Hyperloop - transport przyszłości

Koncepcja Hyperloop wykorzystuje cechy trzech znanych nam form transportu – samochodowego, powietrznego i kolejowego – łącząc ich zalety, przy jednoczesnej redukcji wad – mówi Marek Gutt-Mostowy, prezes i założyciel firmy euroLoop w rozmowie z Patrycją Dziadosz.

Czym tak właściwie jest Hyperloop?

Technologia Hyperloop, w dużym uproszczeniu, polega na szybkim przemieszczaniu się kapsuły w tubie o obniżonym ciśnieniu. Tak stworzone warunki redukują opór powietrza na tyle, by pojazd mógł osiągać prędkość większą niż samolot pasażerski, tj. około 1200 km/h. Koncepcja Hyperloop wykorzystuje także cechy trzech znanych nam form transportu - samochodowego, powietrznego i kolejowego – łącząc ich zalety, przy jednoczesnej redukcji wad. Selekcja pozytywnych cech, charakteryzujących każdy z poszczególnych środków transportu i ich połączenie oraz zastosowanie w Hyperloop, spowoduje, że będzie on tak bezpieczny i szybki jak samoloty, tak elastyczny jak transport samochodowy, ale także będzie charakteryzował się dużo wyższą przepustowością niż kolej, dzięki czemu pozostanie rozwiązaniem tańszym, bezproblemowym oraz o niewielkich wymaganiach przestrzennych. Również, w przeciwieństwie do niektórych znanych już nam rozwiązań, będzie skonstruowany tak by świetnie wyglądać i być niemal niesłyszalnym.

To zupełnie coś innowacyjnego. Jak to się stało, że zainteresował się Pan tym tematem?

Hyperloop nie jest jeszcze obecny w żadnym miejscu na świecie. Wraz z firmą euroLoop pracujemy nad tym, aby pierwsze pełno-wymiarowe rozwiązanie powstało właśnie w Polsce. Zaangażowałem się w ten projekt obserwując poczynania Elon’a Musk’a, który nakreślił ten system w open-source’owej publikacji z 2013 roku. Jako pracownik naukowy ośródka naukowo-badawczego Europejskiej Organizacja Badań Jądrowych, cały czas przyglądałem się innowacyjnym projektom z całego globu. Bez wątpienia Musk jest osobą, która takie rozwiązania dostarcza niemal codziennie. Podczas analizy samochodów marki Tesla oraz rakiety wielokrotnego użytku firmy SpaceX, natrafiłem na rozwiązanie, które pozwala uzyskać coś, czego nie dostarcza żaden inny innowacyjny projekt – czyli czas.

Zobacz również:

  • Nastroje wśród CFO


Hyperloop przemieszczając się z centrum miasta A do centrum miasta B z większą prędkością niż samoloty, pozwoli ludzkości odblokować tę cześć dnia, którą aktualnie spędza w podróży; z racji moich wieloletnich doświadczeń związanych z podróżowaniem pomiędzy różnymi krajami.

Od momentu przeczytania publikacji Elon’a Muska, spędziłem kilkanaście miesięcy czytając informacje, które pojawiały się na temat tego środka transportu. Międzynarodowa społeczność aktywnie odpowiedziała na apel Elon’a Musk’a, aby wspólnymi siłami uczynić ten projekt rzeczywistością. Jednak pomimo początkowego entuzjazmu, żadna z firm, która została utworzona na ówczesny czas nie spełniła oczekiwań Elon’a odnośnie tego jak ten projekt powinien zostać wdrożony. Bazując na doświadczeniach wynikających z zatrudniania inżynierów po konkursach organizowanych przez Defense Advanced Research Projects Agency Musk zdecydował, iż zorganizowanie podobnego event’u dla Hyperloopa spowoduje, że rozwój technologii znacznie przyśpieszy. To właśnie wtedy powstał nasz non-profit’owy, open-source’owy zespól rLoop, który zgłosił się do udziału w konkursie i jako jeden z 1200 zgłoszonych team’ów zakwalifikował się do wielkiego finału, w którym udział brało tylko 27 z nich. W rLoop byłem liderem zespołu odpowiedzialnego za mechanizmy kontroli, w ramach których stworzyliśmy system dzięki któremu kapsuły są w stanie w pełni samodzielnie przemieszczać się, bez ingerencji operatora. Moja praca w rLoop trwała ponad rok, aż do momentu gdy wygraliśmy w wielkim finale jedną z pięciu głównych nagród za najbardziej innowacyjną kapsułę.

