Strefa Jutra: Polskie innowacje wpisują się w klimatyczne cele Europejskiego Zielonego Ładu. Stawką jest życie przyszłych pokoleń
W sierpniu 2021 r. Międzynarodowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC) opublikował raport dotyczący postępujących zmian klimatu. Z jego lektury wyłania się dość pesymistyczny wniosek. Oparcie gospodarki o paliwa kopalne prowadzi nas ku tragedii, z którą wiążą się ekstremalne zjawiska pogodowe, jak susze czy powodzie.
Jeśli nie ograniczymy emisji gazów cieplarnianych obecne pokolenie może się stać ostatnim, które widziało Wenecję przed zatopieniem czy Syberię przed stopnieniem wiecznej zmarzliny.
Na szczęście Unia Europejska nie pozostaje bierna.
Europejski Zielony Ład – neutralność klimatyczna do 2050 roku.
Europa w połowie wieku ma wyjść na zero pod kątem emisji gazów cieplarnianych. Gospodarka Unii ma wykonać transformację w kierunku obiegu zamkniętego, energooszczędnego budownictwa i większego skupienia na ochronie środowiska z ograniczeniem zanieczyszczenia powietrza, wód i gleby.
Każdy kraj mierzy się jednak w nieco innymi problemami. Południe kontynentu staje wobec zagrożenia pustynnienia znacznych obszarów lądowych, Holandia musi troszczyć się o swoje poldery w miarę, jak wzrasta poziom mórz i oceanów, a Polska zmaga się wyzwaniem sprawiedliwej transformacji energetycznej i walczy o zmiany w miksie energetycznym. To jednak dopiero początek wyzwań.
Coraz częściej jesteśmy świadkami ekstremalnych zjawisk pogodowych, jak susze czy powodzie. Już dziś w niektórych rejonach kraju susze trafiają się praktycznie co roku.
W ostatnim stuleciu średnioroczna temperatura w Polsce wzrosła z 7,5 do ok. 10 stopni Celsjusza. Zmienia się też rozkład i intensywność opadów – stają się one rzadsze i bardziej gwałtowne. Aby jednak odpowiednio mierzyć ich wielkość potrzebujemy dokładnej mapy opadów, a właśnie taką stworzył zespół Retencja.pl we współpracy z Instytutem Meteorologii i Gospodarki Wodnej.
- Zebraliśmy dane opadowe z 100 deszczomierzy z okresu 30 lat, co pozwoliło nam stworzyć wiarygodne źródło informacji o natężeniu deszczów miarodajnych dla obszaru całej Polski, a wkrótce również pozostałych krajów Europy
– mówią o swoim rozwiązaniu sami twórcy.
Polski Atlas Natężeń Deszczów, czyli PANDa nie ma być jedynie statyczną mapą. Pomoże też w przemyśle, np. przy kalkulacji objętości zbiornika retencyjnego, projektowaniu systemów kanalizacji deszczowej oraz ponownym wykorzystaniu deszczówki.
- Racjonalne zarządzanie wodą deszczową pozwala na oszczędności budżetu miasta, co zwiększa jego bezpieczeństwo, a także umożliwia proekologiczne podejście
– dodają twórcy.
Odpowiednie gospodarowanie wodą sprawia, że traktujemy ją, jako zasób, a nie jako problem. Z podobnego miejsca wychodzą również przedstawiciele projektu Safedam, którzy opracowali system monitorujący wały przeciwpowodziowe. Wykorzystują do tego drony, wyposażone w skaner laserowy i danych fotogrametrycznych. Te po odpowiedniej analizie są następnie przekazywane Państwowej Straży Pożarnej i specjalistom zarządzania kryzysowego.
- W Polsce istnieją tysiące kilometrów wałów przeciwpowodziowych. Klasyczny monitoring ich stanu polega na wykonywaniu bezpośrednich pomiarów geodezyjnych co kilkaset metrów. Tymczasem dokładna analiza stanu zabezpieczeń przeciwpowodziowych może ratować życie i dobytek tysięcy osób. Safedam poprzez działanie z powietrza pozwala analizować stan każdego metra kwadratowego wału – piszą sami twórcy.
NCBR wspiera prace nad nowymi technologiami.
Transformację ku zrównoważonej gospodarce wspiera Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, które angażuje w realizację tego celu znaczne środki publiczne. Projekt Safedam uzyskał blisko 8,5 mln zł z budżetu krajowego, a PANDa 3,3 mln zł w ramach Programu Inteligentny Rozwój, czyli Funduszy Europejskich.
Teraz Centrum wspiera przedsięwzięcia badawcze również w trybie zamówień przedkomercyjnych. Maja one kończyć się przygotowaniem prototypu, który ostatecznie ma trafić na rynek. W takiej formule NCBR realizuje przedsięwzięcia skoncentrowane np. na efektywnym energetycznie budownictwie, innowacyjnych biogazowniach, oczyszczalniach czy ciepłowniach przyszłości lub wentylacja dla szkół i domów.
