Kapka po kapce: Český systém S.A.W.E.R. začal v poušti vyrábět vodu ze vzduchu

Sweihan je malé město ve Spojených arabských emirátech, které leží asi stovku kilometrů od Abú Dhabí. Vysoké teploty přes den a poušť okolo z něj dosud dělaly především ideální prostory pro offroadové vyjížďky, řady solárních elektráren a velbloudí farmy. Jedna z nich se teď změnila na pokusné místo, kde Češi získávají ze vzduchu vodu a mají potenciál změnit poušť v oázu. Koncem července tu začali testovat systém S.A.W.E.R.

Poušť desítky kilometrů od moře obsahuje přesně ty podmínky, pro které je S.A.W.E.R určen. Systém ale může jít mnohem dál. Je totiž založený na tom, že k provozu potřebuje jen slunce a vzduch.

Vzduch na to, aby mohl získávat životodárnou vodu – i v takovém prostředí totiž obsahuje vodní páru. Tu získává díky takzvanému sorpčnímu výměníku a zpětně navlhčuje vzduch, takže voda může při chlazení snáz kondenzovat.

A slunce na svůj provoz. Český systém se od některých podobných totiž liší především v tom, že veškerou energii získává díky solárním panelům na své střeše.

Samotná sorpce a následná kondenzace vodní páry není zas tak převratný vynález. Takových systémů existuje řada, mnoho z nich ale nebere v potaz skutečnost, že tam, kde zásadně schází voda, pravděpodobně podobně schází i jiná infrastruktura. A navíc, právě v poušti jsou takové podmínky, které neumožňují její snadné získávání.

Půlrok pozorování

S.A.W.E.R. je zkratka pro Solar Air Water Earth Resource. Systém se skládá ze dvou kontejnerů, které získávají vodu z pouštního vzduchu. To, jak úspěšně to dokážou, ještě není úplně jasné. „V následujících měsících bude monitorována jeho funkce v reálném prostředí,“ popisuje Tomáš Matuška z Univerzitního centra energeticky efektivních budov (UCEEB) ČVUT, který celý projekt vede.

Odborníci budou výsledky z pouště hodnotit následující půlrok. Po kontejnerech chtějí, aby vyrobily v průměru 100 litrů za den. A podle aktuálního provozu to vypadá, že s tím nemají problém. „Postupně bude celý systém optimalizován a na základě výsledků pravděpodobně dojde k úpravám pro další řadu,“ dodává Matuška.

Vývoj systému začal v létě 2017 a zatím stál zhruba 25 milionů korun. Jde o chloubu, která dávno překročila ČVUT. Jeho sláva se ale teprve znásobí příští rok. Ve chvíli, kdy bude zařízení měnící vzduch na vodu součástí českého pavilonu Expo v Dubaji. Zařízení, které bude sloužit pro produkci vody k zálivce zahrady, je už teď v přípravě.

příprava systému S.A.W.E.R.

Česká pomoc

Je jasné, že umístit dva kontejnery, které tohle všechno umí, někam na velbloudí farmu do vzdálené pouště, není jen o troše snahy. Kromě zmíněných institucí systému S.A.W.E.R. pomohli mimo jiné čeští manažeři ve firmách, které v této oblasti působí. Tak třeba kontejnery stojí na pozemku, který vlastní majitel společnosti Alas Emirates Ready Mix. „Petr Čeliš z této společnosti a jeho kolegové nám poskytli obrovskou podporu ať už v rámci celního řízení, zajištění ubytování na farmě, internetového spojení či propojení s místními dodavateli. Petr Zeman z AB Control nám zase zajistil instalaci speciálních klimajednotek pro chlazení kontejnerů ve vysokých teplotách, které nejsou k dispozici pro Evropu,“ vyjmenovává Matuška.

