Písek a prach. Třicet stupňů ve stínu. Rozpálená asfaltová vozovka, lemovaná kovovým zábradlím. Za ním kolona velbloudů, větších a menších. První s jezdci, druzí v očekávání závodů. Přímo proti nim, přes silnici a v těsném sousedství obytné rezidence, stojí „cosi”. Připomíná to dva velké kovové boxy, spojené střechou. Z boční kovové stěny, natřené bílou barvou, trčí plastová hadice. Po otočení kohoutku z ní teče nevídaná vzácnost: voda.
Ono „cosi” je S.A.W.E.R. (solar-air-water-earth-resources). Do pouště Sweihan ho dovezli Češi, stojí tu skoro tři měsíce – a míří na světovou výstavu EXPO 2020, která začne příští rok touto dobou. V mezičase si ještě vyzkouší, jak umí fungovat v místě ještě o dost sušším, předběžně se počítá s krajinou u saúdskoarabské metropole Rijádu. Hlavní předností je autonomní provoz, protože energetické potřeby systému jsou plně hrazeny ze sluneční energie (solární fototermické kolektory, fotovoltaické moduly, akumulace tepla a elektrické energie).
Vedlejším produktem je teplá voda pro sprchování a chladný vzduch pro klimatizaci budovy.
Podaná ruka od přátel
První desítky litrů vody vyrobil S.A.W.E.R. v noci z 31. července na 1. srpna. Zahájil tak několikaměsíční zkušební́ provoz v reálných podmínkách. Autory systému, který umí získávat vodu z horkého vzduchu je energeticky soběstačný díky solárním panelům a ukládání energie, jsou vědci z Univerzitního centra energeticky efektivních budov ČVUT a jejich kolegové z Akademie věd.
„Instalace nám trvala týden, přičemž nejtěžší bylo umístění solárních panelů na střechy kontejnerů,“ říká docent Tomáš Matuška z Univerzitního centra energeticky efektivních budov, který projekt řídí. „Podstatné je, že panely generují dostatek energie na výrobu vody a dokonce i na chlazení a osvětlení kontejnerů“.
Mobilní verzi systému S.A.W.E.R. ve Sweihanu tvoří dva kontejnery. První generuje elektrickou energii, teplo a chlad, druhý ze vzduchu absorbuje destilovanou vodu. Stojí na pozemku, kde se nachází velbloudí farma prezidenta společnosti Bin Fadel Holding, generála Saifa Mubaraka Fadel Al Mazrouei.
„Zázemí pro vědecký tým a prostor pro S.A.W.E.R. nabídl generál Al Mazrouei České republice zdarma s ohledem na dlouhodobě přátelské vazby k ní,“ vysvětluje Petr Čeliš, ředitel divize společnosti Bin Fadel Holding.
Zatím 100 litrů denně
S.A.W.E.R. umí ve zdejších podmínkách „vyrobit” zhruba 100 litrů vody denně, nejvíce jí získá z atmosféry v noci. V národním pavilonu bude, počátkem roku 2020 instalována větší verze s kapacitou přes 500 litrů denně. Destilovanou vodu upraví mineralizační jednotka WatiMin na pitnou, nebo ji fotobioreaktor promění na závlahový roztok, s jehož pomocí se bude kultivovat písek kolem pavilonu.
„Systém je především ukázkou schopností českých vědců a možností českého inovativního průmyslu,“ říká generální komisař̌ české účasti na EXPO Jiří František Potužník. „Pokud se ukáže, že i mobilní verze bude dostatečně efektivní́, může najít praktické využití kdekoli na světě – zejména v oblastech, kam jinak dostat vodu nelze.“
Ze sídla Univerzitního centra energeticky efektivních budov (UCEEB) ČVUT v Buštěhradu vyrazil S.A.W.E.R. 21. června 2019 a v přístavu Jebel Ali zakotvila loď s oběma kontejnery o měsíc později. Práce na oživení systému se odehrávaly v noci, protože přes den se teploty ve stínu pohybovaly kolem 50 stupňů Celsia. Na podzim začnou čeští vědci podle výsledků zkušebního provozu mobilní verze systému stavět technologie pro národní́ pavilon na EXPO 2020.
