NCBR w zgodzie z klimatem

Neutralność klimatyczna i gospodarka obiegu zamkniętego to cele, które stawia unijnym państwom Europejski Zielony Ład. Do ich osiągnięcia przyczyniają się też przedsięwzięcia badawcze Green Deal prowadzone przez NCBR. Co będzie ich efektem?

1. „Wentylacja dla szkół i domów" – celem przedsięwzięcia jest opracowanie efektywnych ekonomicznie technologii wentylacji mechanicznej z regulacją temperatury powietrza nawiewanego, przeznaczonych dla istniejących już budynków mieszkalnych i szkół, także tych wybudowanych w latach 60.–90. XX w. Będą one gwarantować wysoką jakość powietrza poprzez: obniżanie poziomu stężenia CO2 oraz zanieczyszczeń mikrobiologicznych, a także filtrację zanieczyszczeń pyłowych PM2.5 i PM10. W starych budynkach nie można zainstalować obecnie dostępnych systemów wentylacji, które mają charakter scentralizowany. Stąd konieczność innowacji, czyli systemów rozproszonych, w przypadku których jednostki wentylacyjne instaluje się w każdym mieszkaniu czy każdej klasie szkolnej. Te systemy dopełniają sens termomodernizacji budynków, sprawiając, że ciepło nie będzie uchodzić przez wentylację.

2. „Budownictwo efektywne energetycznie i procesowo" – celem jest opracowanie technologii projektowania oraz budowania tanich w utrzymaniu, modułowych budynków jedno- i wielorodzinnych, przeznaczonych dla młodych rodzin i seniorów. Domy te będą produkować więcej energii, niż zużywają jej mieszkańcy, m.in. na potrzeby ogrzewania/chłodzenia, przygotowania ciepłej wody i dostarczenia energii elektrycznej. Użytkowanie budynku będzie niemal bezkosztowe ze względu na jego samowystarczalność energetyczną. Takie domy będą też miały znacząco zredukowany ślad węglowy, m.in. dzięki zastosowaniu materiałów z recyklingu (średnio około 50 proc.). Woda nawet w 50–95 proc. będzie pochodzić z deszczówki.

3. „Oczyszczalnia przyszłości" – NCBR chce opracować technologię umożliwiającą wykorzystanie w pełni produktów otrzymywanych ze ścieków, tworząc obiegi zamknięte surowców. Chodzi tu m.in. o całkowity powrót do środowiska związków biogennych jako polepszacz gleby, nawóz organiczny, a w przypadku odzysku fosforu – jako nawóz mineralny. Oczyszczalnia przyszłości ma też zapewnić większy odzysk energii ze ścieków. Odzyskiwana woda będzie wykorzystywana do celów użytkowych, takich jak np. nawadnianie w rolnictwie lub utrzymanie zieleni miejskiej. NCBR dąży do tego, aby opracowane technologie miały charakter uniwersalny oraz by wykorzystywać je na terenie całego kraju w komunalnych oczyszczalniach ścieków. Ważnym celem projektu jest opracowanie technologii eliminacji mikrozanieczyszczeń, takich jak farmaceutyki oraz pestycydy. To oczyszczenie jest niezbędne, aby tworzyć bezpieczne produkty np. dla rolnictwa.

4. „Innowacyjna biogazownia" – NCBR chce opracować technologię uniwersalnej biogazowni w kontekście szerokiego wachlarza wykorzystywanych substratów o charakterze odpadów i pozostałości. Biogazownia będzie bezodorowa, co rozwiąże problem protestów społecznych, oraz samowystarczalna energetycznie, a także będzie gwarantować wysoce efektywną produkcję paliwa gazowego – biometanu. Będzie on mógł być wprowadzany do gazowej sieci dystrybucyjnej w Polsce lub sprężony, a następnie wykorzystywany w transporcie. Dodatkowo z przefermentowanej masy powstanie nawóz organiczny, co oznacza zamknięcie obiegu biogenów w rolnictwie.

