Obnovitelné zdroje energie a zelené technologie nejsou nic nového. Jak je ale využít dohromady tak, aby šlo o ekonomické a tím pádem i atraktivní řešení? Na tuto otázku chce odpovědět mezinárodní projekt RESHeat, na němž se podílejí i odborníci z laboratoře SPIL na FSI. V plánu jsou i dvě demonstrační instalace na komplexech obytných budov nacházejících se v rozdílných klimatických podmínkách: jedna v rezidenční části italského hlavního města Říma v Palombara Sabina, Lazio, a druhá v Krakově, bývalém historickém hlavním městě Polska. Instalace mají být posledním vývojovým krokem před uvedením systému do praxe.

Více než polovinu roční spotřeby energie obytných a veřejných budov spotřebuje vytápění a klimatizace. V občanském sektoru EU tvoří samotné vytápění, klimatizace a ohřev vody 79 % celkové konečné spotřeby energie. Tři čtvrtiny vytápění a chlazení navíc stále spotřebovávají energii z fosilních paliv. Přesto přechod na obnovitelné zdroje stále drhne, často proto, že zájemce odradí vysoké vstupní investice a náklady na provoz.

„Ne, že by stávající technologie nebyly dobré. Problém současných obnovitelných zdrojů energie ale spočívá v tom, že se ve většině případů musí dotovat. Cílem projektu RESHeat je vyvinout technologii tak, aby byla ekonomicky maximálně výhodná. Pokud se nám to podaří, mají obnovitelné zdroje zelenou. I proto chystáme dvě předváděcí instalace v různých klimatických podmínkách, kam by se na ně mohli zájemci přijet podívat a dozvědět se vše o tom, jak systém funguje,“ vysvětluje profesor Jiří Klemeš, vedoucí laboratoře SPIL z Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně. Projekt je zaměřen na rezidenční celky, proto budou demonstrační instalace na obytných budovách jednak v Římě, kde je poměrně teplo, a v Krakově, který je od nás na sever. Odborníci tak budou moci porovnat i efektivitu obou systémů v různých zeměpisných šířkách.

Právě tým Laboratoře integrace procesů pro trvalou udržitelnost, zkráceně SPIL má – jak název napovídá – na starosti integrovat všechny technologie tak, aby z nich vznikl funkční a efektivní systém. „Obecně vzato můžeme ušetřit spoustu energií a vyhnout se emisím, ale na to opět potřebujeme nějaké provozní náklady. Například téměř všechna tepelná čerpadla jsou poháněna elektřinou, což znamená, že sice něco ušetříme, ale něco zase spotřebujeme. My se budeme snažit o integraci obnovitelných zdrojů tak, aby i čerpadlo využívalo energii ze slunečních kolektorů,“ vysvětluje profesor Klemeš. Pro sluneční kolektory plánují použít efektivnější, takzvané chytré panely, které se jako slunečnice otáčejí za sluncem, aby ze slunečního záření získaly maximum energie. Což je důležité zvláště v zimním období, kdy je zvýšená potřeba energie.

Občanský sektor má v energetické účinnosti a snižování emisí stále rezervy

Výzkumníci chtějí řešit i další problém, a tím je kolísající výkonnost obnovitelných zdrojů. „Ke kolísání dochází jak v pravidelných cyklech den-noc, tak také se změnou počasí nebo ročního období. Abychom se dočkali opravdového průlomu ve využívání obnovitelných zdrojů, je třeba řešit skladování energie. V našem projektu chceme využívat pokročilé podzemní zásobníky energie. Pokud máte totiž půdu s vhodnými vlastnostmi, dá se teplo ukládat i do země. Je to poměrně levné a bezpečné, tedy i nadějné,“ říká Klemeš.

Cílovou skupinou projektu tentokrát není pouze průmysl, ale také města, kraje a další veřejné subjekty. „Je to perspektivní, protože průmysl se úsporami energie už nějakou dobu zabývá. Dokonce i vyspělé průmyslové celky sice stále mohou něco energií ušetřit, ale už nejde o desítky procent. Naopak oblast občanské vybavenosti má stále rezervy a zde je proto potřeba další výzkum a ověření,“ dokládá Klemeš.

Projekt Evropské unie RESHeat je plánovaný na čtyři roky, završit by měl v listopadu 2024. V prvních třech letech plánují výzkumníci práce na integraci procesů a dále postupnou instalaci a testování částí systému v ukázkových rezidenčních celcích tak, aby poslední rok projektu vše běželo a mohla se sbírat data prokazující efektivitu řešení. Do projektu jsou zapojeny výzkumné instituce, města i firmy, které plánují technologii nebo její součásti následně uvést na trh. „Tyto firmy musely na vývoj v rámci projektu přispět 30 % z vlastních zdrojů, což už je samo o sobě dobrá ukázka toho, že věří, že projekt k něčemu bude. A věříme tomu samozřejmě i my. Úspory energie budou fungovat jenom tehdy, když se opravdu masově rozšíří,“ uzavírá Jiří Klemeš.

Důležitou částí projektu RESHeat je propagace a publicita ve které má výzkumné centrum SPIL zkušenosti a tradici v oblasti organizování světových konferencí jako byl například SPIL’20, kterého se účastnilo 443 účastníků ze 49 zemí celého světa a nadcházející hybridní (face-to-face a online) konference PRES’21 (31. 10. – 3. 11. 2021 v Brně, Česká republika), na kterou již nyní přihlásilo svoje výzkumné práce více než 1650 autorů z 57 zemí celého světa.

This project is supported by European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 956255, project RESHeat (Renewable Energy System for Residential Building Heating and Electricity Production).

Projekt SPIL je financovaný Evropskou komisí prostřednictvím operačního programu Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy ČR pod názvem Výzkum, vývoj a vzdělání, Priorita 1: Posílení kapacity pro výzkum kvality (CZ.02.1.01/0.0/0.0/15_ 003/0000456).