Výhoda horkého vzduchu
Celé zařízení se skládá ze dvou systémů. První získává vodu z pouštního vzduchu, druhý je určen pro kultivaci pouště v úrodnou půdu.
V případě prvního je využíván dvojstupňový proces. Nejdříve se použije desikant – materiál, který na svůj povrch váže vodní páru adsorpcí. Ten odebere venkovnímu vzduchu vodní obsah a zadrží ho na svém povrchu. Odvlhčený vzduch se odvede zpátky do venkovního prostředí.
Zároveň se do systému nasaje další venkovní vzduch s přirozeným obsahem vodní páry. Ten se nejdříve ohřeje na tak vysokou teplotu, aby bylo možné z povrchu desikantu vodní páru uvolnit a tím pouštní vzduch navlhčit. Vzduch při zvýšené teplotě umí vázat větší množství vodní páry.
Na chladič poté přichází výrazně vlhčí vzduch, než je venkovní vzduch z pouště. Díky tomu se dá získat daleko větší množství cenné tekutiny. Zatímco běžný chladič dodá z pouštního vzduchu v průměru 10 litrů/den, zařízení S.A.W.E.R. je schopné získat až 200 litrů/den, a to při srovnatelných průtocích upravovaného vzduchu.
Šikovné mikroorganismy
Botanický ústav Akademie věd ČR vyvíjí systém pro kultivaci pouště, jenž využívá část získané vody pro speciální fotobioreaktor, umělé prostředí sloužící ke kultivaci mikrořas za účelem produkce polysacharidů a zadržení živin ve vodě.
Směs vody, řas a organicky navázaných živin se aplikuje formou zálivkového systému umístěného asi 20 centimetrů 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. Jde o rostlinné hormony a organickou hmotu, potřebnou pro zdárný růst rostlin.
Před vlastní výsadbou se písčitá půda ještě oživí mikroorganismy, které pomáhají rostlině efektivněji získávat živiny a zvyšují zadržení vody v půdní vrstvě kolem kořenů. Tyto organismy, půdní symbiotické mykorhizní a endofytní houby fungující v kořenovém systému, připraví půdu pro pěstování i v tak extrémních podmínkách, které se nachází v poušti.
Na EXPO 2020, v české expozici, budou k vidění oba komponenty: extrakce vody ze vzduchu, stejně jako růst rostlin v zavlažovaném a obohaceném písku.
Potvrzený zájem
Rozpálený plácek před branami usedlosti generála Saifa Mubaraka Fadel Al Mazrouei, své nenápadnosti navzdory, se během pár týdnů stal událostí. Nedostatková voda, která vyhání obyvatele do nemalých vzdáleností, aby ji sehnali, je zde veřejně dostupná. Klasickou oázu pouze nahradila lidská vynalézavost. V daném případě um Made in Czech Republic.
„Pocit, že se něco povedlo, jsme měli několikrát. Poprvé, když jsme si doma udělali malou komoru a vytekla z ní v premiéře voda, podruhé, když se nás to samé podařilo v Emirátech,” líčí v přímém přenosu po telefonu Jakub Dytrich, tajemník Univerzitního centra energeticky efektivních budov ČVUT.
Za tématem, které v oblasti rezonuje, stojí velké úsilí. Teoretické, stejně jako fyzické. Na instalaci kontejnerů v téměř nelidských letních podmínkách vzpomínají přítomní jako na noční můru. Cíl, jímž je dodávat vodu do pouště těm, kdo ji nutně potřebují, se tím výrazně přiblížil.
Cestu k němu dláždí podepsané memorandum o spolupráci, o niž má zájem společnost Mawarid Group. Byla podepsána na šest měsíců. „Po této době se uvidí, co čeho půjdeme a jak jak bude vypadat finální nabídka za naši licenci a jaké budou její podmínky,” prozrazuje Dytrich.
Prach, zvířený kopyty procházejících velbloudů, si mezitím sedl k zemi. Do 20. října 2020, začátku půlroční světové výstavy EXPO 2020 v Dubaji a Abu Zabí, zbývalo v tu chvíli přesně 51 týdnů.
