Recenzja - Wydział Infrastruktury i Środowiska

Dr hab. inż. Jolanta Biegańska
prof. nzw. w Politechnice Śląskiej
Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki
Katedra Technologii i Urządzeń Zagospodarowania Odpadów
ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice
Gliwice, 13.10.2014 r.
Recenzja
w postępowaniu habilitacyjnym dr inż. Rafała Kobyłeckiego z Wydziału Inżynierii
Środowiska i Biotechnologii Politechniki Częstochowskiej
Podstawa opracowania recenzji
Podstawą opracowania recenzji było pismo (R-WIŚiB-512-12/13/14) Pana Dziekana
prof. nzw. dr hab. inż. Macieja Mrowca z Wydziału Inżynierii Środowiska i Biotechnologii
Politechniki Częstochowskiej z dnia 23 września 2014 roku w związku z decyzją Centralnej
Komisji do Spraw Stopni i Tytułów (nr BCK-VI-L-6765/14) o powołaniu mnie na recenzenta
w postępowaniu habilitacyjnym dr inż. Rafała Kobyłeckiego wszczętym w dniu 2 czerwca
2014 roku w dziedzinie nauk technicznych (dyscyplina inżynieria środowiska).
Sylwetka kandydata
Dr inż. Rafał Kobyłecki jest absolwentem Wydziału Budowy Maszyn Politechniki
Częstochowskiej, gdzie w 1995 roku ukończył z wyróżnieniem studia magisterskie.
W Politechnice Częstochowskiej był zatrudniony na Wydziale Budowy Maszyn
w Katedrze Kotłów i Termodynamiki jako asystent stażysta i asystent. Od 2002 roku pracuje
jako adiunkt na Wydziale Inżynierii Środowiska i Biotechnologii w Katedrze Inżynierii Energii
pełniąc jednocześnie funkcję Zastępcy Kierownika Katedry ds. Nauki.
Stopień doktora nauk technicznych Pan Rafał Kobyłecki uzyskał w 2002 roku w Tokyo
University of Agriculture & Technology (Tokijski Uniwersytet Technologii i Rolnictwa)
w Japonii, na podstawie rozprawy: „Solids Behavior Control in Fluidized Bed Combustors and
Incinerators”, której promotorem był prof. Masayuki Hori.
Uzyskany za granicą stopień naukowy nostryfikowano na podstawie rozporządzenia Prezesa Rady
Ministrów z dnia 22 lipca 1991 r.
Ocena osiągnięcia naukowego
Przedstawione do recenzji osiągnięcie naukowe stanowi monografia autorstwa Pana
Rafała Kobyłeckiego zatytułowana „Środowiskowe aspekty termolizy biomasy”.
Praca została wydana w 2014 roku przez Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej w ramach
serii Monografie.
Głównym celem jaki postawił w swoich badaniach Autor było wykorzystanie biomasy
w sposób zrównoważony. Poddając biomasę procesowi termicznego przetwarzania (termolizy)
uwzględnił zarówno aspekty środowiskowe (emisje zanieczyszczeń), jak i energetyczne
(sprawność procesu).
Autor rozpatrywał możliwość przetworzenia różnych rodzajów biomasy (zrębki drzewne,
trociny, paliwo alternatywne – ASR, wierzba Salix, ścier drzewny, słoma) i produkcję
uwęglonego stałego produktu poprocesowego tzw. biowęgla (biocarbonu) w krótkim czasie.
Badał możliwość przeprowadzenia waloryzacji energetycznej paliwa i wytworzenie biowęgla
przez przeponowe ogrzewanie biomasy a także waloryzacji ekologicznej ukierunkowanej na
usuwanie kluczowych zanieczyszczeń (Cl, S, Hg, K i Na) z punktu widzenia efektywności
konwersji energii i wytwarzania energii elektrycznej.