Co było dalej?

Po zakończonym konkursie wspólnie z około 15 osobami z zespołu rLoop doszliśmy do wniosku, że zdobyliśmy wystarczającą ilość doświadczenia i wiedzy na temat Hyperloop’a, aby wybudować kapsułę wraz z torem, tym razem w skali 1:1. Dla porównania, kapsuła którą wybudowaliśmy na potrzebę konkursu, stanowi około 1/2 do 1/3 rozwiązania, nad którym pracujemy obecnie.

Czy widzi Pan szanse, aby Hyperloop całkowicie wyparł dotychczas używane środki komunikacji?

Branża transportowa jest bardzo różnorodna i elastyczna, ma wiele zastosowań zarówno w przemyśle, jak i w przewozie osób. Hyperloop z racji na swoje parametry stanowi głównie zagrożenie dla kolei dużych prędkości. Niestety w Polsce, jak i wielu innych państwach na całym świecie, ta infrastruktura jest niedostępna. Z tego też powodu, będąc na miejscu osób pracujących dla innych gałęzi transportu nie doszukiwałbym się w Hyperloop’ie realnego zagrożenia dla ich biznesu, wręcz przeciwnie zastanawiałbym się nad możliwości jego rozszerzenia. Hyperloop nie wyprze istniejących środków transportu, a jedynie będzie stanowić ich uzupełnienie.

Ile potrzeba czasu by stało się to realnie możliwe do osiągnięcia?

W tym momencie jesteśmy po pierwszej iteracji tej technologii, która zajęła około 2-3 lat. W euroLoopie następne 3 lata będziemy wdrażali wszystko to, czego się nauczyliśmy w poprzednich projektach tak, aby przygotować pierwsze, komercyjnie gotowe rozwiązanie dokładnie za 3,5 roku. Pierwsze dwa lata projektu będą poświęcone pracom rozwojowym i badawczym, kolejny rok będzie przeznaczony na budowę, natomiast 6 ostatnich miesięcy będzie fazą testów. Po tym okresie zbudowaną infrastrukturę przeniesiemy do naszego pierwszego klienta.

Założenie, że pociąg z Warszawy do Krakowa może pokonać trasę w niespełna 18 minut – brzmi jak bajka. A jednak z Hyperloop będzie to możliwe, w jaki sposób?

Cała technologia oparta jest na zminimalizowaniu oporów powietrza wewnątrz tuby o obniżonym ciśnieniu, co pozwala rozwijać bardzo wysokie prędkości przy jednoczesnym niskim zużyciu energii – Hyperloop będzie nie tylko szybki, ale również ekonomiczny i przyjazny dla środowiska. Równie ważne jest to, że Hyperloop ma łączyć ze sobą centra miast. Pasażerowie nie będą zatem tracić czasu na podróż do i z lotnisk. Tylko dzięki temu rozwiązaniu będzie można zaoszczędzić około 50% czasu podróży, w porównaniu do samolotów!

Czy jednak olbrzymie prędkości nie będą mieć negatywnego wpływu na bezpieczeństwo osób podróżujących tym środkiem transportu oraz przewożonych za jego pomocą towarów?

Duża prędkość sama w sobie nie stanowi żadnego zagrożenia dla pasażerów. To co czyni podróż zazwyczaj niekomfortową i może w pewnym stopniu zagrażać zdrowiu pasażerów czy też bezpieczeństwu przewożonych towarów, to zmiany prędkości, czyli przyśpieszenia. W Hyperloop’ie, tak jak i w innych środkach transportu, to przyśpieszenie nie będzie przekraczało 0.5 G - co jest uznane za bezpieczny limit. Przy tak stosunkowo niskim przyśpieszeniu rozpędzenie kapsuły do pełnej prędkości nadal nie będzie zajmować dużo czasu i nie będzie stanowić zagrożenia dla opłacalności projektu. Warto tutaj również dodać, iż w przypadku przewozu towarów, kapsuły niekoniecznie muszą być rozpędzane do aż tak wysokich prędkości. To na czym zazwyczaj zależy przewoźnikom to duża przepustowość systemu i bezawaryjność. W większości analizowanych przez nas przypadków jesteśmy w stanie zapewnić wystarczającą przepustowość systemu już przy prędkościach do 500 km/h. Już na tym poziomie stajemy się bezkonkurencyjni w porównaniu do tradycyjnych metod transportu.

