Lukáš Trakal: Dělám výzkum, který má uplatnitelnost v praxi, třeba jako kultivační médium z biocharu

Mohl byste nám přiblížit, na čem momentálně na České zemědělské univerzitě (ČZU) pracujete?

Aktuálně se věnujeme několika projektům. Jeden z nich je zaměřený na „dotažení“ kultivačního média s biocharem, za který jsem dostal cenu Česká hlava. Další dva projekty se zabývají využitím biocharových kompozitů k odstraňování kontaminantů z vody a v posledním případě zkoumáme využití biocharu ke snižování emisí skleníkových plynů z půdy. V rámci platformy V4 Biochar, která sdružuje výzkumníky a firmy z Visegrádské čtyřky, a nově snad i skrze mezifakultní biocharové centrum, pomáháme také zainteresovaným firmám se zaváděním jejich biocharů či produktů s biocharem na trh, a to formou smluvního výzkumu.

Prozraďte nám více o výzkumu biocharu. Co to vlastně biochar je a jaký má význam pro životní prostředí?

Biochar (biouhel) je pevný materiál získaný termochemickou přeměnou biomasy v prostředí s omezeným obsahem kyslíku. Cenu jsem získal za vývoj kultivačního média s biocharem, které lze tvarovat dle potřeby – do formy pelet, granulí, rohoží či sadbovačů. Předmětem patentu je složení média. Cílem je nahrazovat minerální hnojiva v půdě biohnojivy s biocharem a minimalizovat produkci plastových odpadů s využitím 100 % degradovatelných rohoží či sadbovačů. Samotné médium obsahuje biochar obohacený o živiny, celou řadu prospěšných mikroorganismů včetně mykorhizní symbiózy a pojivo v podobě různých vláken, například konopných. 

Domnívám se, že cenu jsem nezískal jen díky evropskému patentu, ale také díky vysoké pravděpodobnosti využitelnosti těchto produktů v praxi, čehož může být snadněji dosaženo díky založené V4 Biochar Platformě.

Jaký vidíte praktický dopad vašeho výzkumu na průmysl a celou společnost?

Snažím se dělat výzkum, který má pak výsledně uplatnitelnost v praxi. Jde o to komunikovat s praxí, s firmami, a reflektovat problémy a otázky, které jsou pro ně palčivé. Tyto otázky se pak snažím přeformulovat do vědeckých hypotéz, a to nejen v rámci aplikovaného výzkumu, ale i v rámci základního výzkumu. Výhodou tohoto postupu je garance uplatnitelnosti výsledků v praxi. Myslím si, že je obecně velká bariéra mezi výzkumníky a praxí, jako kdyby každý mluvil jinou řečí…

Konkrétně pak vidím praktický dopad svého výzkumu především v lepší uhlíkové stopě, tedy ve snížení emisí skleníkových plynů, a v regeneraci půd, především těch degradovaných, které mají nízkou schopnost zádrže vody a živin, a také v regeneraci kontaminovaných půd. Dále pak v ochraně vodních zdrojů, ohrožených zemědělským znečištěním. Dalším praktickým dopadem je pak udržitelná recyklace odpadů technologií, která představuje C-negativní proces.

Mezinárodní a mezioborová spolupráce je klíčová

V roce 2020 jste inicioval vznik platformy V4 Biochar Platform. Co vás k tomuto rozhodnutí vedlo?

Hlavní motivací, kromě toho, že byl covid a člověk měl více času se na některé věci podívat i z jiného úhlu pohledu, bylo zjištění, že spolu výzkumníci nekomunikují, či nechtějí moc spolupracovat, asi hlavně ze strachu, aby jim někdo druhý jejich myšlenky neukradl. Mám s tím i osobní zkušenost. Navíc je tu také již zmíněná bariéra mezi výzkumníky a praxí. 

Myslím, že právě založení platformy mi pomohlo řešit výzkumné otázky, které mají velký potenciál uplatnitelnosti v praxi a minimalizovat tak tzv. šuplíkové výstupy či projekty. A k mému překvapení jsou zapojení výzkumníci schopni mezi sebou komunikovat a generovat tak mnohem komplexnější vědecké hypotézy s vysokým potenciálem jejich uplatnitelnosti v praxi.

Cílem bylo také prolomit bariéry, které existují mezi jednotlivými pracovišti, a to nejen v rámci jedné instituce, ale i navenek. Jak by řekl klasik, v jednotě je síla, a jsem rád, že to v rámci platformy docela funguje a fungujeme jako jedna velká rodina. Dokonce se vytvářejí i vazby mezi jednotlivými firmami a profiluje se tak i budoucí trh s biocharem.

Jakým směrem by se podle vás měl váš obor v budoucnu ubírat? Jak rychle se mění priority a jak rychle dokážete přizpůsobit výzkum aktuálním globálním problémům, jako je změna klimatu nebo ztráta biodiverzity?