1
Oceniał również wpływ rodzaju biomasy oraz warunków jej termolizy na uzysk biowęgla
i zawartość w nim pierwiastka C. Badania te ukierunkowane były na taki sposób prowadzenia
konwersji energii chemicznej biomasy i wytwarzania energii elektrycznej, by jednocześnie
możliwe było ograniczenie emisji CO2 do atmosfery.
Badania prowadzono w skali laboratoryjnej dokonując symulacji procesu termolizy
próbek wybranych paliw wykorzystując termograwimetr oraz układ z wagą tensometryczną.
Umożliwiło to z jednej strony nagrzewanie próbek w różnych atmosferach i przy zmiennych
szybkościach nagrzewania a z drugiej strony śledzenie zmian masy próbek umieszczanych
w nagrzanej komorze w omawianych warunkach.
Autor prowadził również badania termolizy biomasy w skali półtechnicznej konstruując
do tego celu reaktor pilotowy. Dokonywał poboru próbek biomasy, biowęgla oraz gazu.
Surową biomasę i biowęgiel poddawał następnie analizie technicznej i elementarnej, co
pozwalało na ustalenie ich podstawowych parametrów fizykochemicznych. Oznaczenia
prowadzone były w oparciu o obowiązujące normy lub procedury.
Odrębny rozdział monografii Autor poświęcił badaniom wykorzystania biowęgla jako
substytutu paliwa kopalnego w procesach konwersji energii w celu ograniczenia emisji CO2.
Prowadził, w tym zakresie, badania eksperymentalne i polowe.
Do szczególnych osiągnięć naukowych wynikających z przeprowadzonych badań można
zaliczyć:
1. Opracowanie parametrów pracy reaktora pozwalającego uzyskać wysoką zawartość
pierwiastka C w biowęglu w krótkim czasie pobytu (4-6 minut) przy temperaturze
panującej w komorze spalania gazów około 820-900 oC. Zwykle dla osiągnięcia
wysokiej zawartości pierwiastka C w produkcie termolizy potrzeba kilku dni.
2. Opracowanie szczegółowej oceny procesu termolizy biomasy i pracy instalacji oraz
oszacowanie bilansu masowego i cieplnego układu dla przykładowego paliwa – ścieru
drzewnego. Na podstawie wyników przeprowadzonych pomiarów i analiz oraz
wyników obliczeń z wykorzystaniem programu Engineering Equation Solver (EES)
sporządzono bilans pierwiastkowy, masowy oraz energetyczny procesu termolizy.
3. Określenie możliwości zastosowania stałego produktu termolizy biomasy (biowęgla):
 Paliwo odnawialne. Poddanie biomasy procesowi termolizy w znaczący
sposób może poprawić jej właściwości przemiałowe, a tym samym zwiększyć
udział biomasy w strumieniu współspalanego paliwa.
 Emulsje paliwowe. Istnieje możliwość tworzenia na bazie biowęgla emulsji
paliwowych, które można wykorzystać jako substytut węglowodorów
ciekłych, co pozwala na ograniczenie tempa zużywania paliw kopalnych oraz
powodowanej ich spalaniem emisji ditlenku węgla.
 Węglowe ogniwa paliwowe. Istnieje możliwość zastosowania produktu
termolizy biomasy (zrębków sosnowo-bukowych, zrębków wierzby Salix) jako
paliwa do węglowych ogniw paliwowych DCFC (Direct Carbon Fuel Cell).
 Dodatek do gleby. Analiza wyników wysiewu wybranego gatunku roślin
(kukurydzy) potwierdza pozytywny wpływ dodatku biowęgla na ich wzrost.
Należy podkreślić, ze w Polsce dotychczas nie badano wpływu dodatku
biowęgla na poprawę właściwości gleb, szczególnie gleb średnich (klasa IIIIV) i ubogich (klasa V i VI), oraz zwiększenie wzrostu roślin na tych terenach.