Przy tak wysokich prędkości na myśl nasuwają się także obawy o bezawaryjność systemu. Jak zamierzają Państwo zminimalizować jego zawodność?

Hyperloop będzie znacznie bezpieczniejszy od innych środków transportu. Wynika to m.in. z faktu, że cały system będzie niepodatny na niekorzystne warunki atmosferyczne. W przypadku samolotów, pasażerowie mają poza kabiną samolotu niskie ciśnienie, dokładnie tak jak w przypadku tuby Hyperloop’a, ale także dodatkowo bardzo niską temperaturę i dzielący ich od ziemi dystans paru tysięcy kilometrów. Pomimo tego, samoloty to nadal najbezpieczniejszy środek transportu, a jego współczynnik bezpieczeństwa jest nieporównywalnie wyższy niż w przypadku samochodu. Dodatkowo, Hyperloop będzie także znacznie mniej zawodny niż samoloty również z uwagi na brak czynnika ludzkiego. System będzie w pełni zautomatyzowany i niepodatny na błędy ludzi.

W wyniku naszych dotychczasowych prac rozwojowych, stworzyliśmy rozwiązania, które pozwalają na w pełni pasywne wykorzystywanie systemów bezpieczeństwa, nawet przy braku zasilania. Dzięki współpracy z firmą SpaceX, która kładzie bardzo duży nacisk na bezpieczeństwo, czujemy się przygotowani na absolutnie każdą ewentualność, w razie gdyby któryś z podsystemów naszych kapsuł bądź tuby uległ awarii.

Z naszej rozmowy wynika, że ma Pan zamiar wykorzystać Hyperloopa nie tylko do przewozu towarów, ale także osób. Czy aktualnie obowiązujące regulacje prawne pozwalają na to?

Przewóz towarów to jedyny racjonalny model rozpoczęcia funkcjonowania sieci połączeń typu Hyperloop. Wynika to głównie z faktu, że legislacja zawsze jest opóźniona w stosunku do technologii. W naszym przypadku sama technologia wymaga jeszcze paru lat pracy i co najmniej paru iteracji w celu obniżenia kosztów kapitałowych. Gdy będziemy na etapie, kiedy towary będą transportowane w wielu lokalizacjach, na stosunkowo długich odcinkach od 50 km wzwyż, będzie można mówić o powolnym wdrażaniu połączeń pasażerskich. Taki sam model funkcjonował w przemyśle kolejowym. Wszyscy wiemy, że kolej na początku służyła tylko i wyłącznie do przewozu towaru, a dopiero po wielu wdrożeniach została zaadaptowana do przewozu ludzi. Niemniej jednak, już teraz nawiązujemy współprace z podmiotami zajmującymi się udzielaniem certyfikacji na obecne środki transportu, aby być w pełni przygotowanym i gotowym na polu legislacyjnym w momencie wdrożenia technologii na rynek.

Podczas kwietniowego klubu CIO wspomniał Pan, że chciałby Pan stworzyć w Polsce tor testowy dla Hyperloopa. Czy jest to realne? Jeśli tak, to w jakiej perspektywie czasu i jak taki tor miałby wyglądać?

To nad czym skupiamy się w euroLoop’ie to budowa finalnego rozwiązania w pełnej skali o długości 2-3 km. Tor ten będzie służył nam wewnętrznie do testów, jednakże po 6-cio miesięcznym okresie prób tuba zostanie przeniesiona do pierwszego klienta. Nasze prace zatem nie skupiają się tylko i wyłącznie na budowie wielkiego eksperymentu, ale na finalnych pracach nad gotowym do komercjalizacji produktem.

Jeżeli chodzi o taką perspektywę, to jest ona jak najbardziej realna. Staramy się o dofinansowanie z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w ramach programu Szybka Ścieżka, który jest w stanie sfinansować tego rodzaju przedsięwzięcie. Ten instrument zakłada również wkład własny, dlatego jesteśmy na etapie szukania inwestora. Budowa toru powinna się rozpocząć w IV kwartale 2019 roku.

A co po zakończeniu testów? Do jakich celów i przez kogo, może zostać wykorzystany ten środek transportu?