Ochrana přírodních zdrojů je zásadní a z pohledu mého původního oboru – hydrogeologie – je klíčové chránit zvodně (akumulace podzemní gravitační vody), především ale ty mělce uložené, které se nacházejí v hloubce do 30 metrů. Jsou snadno přístupné, a proto také kvůli nešetrnému zemědělství nejvíce znečištěné (především dusičnany). 

Zcela určitě by se výzkum měl zabývat také otázkami souvisejícími s plasty, a to jak s potlačením jejich používání a hledáním alternativ, tak i otázkami souvisejícími se znečišťováním všech složek životního prostředí, například mikroplasty a nanoplasty. Velkým tématem je pak také problematika související s uhlíkovým a dusíkovým cyklem. Ve všech těchto tématech může být biochar udržitelným řešením. Velkým tématem je také chybějící organická hmota v půdě. Z hlediska biodiverzity máme zjištěno, že aplikace biocharu do půdy přispívá k lepšímu půdnímu biomu díky zvýšení obsahu organické hmoty, a v důsledku toho je i pozitivně ovlivněna vegetace.

Jakou roli hraje mezioborová spolupráce ve vašem výzkumu?

Naprosto klíčovou! Bez mezioborové spolupráce člověk vidí daný problém pouze ze svého oboru. Pokud mají být výsledky kvalitní a komplexní, je nezbytné je souběžně řešit z několika úhlů pohledu. Máme v plánu založit mezifakultní biocharové centrum, kde chceme společně řešit témata s biocharem z různých úhlů pohledu včetně např. ekonomických či socio-ekonomických témat.

Jakou máte zkušenost se spoluprací s mezinárodními týmy?

Dovolím si neskromně říci, že bohatou, ale je to především díky vytvoření V4 Biochar Platform. Naše platforma je součástí evropské EBI (European Biochar Industry) a také světové IBI (International Biochar Initiative) a díky tomuto propojení je mnohem jednodušší mezinárodně spolupracovat. Důkazem toho jsou nejen společné publikace, ale i různé mobility či stáže. Navíc samotná platforma je V4, tedy primárně sdružuje různé subjekty v rámci zemí Visegrádské čtyřky.

Aplikovaný výzkum, který není na objednávku, se hůře zavádí do praxe 

Co považujete za největší výzvy při aplikaci vašich vědeckých poznatků do praxe?

Jak jsem již uváděl dříve, myslím, že pokud se již předem spolupracuje s praxí, tedy si výzkumník vyslechne, co je opravdu potřeba řešit, je pak mnohem snazší dané výsledky uplatnit v praxi. Dalším problémem je také velmi špatná komunikace mezi oběma stranami – lidé z firem dost často nerozumí tomu, co se jim výzkumníci snaží doporučit, a obráceně. Dovolím si tvrdit, že by výzkumné organizace měly mít vždy uzavřené smlouvy s velkými firmami, kdy by určité vědecké otázky, asi tedy především aplikovaný výzkum, byly iniciovány ze strany dané firmy. Daná univerzita by tak nejen řešila konkrétní otázky, které by firma financovala či spolufinancovala, ale navíc by vychovávala nové potenciální zaměstnance pro tuto firmu. 

Domnívám se, že výsledky, které nebyly řešeny „na objednávku“, se pak hůře zavádějí do praxe. Dá se sice využít různých modelů, jako jsou například startupy, ale to je především v případě, kdy chce být daný výzkumník přímo u toho, jak se jeho produkt bude dostávat do praxe.

Co vás přivedlo k vašemu oboru a jaké byly klíčové momenty ve vaší kariéře?

Byla to souhra náhod. Již v rámci své diplomové práce jsem řešil trochu kontroverzní téma, místo „pravého“ hydrogeologického tématu jsem se zabýval problémy v půdě s retencí vody. Díky tomu jsem pak po ročním pobytu v USA začal pracovat v jedné soukromé firmě řešící problematiku využití mykorhizní symbiózy v půdě, což bylo částečně tématem mé diplomky, a až díky této firmě jsem se dostal na ČZU studovat doktorát, jelikož tato firma měla s ČZU společný projekt. Ke konci PhD studia jsem pak řešil nerudovskou otázku „Kam s ním?“, konkrétně šlo o kontaminovanou biomasu, jelikož tématem projektu bylo pěstovat rychle rostoucí dřeviny v na kovy kontaminované půdě a díky tzv. fytoextrakci se snažit půdu čistit. 

Tato vědecká otázka byla sice slepou cestou, ale přivedla mě právě v té době k pomalu se rozvíjejícímu tématu „biochar“, kdy jsme se snažili tuto kontaminovanou biomasu pyrolyzovat, a následně pak tento biochar aplikovat do kontaminované půdy za účelem stabilizace kovů. 

Po dokončení doktorského studia jsem již jako postdok řešil otázku využití biocharu jako biosorbentu, a až posléze jsem zjistil jeho všestranné použití, tedy nejen jeho použití jako účinného sorbentu, ale také jeho použití v půdě a obecně otázky související s uhlíkovou stopou.

