Technologie pro český pavilon na Expo se chystá v průhonickém skleníku a na ČVUT

16. únor 2018
Expo 2020 v Dubaji, vizualizace

Dosud nejnákladnější světová výstava Expo se v říjnu 2020 otevře v Dubaji. Odhadované náklady jsou v přepočtu 150 miliard českých korun. Jen patnáctikilometrové prodloužení metra k výstavišti spolkne dalších 60 miliard korun. Bude to první Expo pořádané blízkovýchodní zemí.

Dubaj přesvědčila o své vhodnosti pro konání výstavy heslem „Dubaj JE Expo“. Jedním ze tří témat světové výstavy bude udržitelný rozvoj. Arabské země Zálivu mohutně investují do čistých technologií a připravují se na dobu, kdy jim ropa už prosperitu nezajistí. Udržitelný rozvoj je také tématem připravované české expozice.

Jak zúrodnit písek?

„Jsme ve skleníku, kde připravujeme spuštění pilotní jednotky. Bude to takové ověření toho, co chceme na Expu v Dubaji předvádět. Zkoušíme tady rostliny, které by mohly v poušti přežít.“ Docent Miroslav Vosátka v průhonickém skleníku Botanického ústavu AV ČR ukazuje pokusy, které budou za necelé tři roky základem české expozice v Dubaji.

„Všude je písek. Zatím zkoušíme dvě rostliny, a to čirok a cizrnu. To jsou rostliny, které rostou v subtropických oblastech, takže ze své podstaty jsou zvyklé na vysoké teploty. Ale abyste mohli pěstovat rostliny v písku, tak potřebujete několik věcí. Za prvé samozřejmě vodu, kterou nám, doufáme, dodají kolegové z ČVUT, respektive nám ji vyrobí ze vzduchu,“ naráží docent Vosátka na další aspekt české expozice na dubajském Expu. Hlavním tématem totiž bude, jak získat vodu uprostřed vyprahlé pouště třeba právě ve Spojených arabských emirátech.

„Další věc, kterou potřebujete, jsou živiny. Přírodní živiny budou ve dvou formách: jedna forma budou řasy a řasová biomasa, takže vybudujeme fotobioreaktor, což je taková plošina, po které teče voda a kde se pěstují řasy. Budeme využívat odpadní vodu z českého pavilonu. Řasy do sebe nasáknou živiny z odpadní vody a potom tu řasovou suspenzi budeme pouštět do podpovrchové závlahy, což jsou trubky zhruba 20 cm pod povrchem. To znamená, že se tolik vody neodpařuje.“

Miroslav Vosátka, vědecký pracovník Botanického ústavu AV ČR, v průhonickém skleníku u vermikompostu

Žížalice a houby

Podle docenta Vosátky stále platí to, že veškerá voda v českém pavilonu bude pocházet z kondenzace ze vzduchu, primárně ale bude používaná jako voda pitná či užitková. Až jako použitá odpadní voda půjde jako závlaha k rostlinám. Ty budou mít vedle řasové suspenze ještě druhý zdroj živin – tzv. vermikompost.

„Pracovně tomu říkáme žížalice. Tady je kompost, kde se budou zpracovávat biologické odpady z toho pavilonu, to samozřejmě v mnohem větším měřítku. Vermikompostér je plný žížal. Ty zpracovávají biologický odpad na výluh, kterým zaléváme rostliny. A třetí věc, kterou potřebujete, je udržet vodu a živiny v kořenové zóně. To děláme tak, že písek oživíme symbiotickými mykorhizními houbami, které mají symbiózu s kořeny rostlin, a dále bakteriemi, které se v kořenové zóně udržují a pomáhají rostlinám získávat živiny,“ dodává Vosátka.

Kdyby se rostliny jen zalévaly vodou s chemickými hnojivy, voda by pískem protekla bez většího přínosu. Právě mykorhizní houby společně s kompostovým a řasovým výluhem prý zajistí, že živiny i voda zůstanou u kořenů rostlin. Písek se ale musí před zahájením expozice dost dlouho kultivovat. Několik měsíců před začátkem Expa budou čeští vědci přidávat humusový výluh a vytvoří úrodnou zónu. Takto je podle docenta Vosátky možné dlouhodobě vytvořit půdu, ve které jsou určité rostliny schopné přežít.

Pavilon udržitelného rozvoje, vizualizace

A jak bude expozice, která má návštěvníkům zúrodňování pouštního písku ukázat, vlastně vypadat? „Pokud se domluvíme s architekty, tak bychom rádi tuto ukázku udělali pod zemí. Bude to tunel, kterým se dostanete pod poušť, a uvidíte zespodu, jak tam rostou kořeny, jak tam prosakuje zelená suspenze z řas a humusoidní látky, jak se pískem dostávají dolů. Věříme, že to bude i divácky atraktivní,“ popisuje plány Miroslav Vosátka.