– Wspomniane przedsięwzięcia przyczynią się do osiągnięcia priorytetowych celów stawianych przez Unię Europejską w strategii Europejskiego Zielonego Ładu. Jest to plan, którego realizacja ma sprawić, że emisja gazów cieplarnianych do 2030 r. zmniejszy się o ponad połowę, a w 2050 r. osiągnie poziom zerowy – mówi Wojciech Racięcki, dyrektor działu NCBR odpowiedzialnego za realizację proekologicznych przedsięwzięć. – Projekty, nad którymi już teraz pracują polscy innowatorzy są więc szansą na czystsze środowisko, zdrowsze społeczeństwo i nowoczesną, konkurencyjną gospodarkę nie tylko w naszym kraju, ale też w całej Europie
– dodaje.
W tym kontekście warto przywołać temat, który każdej zimy wraca na tapet: chodzi o jakość powietrza.
W 2019 roku aż 99 proc. oddychało powietrzem, które nie spełnia standardów WHO.
Zanieczyszczenie powietrza doprowadziło w sumie do 4,2 mln przedwczesnych śmierci w 2016 roku. To tak, jakby co roku znikała populacja wielkości mieszkańców Chorwacji.
Aby zacząć przeciwdziałać zanieczyszczeniom należy w pierwszej kolejności zacząć je monitorować. A tym właśnie zajmuje się krakowska firma Airly, obecna już w 600 miastach i ponad 200 firmach.
Rozwiązanie składa się z czujników jakości powietrza i platformy do prezentacji danych. Dzięki dofinansowaniu ze środków unijnych, w tym w ramach konkursu NCBR Szybka Ścieżka, Airly nie tylko weszło na nowe rynki, ale też rozwinęło samą technologię. Jak to działa? Gęsta sieć czujników najpierw zbiera dane meteorologiczne dotyczące zawartości szkodliwych pyłów, ale również siły i kierunku wiatru, temperatury czy wilgotności powietrza, następnie przesyła je do serwera, gdzie są analizowane przez algorytmy sztucznej inteligencji, które później prezentują prognozę nawet do 24 godzin wprzód.
To bardzo ważne np. dla osób starszych z problemami oddechowymi. W ten sposób mogą lepiej zaplanować wyjście na zakupy, aby wystawiać się na jak najmniejszy negatywny wpływ otoczenia.
Krakowska firma przyciąga również inwestorów prywatnych. W marcu oddało jej się zebrać 3,3 mln dol. m.in. od Garretta Campa (współtwórca Ubera), Markusa Villiga (założyciel i prezes Bolta) oraz Davida Rowana (były redaktor naczelny magazynu „Wired”). Dziś z mapy zanieczyszczeń polskiego startupu korzysta już 2 mln użytkowników z całego świata, a firma współpracuje z miastami takimi jak Hong Kong, Dżakarta czy Granada. W 2020 roku udało się jej zwiększyć przychody z zagranicy o 200 proc.
Skoro znamy już poziom zanieczyszczeń, następnym krokiem jest przeciwdziałanie ich powstawaniu.
To jednak może być trudne do jednoznacznego namierzenia. Weźmy przykład smogu, który bierze się m.in. z pracy zakładów przemysłowych, samochodowych wydechów (spaliny) czy palenia odpadów. Wypracowanie skutecznego rozwiązania wymaga zmierzenia się ze źródłem danego problemu.
Na szczęście w poprawę status quo angażuje się przemysł. Rafako, firma budująca m.in. bloki energetyczne, wspólnie z PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna opracowały konstrukcję pozwalającą na skuteczniejsze odsiarczanie spalin.
Z podobnym projektem oczyszczania spalin wystartowało też konsorcjum Qenergy i Celsium. Firmy skupiły się na kotłach ciepłowniczych, które zgodnie z unijnym rozporządzeniem muszą ograniczyć emisję tlenków azotu, tlenków siarki oraz pyłów. Współpraca zaowocowała powstaniem rozwiązania tańszego, niż to oferowane na rynku. Jego implementacja umożliwia dalszą eksploatację ciepłowni i elektrociepłowni bez konieczności ponoszenia znacznych nakładów inwestycyjnych. Najważniejsze jednak, że osiągnięte zostały normy wymagane prawnie.
Inwestycje w tego typu technologie w obszarze energetyki, choć kosztochłonne, są dziś technologicznym „must-do”. Oba projekty zostały zrealizowane w ramach programów sektorowych NCBR dedykowanych branży energetycznej. Budżet pierwszego z nich to 11,4 mln zł z czego blisko 5 mln zł pochodziło z funduszy unijnych z Programu Inteligentny Rozwój, a drugiego 5,7 mln zł, z czego dofinansowanie Funduszy Europejskich to 2,7 mln zł.
Trzeci projekt przyjrzał się zaś paliwu, na którym pracują okręty. W jego skład wchodzą ciężkie oleje opałowe. Przy ich spalaniu wydobywają tlenków siarki i azotu, co sprawia, że emisja z jednego statku pełnomorskiego jest porównywalna do emisji miliona samochodów osobowych. Jak przemysł obecnie radzi sobie z tym problemem?