Podkreślenia wymaga również zawarte w monografii szczegółowe omówienie, w oparciu
o literaturę (322 pozycje literaturowe), problematyki zmian klimatycznych i środowiskowych
oraz działania związane z dążeniem do ograniczania antropogenicznej emisji CO2, jak
również podstawowych właściwości biomasy z punktu widzenia jej potencjalnego
wykorzystania energetycznego jako substytutu paliw kopalnych, a także charakterystyka
technologii termolizy.
2
Reasumując stwierdzam, ze osiągnięcia Habilitanta przedstawione w monografii wnoszą
znaczący wkład w rozwój inżynierii środowiska w zakresie termolizy biomasy i jej
przetwarzania do postaci biowęgla oraz deponowanie biowęgla w glebie pozwalające na
ograniczenie antropogenicznej emisji CO2.
Charakterystyka i ocena aktywności i dorobku naukowego
Pan dr inż. Rafał Kobyłecki oprócz rozwiązywania problemów dotyczących problematyki
konwersji energii i termolizy paliw, brał udział również w badaniach z zakresu czystych
i wysokosprawnych technologii przetwarzania paliw kopalnych, odnawialnych i odpadowych.
Szereg prac poświęcał zagadnieniom i technologiom prowadzącym do ograniczania emisji
zanieczyszczeń stałych i gazowych do atmosfery (SO2, NOx, Hg, pył, chlor, alkalia, CO2), a
także aspektom diagnostyki i optymalizacji urządzeń energetycznych, ze szczególnym
uwzględnieniem palenisk fluidalnych.
Aktywność naukowa Habilitanta w zakresie dorobku naukowego obejmuje ponad 120
publikacji polskich i zagranicznych, w tym 1 monografię, 9 publikacji w zagranicznych
czasopismach z tzw. listy filadelfijskiej, 3 rozdziały w podręcznikach o zasięgu
międzynarodowym, 5 rozdziałów w monografiach, 14 publikacji w polskich czasopismach
z wykazu MNiSW, 13 publikacji w recenzowanych materiałach z międzynarodowych
konferencji zagranicznych, ponad 75 publikacji w innych źródłach, w tym w czasopismach
branżowych i materiałach konferencyjnych. Sumaryczny Impact Factor publikacji według
listy Journal Citation Reports (JCR), zgodnie z rokiem opublikowania wynosi 13,928, indeks
Hirscha h = 3, a liczba cytowań według bazy Web of Science 62 (a z wyłączeniem
autocytowań 31).
Kandydat jest ponadto: współautorem 3 patentów i 1 zgłoszenia patentowego, 28
referatów wygłoszonych na konferencjach międzynarodowych zagranicznych, 67 referatów
wygłoszonych na konferencjach krajowych (64 po doktoracie).
Dr inż. Rafał Kobyłecki brał również aktywny udział w licznych konferencjach
i sympozjach naukowych, międzynarodowych (12) i krajowych (9).
Poza dużą aktywnością publikacyjną Habilitant był głównym wykonawcą 4 projektów
badawczych. Uczestniczył również w realizacji kilkudziesięciu prac wykonanych na zlecenie
krajowych i zagranicznych podmiotów gospodarczych; wyniki wielu z nich zakończone zostały
wdrożeniami przemysłowymi. Odbył również staże przemysłowe i naukowe: w Finlandii
(2 tygodniowe i 1 miesięczny), Japonii (6-cio miesięczny i dwutygodniowy) a także wygłosił
wykłady za granicą: w Japonii (2), w Niemczech (1).
Jest również recenzentem artykułów opublikowanych w krajowych i zagranicznych
czasopismach naukowych, w tym 4 znajdujących się na tzw. liście filadelfijskiej oraz
artykułów publikowanych w materiałach międzynarodowych konferencji. Był dwukrotnie
powołany jako niezależny ekspert i recenzent 14 projektów składanych do Komisji
Europejskiej w Brukseli. Uczestniczył w 2 programach europejskich jako koordynator
i wykładowca. Jest autorem lub współautorem 93 ekspertyz i opracowań na zamówienie.
