni mobilnostiVloga vodika v trajnostni mobilnosti

36Slovenija in kritične surovinedr. Duška Rokavec, dr. Meta Dobnikar in dr. Klemen Teran Geološki zavod Slovenijeduska.rokavec@geo-zs.siOdvisnost družbe od mineralnih surovin je realnost in stalnica, spreminja se le nabor najbolj iskanih surovin. Zato se v Evropi vodi nabor kritičnih surovin, ki se posodablja vsaka tri leta glede na aktualno stanje preskrbe in potreb. Področje raziskovanja in pridobivanja primarnih mineralnih surovin ostaja ključni del modernega gospodarstva kljub prizadevanjem za vse večje recikliranje in ponovno uporabo že rabljenih materialov.Z razvojem novih tehnologij, vezanih na di-gitalno in podnebno nevtralno družbo ter krožno gospodarstvo (kot so e-mobilnost, izkoriščanje obnovljivih virov energije idr.), se spreminjajo tudi potrebe evropske indu-strije po mineralnih surovinah. To je razlog za oblikovanje seznama tako imenovanih kritič-nih mineralnih surovin, ki ga že od leta 2011 pripravlja Evropska komisija. Gre za surovine, ki imajo velik ekonomski pomen in hkrati vi-soko tveganost dobave, zanje pa ne poznamo primernih zamenjav oziroma nadomestkov. Po napovedih Evropske komisije (Critical Raw Materials for Strategic Technologies and Sectors in the EU - A Foresight Study) se bo potreba po določenih mineralnih surovinah do leta 2050 močno povečala.Evropa danes pridobi le okoli 3 % vseh indu-strijsko pomembnih mineralnih surovin (tudi kritičnih) in je torej v veliki meri odvisna od uvoza. Stopnja odvisnosti EU od uvoza pri večini kovin znaša med 75 in 100 %. V času omejitev, ki jih prinašata svetovna pandemija Covid-19 in vojna na pragu EU, je ta odvisnost še bolj očitna. Zato se EU pospešeno usmerja v programe za maksimalno zagotavljanje vi-rov surovin znotraj članic in sosednjih dežel. Gre za uporabo novih inovativnih metod od-krivanja in pridobivanja mineralnih surovin ter usmerjanje v trajnostno in krožno gospodar-stvo. Evropska komisija trenutno pripravlja nov seznam CRM, ki bo objavljen leta 2023. V pripravi je tudi evropski zakon o kritičnih suro-vinah (Critical Raw Materials Act).V Sloveniji smo s klasičnimi metodami rudar-jenja izkoristili dobršen del znanih in dosto-pnih zalog kovinskih mineralnih surovin, med katerimi so tudi nekatere s seznama kritičnih. Izkoriščanje se je preusmerilo na nahajališča nekovinskih mineralnih surovin in geotermal-EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Slovenija in kritične surovine

37ni energetski potencial. V Sloveniji tako že de-setletja ni omembe vrednih raziskav v še ne-raziskano podpovršje večjih globin, čeprav so z razvojem novih metod raziskovanja odprte številne možnosti.Podatki o mineralnih surovinah in rudarski dejavnosti se v Sloveniji zbirajo v okviru Ru-darske javne službe (RJS) na javni raziskoval-ni instituciji GeoZS. RJS vzdržuje in nadgrajuje Rudarsko knjigo, ki vsebuje zbirko rudarskih podatkov, evidenc in aplikacij, ki podpirajo vzdržno gospodarjenje z mineralnimi surovi-nami. Rudarska knjiga vsebuje številne uprav-ne, rudarsko-geološke ter prostorske podat-ke o mineralnih surovinah in nahajališčih. RJS izdeluje tudi strokovne podlage za prostorsko načrtovanje, sodeluje pri pripravi zakonskih in podzakonskih aktov s področja rudarstva, zagotavlja podporo v postopkih podeljevanja dovoljenj in koncesij idr.Slovenija sprejema industrijsko strategijo 2021–2030, nima pa akcijskega načrta za za-gotovitev oskrbe s kritičnimi surovinami. Mor-da se premalo zavedamo, da pomeni večja sa-mooskrba na področju mineralnih surovin tudi večjo gospodarsko varnost in stabilnost vsake družbe.Literatura1. Pučko, E. Kritične surovine (CRM) v Sloveniji – posodobitev stanja na leto 2020. Mineralne surovine v letu 2020, ISSN 1854-3995, 17(1), 136–142. [COBISS.SI-ID 92932611]2. Bobba, S., Carrara, S., Huisman, J., Mathieux, F., in Pavel, C. (2020). Critical Raw Materials for Strategic Technologies and Sectors in the EU - A Foresight Study. https://rmis.jrc.ec.europa.eu/uploads/CRMs_for_Strategic_Technologies_and_Sectors_in_the_EU_2020.pdf3. Zakon o rudarstvu (Uradni list RS, št. 14/14 – uradno prečiščeno besedilo, 61/17 – GZ in 54/22). EIT OPEN DAY SLOVENIJA 2022 | Slovenija in kritične surovineSlovenija in kritične surovine

EIT OPEN DAY SLOVENIJA