Hyperloop jako system ma ogromny potencjał zastosowania, jednakże na początku należy się skupić na jak najmniejszym systemie, który może znaleźć realne aplikacje w przemyśle. Na ten moment udało nam się zlokalizować dwie nisze, które pozwalają na rozwiązanie problemu przepustowości w przewozie kontenerów intermodalnych, a także towarów sypkich. Oba z tych rozwiązań pozwalają na skomercjalizowanie produktu, który byłby nie dłuższy niż 15 km długości i mógłby być zainstalowany w wielu miejscach jednocześnie. Dodatkowo z racji na dużą konkurencję na każdym z rynków gdzie zidentyfikowaliśmy nasze nisze, po wprowadzeniu jednego rozwiązania automatycznie reszta lokalizacji musi również to rozwiązanie poważnie wziąć pod uwagę, aby nie stać się niekonkurencyjnym i nie wypaść z rynku. Spodziewamy się, iż po pierwszej instalacji dojdzie do tzw. efektu kuli śnieżnej. W jednej z nisz, którą zidentyfikowaliśmy partnerzy posiadają zarówno zapotrzebowanie na taką technologie jak i grunty pod budowę, co sprowadza główne wyzwanie tylko aspektów technologicznych.

Dlaczego właśnie w Polsce ten projekt ma zostać zrealizowany? Jakie kryteria przy wyborze miejsca były brane pod uwagę?

Powodów było kilka. Przy wyborze miejsca dla naszego projektu kierowaliśmy się przede wszystkim względami praktycznymi. Jako międzynarodowy zespół, braliśmy pod uwagę różne lokalizacje na całym świecie i wspólnie doszliśmy do wniosku, iż Polska posiada specyficzną mieszankę atutów, które czynią ją wyjątkową lokalizacja dla firmy zajmującej się budową Hyperloop’a. Przede wszystkim coś co było dla nas istotne na tym etapie rozwoju to przyjazne innowacjom środowisko i jasno określone potencjalne źródła finansowania działalności. W Polsce w tym momencie istnieje bardzo dużo programów wsparcia, które są dedykowane tak innowacyjnym rozwiązaniom jak nasze. Drugim prawdopodobnie najważniejszym powodem dlaczego wybraliśmy właśnie Polskę to fakt, iż nisze, które zidentyfikowaliśmy są tu obecne i pozwalają nam na pracę z lokalnymi partnerami bez utrudnień wynikających z relacji na odległość.

Kolejny aspekt, który wpłynął na naszą decyzje to fakt, że Polska nie posiada Kolei dużych prędkości, pomimo dużego zapotrzebowania na nie. W krajach takich jak Francja czy Hiszpania przy wdrażaniu Hyperloop’a należałoby się liczyć z tym, że konkurowałby on z istniejącymi już rozwiązaniami. Wówczas, pomimo jego lepszych parametrów zarówno jeżeli chodzi o czas podróży, jak i wpływ na środowisko, prawdopodobnie nigdy nie mógłby powstać z czysto ekonomicznych powodów. W Polsce możemy wdrożyć w przyszłości połączenia, które uzupełnią luki w rynku i go w konsekwencji rozszerzą. Dodatkowo, poprzez centralne położenie Polski istnieje ogromny potencjał na rozszerzenie działalności na sąsiadujące kraje. Nie bez znaczenia jest również mentalność osób na kontynencie Europejskim gdzie od lat z powodzeniem buduje się i korzysta z publicznych środków transportu. W porównaniu do Stanów Zjednoczonych, gdzie rozpoczynaliśmy nasze prace, różnica jest diametralna.

To duża szansa na rozwój dla naszego kraju.

Oczywiście. Z punktu widzenia przewozu towarów Polska w przyszłości ma potencjał, aby wzmocnić swoją pozycję i stać się jednym z większych przewoźników. Jeżeli Nowy Jedwabny Szlak zwiększy swoją przepustowość istnieje możliwość, aby przesyłać za pomocą Hyperloop’a kontenery z Łodzi do Gdańska. Wówczas po załadowaniu w terminalu kontenerowym mogłyby one stosunkowo szybko przekroczyć Ocean Atlantycki, aby dotrzeć do wschodniego wybrzeża Stanów Zjednoczonych, omijając tym samym Kanał Panamski, którego przekroczenie jest drogie, ogranicza wielkość statków, a także wydłuża czas żeglugi. W bardzo dalekiej przyszłości istnieje również możliwość, aby cały Nowy Jedwabny Szlak zastąpić Hyperloop’em. Przepustowość jednej rury byłaby wystarczająca aby sprostać całemu zapotrzebowaniu na przesył kontenerów, pomiędzy Europą i Azją na następne 15-25 lat.

Brzmi imponująco. Czy wiadomo już dokładnie w którym z regionów Polski powstanie odcinek badawczy?