5. „Magazynowanie energii elektrycznej" – projekt umożliwi rozwiązanie problemu znacznego zapotrzebowania na magazynowanie energii dla zastosowań domowych i przemysłowych, co spowodowane jest jej nierównomierną produkcją z odnawialnych źródeł (OZE). Opracowana technologia oprócz zasilania domu w energię będzie mogła być wykorzystana także np. do ładowania samochodu. Nieocenione korzyści będą z niej czerpać także instytucje i przedsiębiorcy, np. szpitale czy hotele, ze względu na zapewnienie stabilności ich pracy i wzrost poziomu samowystarczalności energetycznej. Technologia może być znaczącym wsparciem również dla dużej energetyki, farm fotowoltaicznych i wiatrowych, które dzięki magazynom ustabilizują swój system. W ramach przedsięwzięcia powstanie całościowy produkt – zarówno magazyn chemiczny, jak i cały element sterujący i elektrotechniczny niezbędny do podłączenia do sieci. Co istotne, chemiczny magazyn energii będzie bazował na surowcach dostępnych w Polsce.

6. „Magazynowanie ciepła i chłodu" – w przedsięwzięciu zaplanowano opracowanie technologii magazynowania ciepła i chłodu dla domów oraz biur w cyklu sezonowym oraz krótkoterminowym, czyli dobowym lub tygodniowym. Wariant sezonowy ma pozwolić na akumulację ciepła w lecie i jego dystrybucję w zimie lub magazynowanie chłodu, kiedy jest zimno, i korzystanie z niego latem. Takie rozwiązanie umożliwi znaczne ograniczenie energii zużywanej do całorocznej klimatyzacji lub ogrzewania pomieszczeń. Magazyn krótkoterminowy (dobowy, tygodniowy) ograniczy pobór prądu potrzebny do produkcji ciepła lub chłodu w okresie, kiedy zapotrzebowanie na prąd jest największe, oraz zoptymalizuje dobowy popyt. Takie podejście pozwala również na magazynowanie ciepła/chłodu odpadowego i korzystanie z nich w miarę potrzeby.

7. „Technologie domowej retencji" – w projekcie powstaną nowe, w pełni bezobsługowe systemy rozproszonej retencji dla gospodarstw domowych i budynków użyteczności publicznej. Mają one służyć temu, aby woda nie spływała, ale była zatrzymywana tam, gdzie spada w postaci deszczu, co jest kluczowe w zakresie działań przeciwpowodziowych. Po użyciu do różnych domowych celów i oczyszczeniu deszczówka będzie służyła np. do podlewania ogrodu. Przedsięwzięcie służy też oszczędzaniu cennych zasobów wody głębinowej. Opracowana technologia ma pozwalać na trzystopniowy obieg odzyskiwanej wody: najpierw wykorzystywana będzie do mycia i potencjalnie do picia, w kolejnym obiegu do spłukiwania toalety i finalnie do podlewania np. trawnika.

8. „Ciepłownia przyszłości, czyli system ciepłowniczy z OZE" – celem projektu jest przekształcenie istniejącego systemu w optymalnie zeroemisyjny system ciepłowniczy. Najważniejszym założeniem jest wykorzystanie nawet w 100 proc. odnawialnych źródeł energii w tych ciepłowniach, w których obecnie energia pozyskiwana jest głównie z przetwarzania paliw kopalnych i/lub współspalania biomasy. Wykonawca w ramach projektu powinien opracować koncepcję modernizacji jak największej części wybranego przez siebie systemu ciepłowniczego. Innowacyjna technologia ma funkcjonować z wykorzystaniem lokalnych źródeł OZE oraz magazynów ciepła.

9. Rozwinięcie projektu „Ciepłownia przyszłości" to „Elektrociepłownia w lokalnym systemie energetycznym". W tym przypadku kluczowym elementem opracowywanej technologii ma być układ kogeneracyjny wytwarzający energię ze zmagazynowanej energii OZE, przy równoczesnym pozyskiwaniu ciepła w kogeneratorze OZE. Kogeneracja będzie realizowana w 100 proc. OZE z wykorzystaniem np. biogazu lub wodoru z OZE. Minimum 80, a może nawet 100 proc. energii zasilającej elektrociepłownię będzie pochodziło z OZE, tj. ze słońca, wiatru, płytkiej geotermii, aerotermii, substratów pochodzenia rolniczego wykorzystywanych do produkcji biogazu lub z zakupionej energii elektrycznej, również pochodzącej z OZE.

Ramy dla tej serii przedsięwzięć tworzy opracowana przez NCBR strategia zamówień innowacyjnych „Saper innowacji", wyróżniona międzynarodową nagrodą European Innovation Procurement Awards (EUIPA) i zajęciem drugiego miejsca w konkursie Europejskiej Rady ds. Innowacji.