W latach 1998-2002 był członkiem Society of Chemical Engineers of Japan, a w okresie
2003-2006 był powołany na członka Podsekcji Przepływów Wielofazowych i Płynów
Nienewtonowskich Sekcji Mechaniki Płynów Komitetu Mechaniki Polskiej Akademii Nauk.
Od roku 2007 jest członkiem i bierze aktywny udział w zebraniach Komisji Energetyki
Oddziału Polskiej Akademii Nauk w Katowicach, wygłaszając referaty merytoryczne.
W listopadzie 2012 został powołany w skład Sekcji Spalania Komitetu Termodynamiki
i Spalania Polskiej Akademii Nauk. Jako członek Executive Committee i koordynator
(z ramienia Rektora Politechniki Częstochowskiej) Sekcji Spalania Fluidalnego
Międzynarodowej Agencji Energii aktywnie uczestniczy w międzynarodowych spotkaniach
w ramach IEA-FBC (IEA-Implementing Agreement for Co-operation in the Field of Fluidised
Bed Conversion of Fuels Applied to Clean Energy Production).
3
Habilitant ma na swoim koncie liczne nagrody i wyróżnienia JM Rektora Politechniki
Częstochowskiej za osiągnięcia naukowe, został także uhonorowany przez Prezydenta RP
Brązowym Krzyżem.
Przytoczone dane pokazują, ze dorobek naukowy dr inż. Rafała Kobyłeckiego jest
imponujący i spełnia w zupełności wymagania stawiane Kandydatom do stopnia doktora
habilitowanego.
Charakterystyka oraz ocena dorobku dydaktycznego i organizacyjnego
Dr inż. Rafał Kobyłecki ma na swoim koncie osiągnięcia dydaktyczne i organizacyjne.
Był promotorem 30 prac dyplomowych inżynierskich i magisterskich. Występował jako
prelegent podczas Festiwalu Techniki organizowanego dla młodzieży i warsztatów
ekologicznych organizowanych pod hasłem „Ochrona Powietrza” oraz podczas szkolenia
organizowanego przez Wessling Polska sp. z o.o.. Pełnił funkcje członka zespołu
układającego w roku 2009 plan studiów anglojęzycznych na kierunku EFE (European Faculty
of Engineering) i pracując w Zespole ds. Kształcenia na kierunku Inżynieria Środowiska oraz
Energetyka na Wydziale Inżynierii Środowiska i Biotechnologii Politechniki
Częstochowskiej.
Habilitant był promotorem pomocniczym rozprawy doktorskiej na Wydziale Inżynierii
Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej Politechniki Częstochowskiej.
Brał aktywny udział w pracach komitetów organizacyjnych międzynarodowych i krajowych
konferencji naukowych pełniąc funkcje moderatora, sekretarza lub współorganizatora.
Za działalność dydaktyczną i organizacyjną Pan dr inż. Rafał Kobyłecki był wielokrotnie
odznaczany zespołowymi Nagrodami JM Rektora Politechniki Częstochowskiej.
Wniosek końcowy
Po zapoznaniu się z rozprawą habilitacyjną i dorobkiem naukowym dr inż. Rafała
Kobyłeckiego oraz Jego osiągnięciami w zakresie dydaktycznym i organizacyjnym uznaję, że
spełnia wszystkie wymagania stawiane kandydatom do stopnia naukowego doktora
habilitowanego. Osiągnięcia naukowe Kandydata stanowią istotny wkład w rozwój inżynierii
środowiska, zwłaszcza analiza procesu termolizy biomasy, ze szczególnym uwzględnieniem
wybranych zagadnień, które umożliwiają szerokie zastosowanie praktyczne technologii oraz
produktu termolizy.
Z pełnym przekonaniem wnioskuję o nadanie dr inż. Rafałowi Kobyłeckiemu stopnia doktora
habilitowanego nauk technicznych w dyscyplinie inżynieria środowiska.
4