Nejen že návštěvníci uvidí jakýsi průřez zúrodňovanou půdou, ale budou moci sami zjistit, že zúrodňování písku je možné jedině organickými postupy. Český pavilon totiž podle docenta Vosátky nabídne srovnání mezi zavlažováním se syntetickými a s organickými hnojivy.

Až 100 litrů vody ze vzduchu

Vedle Botanického ústavu AV ČR se na technologické stránce české expozice v Dubaji podílí i ČVUT, které, jak uvedl docent Vosátka, má za úkol zajistit pouštnímu zemědělství vodu tam, kde prostě není. Tým techniků vede docent Tomáš Matuška z Univerzitního centra energeticky efektivních budov ČVUT v Praze (UCEEB).

„Získat vodu ze vzduchu je poměrně jednoduché třeba v našich podmínkách, kde je vlhkosti relativně hodně. Je to jednoduché i na pobřeží moře, třeba právě v Dubaji, kde je i v letním období teplota rosného bodu někde nad 20 stupni. Problém je získat vodu ze vzduchu v poušti, kde je skutečný obsah molekul vody ve vzduchu velmi nízký. A běžnými prostředky, jako je kondenzace pomocí chladících zařízení, tam vůbec nefunguje,“ říká Matuška.

Tomáš Matuška z Univerzitního centra energeticky efektivních budov ČVUT v Praze (UCEEB)

„Naše řešení pracuje se sorpcí, to znamená zachycením molekul vody do sorbentu, což je materiál s velkou plochou, který dokáže adhezními silami přitáhnout molekulu na svůj povrch. Je to jako silikagel a další prostředky pro udržování sucha. Výměník, který má na sobě takovýto materiál, dokáže molekuly přitáhnout, zachytit je. A abychom je zase dokázali uvolnit, abychom je zase dokázali někde vykondenzovat, na to je potřeba teplo, abychom překonali ty adhezní síly,“ dodává.

Tahle kondenzace nefunguje sama od sebe, potřebuje pochopitelně nějaký zdroj energie. Ten by měl zajistit solární pohon. Tím se česká expozice na Expu v Dubaji řadí do tematického okruhu udržitelného rozvoje. A naprosto tím zapadá do směru, kterým se Spojené arabské emiráty ubírají, což je cesta mohutných investic do obnovitelných zdrojů energie.

Cílem vědců je vyprodukovat 100 litrů vody denně v extrémních podmínkách, na Expu v Dubaji by zařízení mohlo zajistit až čtyřnásobek. Technologie se podle Tomáše Matušky může uplatnit v jakékoliv odloučené oblasti, kde není zdroj vody, typicky tedy u vzdálenějších a malých pouštních komunit.

Návrat ke kořenům

Mardžán Farajdúníová, tisková mluvčí Expo 2020

Zatímco se technologie pro český pavilon připravuje v průhonickém skleníku a v Buštěhradě, v Dubaji už bagry prokousaly cestu inženýrským sítím a jeřáby už budují první stavby budoucího výstaviště.

„Teď už odpočítáváme méně než tisíc dnů do otevření výstavy. Máme hotové projekty všech staveb, které buduje hostitelská organizace, včetně těch pavilonů, které si některé země budou pronajímat. Teď jsou všechny tyto objekty už ve výstavbě. Plocha výstaviště je asi 2 x 2 kilometry, momentálně na něm pracuje 12 tisíc lidí,“ říká mluvčí Expa 2020 Mardžán Farajdúníová.

Organizátoři mají za cíl přivítat na Expu 25 milionů lidí. Kladou důraz i na další využití prostor po skončení výstavy. „To místo bude pokračovat svým životem, Expo je v něm jen jednou epizodou. Až se dveře výstavy 10. dubna 2021 uzavřou, hned druhý den začnou práce na proměně výstaviště v prostory, které obsadí specializované firmy hlavně v oborech nejnovějších technologií, dopravy a logistiky a turismu,“ zdůrazňuje mluvčí.

„Troufám si říct, že Expo v Dubaji, víc než třeba Expo v Šanghaji, vrátí význam těch světových výstav, což vždycky byla prezentace inovací,“ říká generální komisař české účasti Jiří František Potužník. Dodává, že právě duch inovací se podle něj z minulých ročníků Expa vytratil a výstavy často sklouzly k jakési prezentaci folklóru jednotlivých zemí. Technologii kultivace pouště, kterou bude prezentovat, nazval Jiří František Potužník SAWER, což je zkratka anglických slov pro slunce, vzduch, vodu, energii a zdroje.

Staveniště na místě budoucího areálu Expa 2020