Pokud hovoříme o vodě, většina lidí si představí obsah jezer, řek nebo tu, která teče z kohoutku. Tedy takovou, která obsahuje řadu dalších látek. Pro lidi i rostliny jsou ovšem důležité minerály, které zajištují výživu. Jenže voda získaná ze vzdušné vlhkosti takové minerály neobsahuje.

S.A.W.E.R je tedy schopný vytvářet čistou vodu bez jakýchkoliv látek, tedy destilovanou. Aby se z ní stala pitná, zapojila se další česká společnost: EuroClean, která připojila mineralizační jednotku, která upravuje získanou vodu na pitnou.

Budiž pitná voda

Systém, kterým se bude chlubit Česká republika na výstavě Expo 2020 v Dubaji, jde ještě dál. Pitná voda je vlastně „jen“ na ukázku. Projekt pro Expo, na kterém kromě zmíněných institucí pracuje také Botanický ústav Akademie věd ČR, umí část získané vody poslat do speciálního fotobioreaktoru, umělého prostředí sloužícího ke kultivaci mikrořas. Jejich úkolem je jednoduše řečeno zadržet navázat na sebe organické živiny. Voda, řasy a živiny proudí pomocí zálivkového systému asi 20 centimetrů pod povrchem půdy rovnou ke kořenům rostlin, ke kterým jsou vpraveny symbiotické mykorhizní oganismy, které živiny zadržují přímo u kořenů.

Voda tak téměř nemá šanci se vypařit a zaléváním s obsahem řas se do půdy dostávají jak živiny, které se mohou pomalu uvolňovat, tak další látky obsažené v řasách: třeba rostlinné hormony a organická hmota. Takový koktejl zajišťuje zdárný růst. Extrémní pouštní podmínky se tak mění na skvělé místo pro pěstování.

Celý systém chrání hned několik patentů. Přes veškerá kouzla s odpařováním a mikroorganismy však směřují hlavně k oblasti zacházení s energiemi. „Využíváme rekuperace tepla a chladu pro snížení energetické náročnosti produkce vody tak, aby bylo možné systém provozovat autonomně. V rámci systému pro pavilon je navíc ještě využíváno patentované řešení zasklených hybridních fotovoltaicko-tepelných kolektorů, solárních kolektorů, které z jedné plochy produkují teplo i elektrickou energii,“ vysvětluje Matuška.

Zní to jako záchranná metoda pro jakékoliv místo? Možná – tedy pro mnoho oblastí. Jak se ale zdá, pro domácí půdu to vlastně neplatí.

Dokud se v České republice v domácnostech splachuje pitnou vodou, žádné takové zařízení není řešením. Ono ani ve velké části Emirátů není takové zařízení konkurenceschopné – na pobřeží běží velkokapacitní odsolovací zařízení, ve vnitrozemí jsou k dispozici vodní vrty s úpravnami vody,“ vysvětluje Matuška. Hlavní výhodou systému je tak právě energetická soběstačnost a cílem dostat jej do odlehlých míst bez infrastruktury – potrubí, cest i elektrické energie.

Na vývoji technologie S. A. W. E. R. se podílí Univerzitní centrum energeticky efektivních budov (UCEEB) a Fakulta strojní ČVUT v Praze. Odborníci, kteří na něm pracují, jsou převážně právě z UCEEB, přispívá i řada doktorandů. Na zařízení zatím spolupracovalo zhruba 15 lidí. Mezi ty nejdůležitější patří například

Tomáš Matuška (energetika, vedoucí projektu)

Vladimír Zmrhal (vzduchotechnika, sorpční jednotka)

Bořivoj Šourek (konstrukce zařízení, výkresová dokumentace)

Petr Wolf (fotovoltaika, bateriové úložiště)

Pavel Pelán (měření a regulace)

Jiří František Potužník (původní myšlenka a zadání)

UCEEB je členem inovační platformy Aliance pro vodu ve Středočeském kraji. Ta má přinášet inovaci do vodního hospodářství, a to v teorii i praxi.

 

Diskuze k článku