Čtyři děti a velké osobnosti jsou inspirací i výzvou 

Jaké výzvy jste musel překonat na cestě k současné pozici?

Musím přiznat, že mám na Fakultě životního prostředí (FŽP) skvělé zázemí, což mi výrazně usnadňuje práci. Kromě podpory ze strany mých vědeckých kolegů je nezbytným předpokladem úspěchu také hledání vhodných příležitostí a získání financí. V tom mi jednoznačně pomáhá celý projektový tým FŽP, jelikož, jak je známo, my vědci jsme v těchto ohledech dosti nepraktičtí. 

Každopádně ty největší výzvy jsou teď asi přede mnou. Díky fungující platformě bych chtěl v roce 2025 založit na půdě ČZU mezifakultní biocharové centrum a také biocharový spolek. Další výzvou je také skloubit výzkum s výchovou čtyř dětí.

Kde hledáte motivaci a inspiraci?

Především v komunikaci se členy platformy. Po společném setkání vždy vznikne několik dalších potenciálních vědeckých výzev a hypotéz. Bohužel jsme byli kolikrát nuceni některá témata ignorovat, jelikož na ně bohužel nezbývá čas, resp. volné ruce.

Máte nějaký vzor nebo osobnost, která vás ve vědecké práci inspiruje?

Musím přiznat, že z českých osobností jsou to kromě Antonína Holého bratři Jungwirthovi. O to víc mě těší, že jsem měl tu čest získat ocenění stejný rok jako Tomáš Jungwirth. Sice je jejich obor na míle vzdálený tomu, co dělám já, ale líbí se mi jejich přístup a moc se mi líbila odpověď na otázku „Kde je česká věda?“, kterou při předávání cen Česká hlava položil moderátor Daniel Stach. Tomáš Jungwirth odpověděl, že je na půl cesty, akorát to trvá již dlouhou dobu, což si myslím, že je velmi výstižné. 

Doplnil bych, že sice má česká věda velký potenciál a je tak na dobré cestě, ale samotná implementace do praxe trochu vázne. A myslím si, že je to právě díky nízké ochotě spolupracovat a komunikovat. Ze světových vědeckých osobností má asi můj největší obdiv Marie Skłodowska–Curie, což asi není třeba dále komentovat.

Jakým způsobem se snažíte vaši práci přiblížit širšímu publiku?

Opět mi k tomu napomáhá platforma, díky níž máme portfolio kontaktů, resp. subjektů, které popularizační akce nejen oceňují, ale také sami iniciují. Konkrétně pak účastmi na různých workshopech či seminářích. V minulosti jsme již také publikovali různé popularizační články a také jsem poskytl tematické rozhovory pro různé časopisy.

Jaké rady byste dal doktorandům, kteří uvažují o kariéře ve vědě?

Platovým podmínkám, které vám nabídne jakýkoliv korporát, se PhD studium nikdy nevyrovná, ale osobní rozvoj a možnosti, kam se může člověk ubírat, jsou téměř neomezené. Záleží, kam až se daný student bude chtít dostat, včetně možnosti působit na zahraničních institucích. A hlavně to má člověk vše od začátku pevně ve svých rukou!

Existují dovednosti, které by podle vás měli mladí vědci více rozvíjet?

Potlačit alibismus a nebát se vlastního rozhodování, jít si za svým cílem, i když ta cesta není nikdy jednoduchá. Nevzdávat se hned při prvních nezdarech, a hlavně strávit významný kus svého vědeckého života v zahraničí!

 

---

Lukáš Trakal je původně vystudovaný hydrogeolog, působí na Fakultě životního prostředí České zemědělské univerzity v Praze, kde se zabývá výzkumem biocharu a jeho využitím v ochraně životního prostředí. Je autorem evropského patentu na kultivační médium s biocharem a nositelem ceny Česká hlava – Cena Ministra životního prostředí. V roce 2020 inicioval vznik platformy V4 Biochar Platform, která sdružuje výzkumníky a firmy z Visegrádské čtyřky.

---

Ceny Česká hlava jsou prestižním oceněním za vědu a výzkum, které jsou udělovány v rámci projektu Česká hlava. Udělují se v sedmi kategoriích za mimořádné počiny v oblasti technologických inovací, medicíny, přírodních a technických věd a za přínos v oblasti životního prostředí. Hlavní cenou je Národní cena vlády Česká hlava. Bližší informace včetně harmonogramu soutěže pro tento rok naleznete zde. 

Projekt Česká hlava je zaměřen na popularizaci české vědy a aplikovaného výzkumu a propojení jejich výsledků se soukromými investory. Je zároveň komunikační platformou a organizátorem programů a aktivit pro vědce a nadané středoškolské a vysokoškolské studenty. Kromě ocenění Česká hlava jsou každoročně vyhlašovány ceny České hlavičky. 

Autorky: Kateřina Bošková (Česká zemědělská univerzita), Marie Cerhová