Na místo suchých pouští zelená krajina? To již nemusí být sen díky unikátní technologii, kterou vyvinuli vědci z ČVUT v Praze. S nastupující změnou klimatu navíc nemusí jít o zařízení pouze pro Saharu. Je možné, že se podobné projekty budou hodit také v Evropě.
Vzduch v poušti obsahuje vodní páru, ta však kvůli tamním klimatickým podmínkám nemůže kondenzovat. Čeští vědci proto vyvinuli zařízení, které dokáže vodu ze vzduchu získat. To by však pro ozelenění pouště nestačilo. Proto k získané vodě přidali také zařízení, které prostřednictvím cíleného rozmnožování mikroorganismů kultivuje poušť v oázu. Technologie dostala jméno S.A.W.E.R., tedy Solar Air Water Earth Resource.
Na prvním stupni technologie, která umožňuje získat vodu ze vzduchu, pracují experti z Univerzitního centra energeticky efektivních budov a Fakulty strojní ČVUT v Praze. Speciální materiál umí na svůj povrch vázat vodní páru absorpcí. Odvlhčený vzduch se pak odvádí zpět do venkovního prostředí. Současně se do zařízení nasává další neodvlhčený venkovní vzduch, který se ohřívá, aby jej šlo navlhčit vodní párou, kterou v systému zanechal předchozí vzduch. Na chladič pak přichází výrazně vlhčí vzduch, než je venkovní vzduch z pouště.
Právě tento trik povyšuje českou technologii nad jiná obdobná zařízení. Běžné „chladiče“ umí vytěžit ze vzduchu v průměru 10 l/den, zařízení S.A.W.E.R. dává výsledky až průměrných 200 l/den při srovnatelných průtocích upravovaného vzduchu.
Pracuje energie Slunce
Hlavním specifikem systému S.A.W.E.R. je autonomní provoz. Energetické potřeby systému jsou plně hrazeny ze sluneční energie (solární fototermické kolektory, fotovoltaické moduly, akumulace tepla a elektrické energie). Vedlejším produktem technologického systému je pak teplá voda pro sprchování a chladný vzduch pro klimatizaci budovy.
Oázy pomocí mikrořas
O další část ozeleňování pouští se pak stará Botanický ústav Akademie věd ČR. Jejich cesta vedoucí ke kultivaci pouště je založená na využití části vody vytěžené z pouštního vzduchu, která putuje do speciálního fotobioreaktoru. Jde vlastně o umělé prostředí sloužící ke kultivaci mikrořas za účelem produkce polysacharidů a zadržení živin ve vodě.
Právě směs vody, řas a organicky navázaných živin se aplikuje formou zálivkového systému umístěného asi 20 cm pod povrchem půdy. Kořeny rostlin získají vodu s živinami přímo ze zálivkového potrubí. Tím se výrazně omezí ztráty vody vypařováním, což je důležité hlavně v suchých oblastech s vysokou hladinou slunečního záření. Zaléváním vodou s obsahem řas se do půdy dostávají jak živiny, které se mohou pomalu uvolňovat, tak další látky obsažené v řasách, jako jsou rostlinné hormony a organická hmota potřebná pro zdárný růst rostlin.
Před výsadbou rostlin se písčitá půda oživí mikroorganismy, které jsou prospěšné pro růst rostlin, pomáhají rostlině efektivněji získávat živiny a zvyšují zadržování vody v půdní vrstvě kolem kořenů. Tyto organismy, půdní symbiotické mykorhizní a endofytní houby fungující v kořenovém systému, ve spolupráci s dalšími půdními organismy oživí půdu tak, že se stává vhodnou pro pěstování i v tak extrémních podmínkách, které se nachází v poušti.
Drink z pouště
Dalším logickým využitím vody vytěžené z pouštního vzduchu je příprava pitné vody. Právě za tím účelem lze k technologii S.A.W.E.R. připojit mineralizační jednotku a proměnit destilovanou vodu na pitnou. ČVUT již koncem loňského roku úspěšně vyzkoušelo mineralizaci vody pomocí WatiMin od společnosti EuroClean.
„Úpravna vodu nejprve filtruje a obohacuje o minerály, zejména vápník, hořčík a draslík, čímž vznikne kvalitní a chutná pitná voda dle světových standardů – ale mohli bychom přidat i další prvky a vyrábět vodu doslova na přání. WatiMin vodu za pomoci elektrolýzy, respektive UV záření, rovněž desinfikuje a zbavuje veškerého možného mikrobiologického znečištění,“ vysvětluje Jaromír Šnajdr, ředitel společnosti EuroClean, s.r.o.
Ostrý test v poušti
Zatím se pilotní systém testoval v laboratořích v Česku. V létě vyrazí jednotka spolu se svými tvůrci na cestu do Spojených arabských emirátů, kde ji čeká test v reálných pouštních podmínkách.
Již laboratorní testy napověděly slibné výsledky. „Trochu nás překvapilo, že realita funguje o něco lépe než teorie. Pro provoz je potřeba o něco nižší chladicí výkon, abychom dostali stejné množství vody,“ zhodnotil docent Tomáš Matuška z ČVUT UCEEB dosavadní testování.
Reálný test v poušti proběhne v oblasti Sweihan ve Spojených arabských emirátech. Data o systému a jeho výkonnosti budou sbírána dálkově. Získané údaje by měly posloužit vědcům z ČVUT UCEEB k případným úpravám a vylepšením systému S.A.W.E.R., který se stane jádrem české národní expozice na světové výstavě Expo 2020 v Dubaji.
„S.A.W.E.R. v poušti nám odpoví na dvě zásadní otázky: jak si poradí kromě vysokých teplot například s jemným pískem a dalšími přírodními podmínkami a zda a jak rychle se nám může podařit kolem mobilní verze systému skutečně vytvořit oázu? To bychom pak chtěli v podobě časosběrného dokumentu ukázat na Expo 2020 i návštěvníkům národního pavilonu. V něm má další S.A.W.E.R. vyrábět dokonce přes pět set litrů vody denně, ale bude fungovat přece jen v přívětivějším prostředí, než je odlehlá poušť,“ říká generální komisař české účasti na světové výstavě Expo 2020 Jiří F. Potužník.