Narodowe Centrum Badań i Rozwoju chce zainspirować polskich przedsiębiorców do tworzenia innowacyjnych technologii i systemów do magazynowania oraz wykorzystywania wody deszczowej w domach, budynkach mieszkalnych czy szkołach. Służy temu najnowsze przedsięwzięcie „Technologie domowej retencji”, finansowane z Funduszy Europejskich w ramach Programu Inteligentny Rozwój. W jego wyniku powstaną innowacyjne wieloobiegowe systemy retencjonowania, magazynowania i oczyszczania wody deszczowej, wody szarej oraz wody czarnej.

Na jednego mieszkańca naszego kraju przypada trzy, a nawet cztery razy mniej wody niż na przeciętnego Europejczyka. Niższe wskaźniki mają tylko Czechy, Dania, Cypr i Malta. Podczas suszy zasobność ta spada o kolejne 50%. Zasoby wody pitnej zmniejszają się na całym świecie. Jedną z odpowiedzi na ten proces jest jej retencja na małą oraz dużą skalę.

Według danych PGW Wody Polskie z marca 2020 roku, aktualnie w Polsce odzyskujemy zaledwie 6,5% wody opadowej, a potrzebujemy zwiększyć tę ilość przynajmniej dwukrotnie. Obecnie głównym sposobem jej odzyskiwania jest tworzenie specjalnych zbiorników retencyjnych, w których zabezpieczane są miliony litrów sześciennych wody. Przykładowo w Hiszpanii funkcjonuje ich 1 900, a retencja sięga 45%. W naszym kraju zbiorników gromadzących powyżej 1 mln m³ (1 hm³) wody jest około 100. Alternatywne rozwiązanie to tworzenie rozproszonego systemu składającego się z milionów mniejszych zbiorników zainstalowanych na posesjach domów jednorodzinnych oraz budynków użyteczności publicznej.

W ostatnich latach na całym świecie rośnie popularność technologii domowej retencji, czyli gromadzenia np. deszczówki na własny użytek. Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, rozpoczynając przedsięwzięcie „Technologie domowej retencji”, postawiło sobie za cel opracowanie nowoczesnej instalacji, która dzięki zastosowaniu technologii informatycznych będzie aktywnie zarządzać procesem gromadzenia i wykorzystywania wody opadowej w oparciu o dane dotyczące charakterystyki jej zużycia oraz prognozy pogody.

– Systemy, które opracowujemy, będą połączone z prognozą pogody, a zarządzanie odzyskiwaną wodą będzie inteligentne i autonomiczne. Urządzenie będzie nas informować, czy użytkownik może np. umyć auto lub podlać ogródek. W projekcie stawiamy na prostotę. Chcemy dać ludziom technologię, która poinformuje ich, ile wody jest w zbiorniku, ile można jej zużyć, żeby zostało tyle, aby móc się umyć oraz zrobić pranie. Takie kompleksowe wieloobiegowe systemy jeszcze nie istnieją, chcemy je opracować i zostać pionierami tej technologii – mówi Wojciech Kamieniecki, dyrektor Narodowego Centrum Badań i Rozwoju.

Obniżające się zasoby wód gruntowych oraz głębinowych stanowią coraz większe wyzwanie, które nieuchronnie zbliża nas do stanu suszy hydrologicznej. Zjawisko występuje, gdy rezerwy wody dostępne we wszelkich naturalnych zbiornikach wodnych spadną poniżej lokalnie przyjętego progu. Ten ostatni etap rozwoju suszy przejawia się wyraźnym obniżeniem poziomu wód podziemnych w stosunku do średniego stanu i wysychaniem studni. Według prognoz sytuacja ta będzie się jeszcze pogarszać, co będzie skutkować okresowymi deficytami wody pitnej.

Dlatego w najbliższych latach konieczne staje się wypracowanie rozwiązań w zakresie mikroretencji, szczególnie w przypadku gospodarstw domowych oraz wspólnot mieszkaniowych. Oprócz zachęt w postaci np. dotacji czy rozwiązań podatkowych, uzasadnione jest opracowanie inteligentnych systemów do gospodarowania wodami opadowymi, wykazujących realne korzyści w porównaniu ze stosowanymi obecnie instalacjami biernymi. Warto podkreślić, że gromadzona deszczówka jest doskonałym źródłem darmowej wody dla wszystkich domowych potrzeb, takich jak mycie, pranie, zmywanie itp. Może też później służyć do podlewania ogrodu. Jej rozsączanie w ogrodzie zasila systemy korzenne pobliskich drzew, które z kolei przeciwdziałają tworzeniu się „wysp ciepła”. Dodatkowa korzyść to oszczędności w budżecie domowym w zakresie kosztów wody i odprowadzania ścieków.