Na tym etapie rozmawiamy z trzema różnymi partnerami, którzy dysponują gruntami dostępnymi pod budowę naszego rozwiązania. Grunty te znajdują się na Śląsku i Podkarpaciu.

Budowa tunelu wiąże się z ogromnymi kosztami, skąd zamierzacie Państwo wziąć na to pieniądze?

Hyperloop nie będzie znajdować się w tunelu, lecz w zwykłej stalowej rurze. Biorąc pod uwagę, że ze względu na stosunkowo niską wagę Hyperloop będzie budowany na pylonach, zdecydowanie zmniejszy to koszt związany z wykupem gruntów. Być może nawet tak jak w przypadku linii wysokiego napięcia grunty te będzie można dzierżawić co znacznie ułatwi i przyśpieszy proces inwestycyjny. Obecnie w bardzo wielu przypadkach koszt wykupu gruntów potrafi podwoić koszty budowy Kolei dużej prędkości. W związku z czym możemy liczyć na potężne oszczędności przy samej budowie. Jeżeli zaś chodzi o koszty operacyjne to Hyperloop może być zasilany z paneli fotowoltaicznych zainstalowanych na zewnątrz tuby co czyni go całkowicie samowystarczalnym środkiem transportu niewytwarzającym żadnych emisji.

Czy Polski rząd jest zainteresowany wsparciem dla tego projektu czy partnerem we współfinansowaniu będzie jednak sektor prywatny?

Jeżeli chodzi o sfinansowanie badań i rozwoju to staramy się o dofinansowanie, w którym większa cześć pieniędzy pochodzi z budżetu państwa, bądź Unii Europejskiej, do tego także szukamy inwestora aby pokryć wymagany wkład własny. W przypadku pierwszych instalacji gotowego produktu na tym etapie mówimy o finansowaniu głównie przez podmioty prywatne.

Potencjalne źródło finansowania można bardzo łatwo wskazać w przypadku terminali kontenerowych. Aktualnie porty nie są wstanie sobie poradzić z dostatecznie szybkim wywożeniem kontenerów z terenów portowych. Duża cześć z nich jest składowana nad nadbrzeżem w celu późniejszego rozparcelowania. Po zastosowaniu do tego zadania Hyperloop’a, który ma wystarczająca przepustowość dla terminali morskich, możliwe jest zwolnienie zajmowanych do tej pory przez kontenery przestrzeni i sprzedanie ich bądź przeznaczenie na rozwinięcie działalności. W ten sposób uzyskane pieniądze można przeznaczyć na budowę Hyperloop’a. Brak miejsca w terminalach kontenerowych jest jednym z najbardziej uciążliwych problemów dla branży, która rośnie rocznie na rynku międzynarodowym w skali 3-5%, a w Polsce 10-15%. Zdecydowana większość operatorów terminali na świecie zakłada zwielokrotnienie ruchu w portach w przeciągu najbliższych lat. Duży nacisk jest kładziony również na automatyzację, czym również będziemy zajmować się w ramach pracach nad projektem. To dla nas sprzyjające okoliczności.

Dziękuję za rozmowę.

Marek Gutt-MostowyKliknij, aby powiększyćMarek Gutt-Mostowy

Marek Gutt-Mostowy
Absolwent Wydziału Mechaniki Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki na kierunku Automatyki i Robotyki; posiada 5-letnie doświadczenie w pracy w ośrodku badawczym CERN w Genewie; pracował między innymi nad nagrodzonym Nagrodą Nobla projektem Atlas w Wielkim Zderzaczu Hadronów, którego efektem było dowiedzenie istnienia bozonu Higgsa, brał udział w pracach nad projektem CLIC - potencjalnym „następcą” największej maszyny na świecie - Wielkiego Zderzacza Hadronów, pełnił funkcję Team Leader’a w grupie rLoop, z którą zdobył nagrodę za najbardziej innowacyjną kapsułę w konkursie Elona Muska Hyperloop Pod Competition; obecnie jako Prezes i współzałożyciel pracuje nad rozwojem tej technologii w firmie euroLoop.

21 września 2017 r. Do dziś tytułem Lidera Informatyki poszczycić się może blisko 100 firm. W konkursie wyłaniamy firmy i instytucje, które wykorzystują innowacyjne rozwiązania IT, aby zwiększyć efektywność swoich działań. Już 21 września poznamy laureatów Konkursu Lider Informatyki 2017.