- Najczęściej stosowane jest pochłanianie tlenków siarki w wodzie morskiej (z użyciem skrubera-przyp.red.) oraz metoda redukcji katalitycznej do usuwania tlenków azotu. Są to dwa odrębne procesy, co przy ograniczeniu miejsca na statku stanowi istotny problem konstrukcyjny
– czytamy na stronie warszawskiego Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, który podjął się naprawy tego problemu.
Polakom udało opracować technologię hybrydową, która pozbywa się zanieczyszczeń w ramach jednego procesu.
Technologia łączy w sobie napromieniowanie spalin wiązką elektronów z akceleratora z pochłanianiem zanieczyszczeń w roztworze wodnym. Instytutowi udało się już udowodnienie skuteczności rozwiązania w praktyce. Realizując międzynarodowy projekt, we współpracy z partnerami z Niemiec i Łotwy, a także lubelską firmą Biopolinex, naukowcy zbudowali pilotażową instancję.
- Mobilny akcelerator elektronów został dostarczony przez Fraunhofer Institute z Drezna (Niemcy), zaś skruber został zaprojektowany w Instytucie Chemii i Techniki Jądrowej, a wykonany przez lubelską firmę Biopolinex. Z kolei Politechnika Ryska (Łotwa) odpowiedzialna była za zapewnienie źródła spalin oraz organizację badań na terenie stoczni. Dodatkowo IChTJ odpowiedzialny był za integrację całego układu oraz prowadzenie prac badawczych
– podkreśla przedstawiciel Instytutu.
Projekt został zrealizowany dzięki wsparciu NCBR-u w wysokości 1,1 mln zł, co stanowiło 86 proc. wartości całego przedsięwzięcia. Teraz ICiTJ zajmuje się przeniesieniem pilotażu na pokład statku, co przybliżyłoby wdrożenie technologii w przemyśle.
Pozyskiwanie energii ze źródeł odnawialnych
Polski miks energetyczny powoli się zmienia. W 2020 roku po raz pierwszy w historii udział „czarnej” energii wyniósł mniej niż 70 proc. Wciąż blisko połowę energii pozyskujemy z węgla kamiennego, ale OZE stanowi już ¼ naszego miksu. Za nieco ponad połowę tej części odpowiadają elektrownie wiatrowe. I choć każdy z nas chce oddychać czystym powietrzem, to budowa tego typu obiektów ciągle budzi kontrowersje. Przeciwnicy podnoszą argumenty dot. m.in. generowanego hałasu czy negatywnego wpływu wiatraków na ptaki. Te mają się zderzać z łopatami i ginąć na miejscu. Szacunki z amerykańskiego Fish and Wildlife Serwis sprzed 4 lat wskazują, że turbiny wiatrowe mogły pomiędzy 140 tys., a 500 tys. ptaków. Na szczęście ginie ich coraz mniej w miarę, jak łopaty stają się większe i poruszają się wolniej.
Wciąż są to jednak jedynie szacunki. Za przetestowanie systemu, który może pomóc w poznaniu konkretnych liczb wzięła się poznańska firma badawcza Empeko. Jej pracownicy stworzyli B-finder, czyli urządzenie do automatycznego rejestrowania kolizji nietoperzy i ptaków ze śmigłami wiatraków. Rozwiązanie może znacznie ułatwić życie zarządców takich obiektów. Wcześniej musieli jechać na miejsce i szukać zwierząt. Teraz dostają automatyczne raporty. Dodatkowo pozyskane dane skłonić mogą firmy energetyczne do instalowania systemów mających chronić ptaki przed kolizjami z turbinami wiatrowymi.
To kolejny z projektów, w które zainwestowane zostały Fundusz Europejskie. NCBR wsparło projekt kwotą 1,6 mln zł z Programu Inteligentny Rozwój.
Zmiana klimatu i degradacja środowiska stanowią zagrożenie dla Europy i reszty świata.
Inwestycje w odnawialne źródła energii, ograniczenie zanieczyszczeń z powietrza i zmniejszenie emisji przez przemysł to nasz obowiązek w stosunku do przyszłych pokoleń. Musimy nauczyć się lepiej radzić sobie z gospodarką odpadami, korzystać ze zrównoważonego transportu i rolnictwa, produkującego zdrową żywność.
Europa zainwestuje w ciągu najbliższych 7 lat w Europejski Zielony Ład skorzysta 600 mld euro. Część z tych środków trafi do Polski, co pozwala mieć nadzieję, że zielonych innowacji będzie coraz więcej. Na plus zaliczyć też trzeba unijne zapewnienia, że ewolucja, której będziemy świadkami przez kolejne 3 dekady nie pozostawi żadnego kraju, ani jego regionu w tyle. To kluczowe dla polskiej transformacji gospodarczej.
*Materiał powstał we współpracy z Narodowym Centrum Badań i Rozwoju w ramach cyklu „Strefa Jutra”.