Oprócz ochrony przed suszą i deficytem wody musimy zabezpieczać się przed powodziami. Postępujące utwardzanie powierzchni miast i przedmieść powoduje odpływ aż 60-75% wody deszczowej do kanalizacji miejskiej. To z kolei, z uwagi na nasilające się zmiany klimatu i związane z nimi ekstrema pogodowe, powoduje przeciążenie sieci kanalizacyjnej i nagłe powodzie w miastach. Rozwiązanie dla tej sytuacji stanowi rozproszone gromadzenie wody deszczowej w systemach, magazynowanie jej na okres bezdeszczowy, a w przypadku przepełnienia zbiornika – kierowanie jej do skrzynek rozsączających. To nowe, holistyczne podejście jest bliskie NCBR, ponieważ pozwala na zrównoważony rozwój miast i tworzy komfortowe warunki do życia dla ich mieszkańców.

W przedsięwzięciu Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, którego ogłoszenie zostało poprzedzone kilkumiesięcznym dialogiem technicznym, przedmiotem prac badawczo-rozwojowych jest opracowanie nowych technologii służących do magazynowania i zagospodarowywania wody deszczowej oraz szarej (odprowadzanej po myciu naczyń, kąpieli czy praniu) w gospodarstwach domowych oraz budynkach użyteczności publicznej. System ma być w pełni bezobsługowy oraz atrakcyjny dla użytkownika, tak aby swoim designem i interfejsem zachęcał do racjonalnego wykorzystywania wody.

Eksperci NCBR podczas wyboru najlepszych ofert będą oceniać m.in. możliwości technologii w obszarze: metod retencji, filtracji, uzdatniania, jakości otrzymanej wody, konstrukcji zbiorników, rozwiązań materiałowych oraz trwałości urządzenia. Ogromnie ważnym aspektem systemu ma być zastosowanie wielokrotnego wykorzystania wody deszczowej do różnych celów.

Opracowana technologia ma pozwalać na trzystopniowy obieg odzyskiwanej wody (deszczowej/szarej/czarnej): najpierw wykorzystywana będzie do mycia i potencjalnie do picia, w kolejnym obiegu do spłukiwania toalety i finalnie do podlewania np. trawnika. Na stworzenie tak zaawansowanego urządzenia podmioty będą miały 2,5 roku, a budżet przygotowany przez NCBR na ten cel opiewa na 4,6 mln zł. Całe przedsięwzięcie realizowane jest w trybie zamówień przedkomercyjnych, dostosowanym do zamawiania rozwiązań niedostępnych obecnie na rynku.

Dzięki projektowi „Technologie domowej retencji” powstanie system, który ułatwi zagospodarowanie wody opadowej, co przyczyni się do lepszej ochrony ekosystemów wodnych oraz zmniejszenia zużycia wód gruntowych. Działania te wpisują się w unijną strategię „Europejskiego Zielonego Ładu”. Komisja Europejska określiła w niej 10 priorytetów, zakładających dokonanie przeglądu każdego istniejącego prawa pod kątem jego wpływu na klimat, a także wprowadzenie nowych przepisów dotyczących gospodarki o obiegu zamkniętym, renowacji budynków, różnorodności biologicznej, rolnictwa i innowacji.

Można by pomyśleć, że w kontekście zmierzania do neutralności klimatycznej woda byłaby doskonałym źródłem „zielonej energii”. Jednak eksperci zwracają uwagę, że wielkie tamy i zbiorniki retencyjne to w warunkach polskich niepewny kierunek. Nawet jeśli zebralibyśmy całą wodę, jaka spada z deszczu, w jednej tamie, nie uzyskamy odpowiedniej mocy. Dzieje się tak m.in. dlatego, że nasz kraj jest nizinny, a moc elektrowni wodnych rośnie wprost proporcjonalnie do wysokości piętrzenia. Znaczenie projektu NCBR dla walki z suszą polega na wpływie technologii, które mają zostać opracowane, na ochronę wód głębinowych, a także na przeciwdziałanie powstawaniu błyskawicznych powodzi na drogach w miastach. Wszystko zależy oczywiście od tego, w jakiej skali uda się te systemy rozpowszechnić.

Przedsięwzięcie „Technologie domowej retencji” jest tylko jednym z dziewięciu nowych przedsięwzięć zainicjowanych przez NCBR, które mają na celu stworzenie nowych technologii dla polskiej gospodarki oraz przyszłych pokoleń. W ramach projektów opracowane zostaną również m.in. ciepłownia przyszłości, elektrociepłownia w lokalnym systemie energetycznym, nowoczesne oczyszczalnie ścieków, biogazownie, budynki efektywne procesowo i energetycznie, systemy wentylacji dla szkół i domów, magazynowanie energii elektrycznej czy magazyny ciepła i chłodu. Wszystkie przedsięwzięcia zostały wybrane pod kątem ich potencjału do masowego wdrożenia i możliwości stania się polską specjalnością.

Szczegółowe informacje oraz dokumentacja przedsięwzięcia „Technologie domowej retencji” znajdują się na stronie internetowej Narodowego Centrum Badań i Rozwoju.

---

Projekt realizowany jest w ramach projektu pozakonkursowego pn. Podniesienie poziomu innowacyjności gospodarki poprzez realizację przedsięwzięć badawczych w trybie innowacyjnych zamówień publicznych w celu wsparcia realizacji strategii Europejskiego Zielonego Ładu (w ramach poddziałania 4.1.3 Innowacyjne metody zarządzania badaniami Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój).

Projekt finansowany jest ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego.