Green Deal
Narodowe Centrum Badań i Rozwoju wspiera realizację Europejskiego Zielonego Ładu poprzez uruchomienie szeregu przedsięwzięć badawczych w trybie zamówień przedkomercyjnych. Wszystkie one są ukierunkowane na opracowanie w ramach prac badawczo-rozwojowych (B+R) nowych rozwiązań i technologii wspierających osiągnięcie celów Europejskiego Zielonego Ładu.
Zgłoś swój pomysł Trwające konsultacje
Komisja Europejska w grudniu 2019 r. zaprezentowała założenia Europejskiego Zielonego Ładu (ang. European Green Deal). Są one podstawą inicjatyw mających na celu osiągnięcie do roku 2050 przez Unię Europejską neutralności klimatycznej, rozumianej jako zerowy poziom emisji gazów cieplarnianych netto. Działania priorytetowe, jakie UE planuje podjąć, dążąc do neutralności klimatycznej zgodnie z założeniami Zielonego Ładu, uwzględniają m.in. przejście na czystą, przystępną cenowo i bezpieczną energię, transformację w kierunku gospodarki o obiegu zamkniętym, energooszczędne i zasobooszczędne budownictwo, zrównoważoną mobilność, a także szeroko rozumianą ochronę środowiska z ograniczeniem zanieczyszczenia powietrza, wód i gleby oraz ulepszoną gospodarką odpadami na czele.
Narodowe Centrum Badań i Rozwoju wspiera realizację Europejskiego Zielonego Ładu poprzez uruchomienie szeregu przedsięwzięć badawczych w trybie zamówień przedkomercyjnych. Wszystkie one są ukierunkowane na opracowanie w ramach prac badawczo-rozwojowych (B+R) nowych rozwiązań i technologii wspierających osiągnięcie celów Europejskiego Zielonego Ładu.
Przedsięwzięcia są realizowane w formie innowacyjnych zamówień publicznych, jako zamówienia przedkomercyjne (pre-commertial procurement, PCP). Zamawiającym jest NCBR, który definiuje problem badawczo-rozwojowy wynikający z realnych potrzeb polskiej gospodarki, a podmioty zainteresowane rozwiązaniem tego problemu uczestniczą w procesie, którego efektem końcowym jest wdrożenie opracowanego rozwiązania, niedostępnego dziś na rynku.
Każde z opisanych poniżej 9 uruchomionych przez NCBR przedsięwzięć stanowi silny impuls do stworzenia innowacyjnych technologii o cechach przewyższających rozwiązania dostępne obecnie na rynku. Wyzwania badawcze zostały tak zdefiniowane by stymulować rozwój technologii, które mają szansę zyskać szeroką akceptację rynku, a następnie poprzez masową komercjalizację ma szanse stać się polską specjalnością.
Przedsięwzięcia i wyzwania badawcze
Budownictwo efektywne energetycznie i procesowo
Celem Przedsięwzięcia jest opracowanie innowacyjnych technologii: 2D (prefabrykowanej) i 3D (modułowej) konstrukcji budynku jednorodzinnego i wielorodzinnego. Nowe technologie pozwolą na realizację efektywnych kosztowo budynków o dodatnim lub zerowym bilansie energetycznym, niskim śladzie węglowym ze względu na wykorzystanie materiałów z recykling oraz efektywnym wykorzystaniu wody deszczowej do celów użytkowych. Bezpośrednim efektem Przedsięwzięcia będą opracowane budynki demonstracyjne: budynek jednorodzinny, budynek wielorodzinny oraz budynek senioralny.
Innowacyjna biogazownia
Celem Przedsięwzięcia jest opracowanie technologii biogazowni rolniczej uniwersalnej w kontekście szerokiego wachlarza wykorzystywanych substratów o charakterze odpadów i pozostałości. Będzie to technologia o wysokiej efektywności pracy, zapewniająca bezodorowość oraz samowystarczalność energetyczną. Głównym produktem biogazowni będzie wysokiej jakości biometan, który będzie mógł być wprowadzany do gazowej sieci dystrybucyjnej w Polsce, lub sprężony i następnie wykorzystywany w transporcie. Dodatkowo z przefermentowanej masy powstanie nawóz organiczny do zastosowań w rolnictwie i ogrodnictwie. Bezpośrednim efektem Przedsięwzięcia będzie opracowanie i uruchomienie pełnoskalowej biogazowni jako demonstratora technologii.
Oczyszczalnia przyszłości
Celem Przedsięwzięcia jest stworzenie innowacyjnej technologii oczyszczania ścieków zapewniającej odnowę i odzysk wody oraz jej zagospodarowanie w rolnictwie, w przemyśle lub na terenach miejskich. Kluczowym elementem technologii będzie odzysk pierwiastków biogennych zawartych w ściekach w myśl zasad gospodarki o obiegu zamkniętym, przy jednoczesnym usunięciu ze ścieków mikrozanieczyszczeń, takich jak: farmaceutyki, pestycydy, metale ciężkie i mikroplastik. Ponadto opracowana technologia zapewni efektywne zagospodarowanie powstałych osadów ściekowych w rolnictwie i na terenach miast. Bezpośrednim efektem Przedsięwzięcia będzie opracowanie i uruchomienie pełnoskalowej oczyszczalni ścieków jako demonstratora technologii.
Ciepłownia Przyszłości, czyli system ciepłowniczy z OZE
Celem Przedsięwzięcia jest stworzenie innowacyjnego rozwiązania umożliwiającego modernizację istniejących krajowych systemów ciepłowniczych bazujących na paliwach kopalnych. Opracowane rozwiązanie będzie stanowiło efektywny systemem obejmujący wytwarzanie, przetwarzanie i magazynowanie energii do celów grzewczych przy wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii oraz będzie umożliwiać powtarzalną adaptację w rożnych osiedlach mieszkaniowych. W Przedsięwzięciu zostanie zrealizowany demonstracyjny system ciepłowniczy, który ma posłużyć potwierdzeniu rynkowej wykonalności systemu ciepłowniczego, który dostarczać będzie ciepło ze źródeł odnawialnych o udziale minimum 80% OZE przy utrzymaniu akceptowalnej ceny dla odbiorcy.
Elektrociepłownia w lokalnym systemie energetycznym
Celem Przedsięwzięcia jest opracowanie innowacyjnego rozwiązania służącego transformowaniu istniejących krajowych systemów ciepłowniczych bazujących na paliwach kopalnych w uniwersalny system wytwarzania i magazynowania energii do celów grzewczych w połączeniu z kogeneracją opartą o odnawialne źródła energii. Stworzony system posłuży stabilizacji oraz autobilansowaniu lokalnego systemu elektroenergetycznego. W Przedsięwzięciu zostanie zrealizowany demonstracyjny system elektrociepłowniczy, który ma posłużyć potwierdzeniu rynkowej wykonalności systemu elektrociepłowniczego, który dostarczać będzie energię elektryczną i ciepło ze źródeł odnawialnych o udziale minimum 80% OZE przy utrzymaniu akceptowalnej ceny dla odbiorcy.
Magazynowanie energii elektrycznej
Celem Przedsięwzięcia jest opracowanie technologii innowacyjnych ogniw galwanicznych (baterii) oraz systemu magazynowania energii elektrycznej do stacjonarnych zastosowań domowych oraz przemysłowych. Opracowane ogniwa będą w wysokim stopniu podlegały recyklingowi oraz zapewniały wysoką gęstość energii, żywotność ogniwa, a ponadto ich produkcja będzie bazowała w jak największym stopniu na surowcach pochodzenia krajowego. Systemy stworzone na bazie opracowanych ogniw zapewnią wysoką sprawność oraz efektywność ekonomiczną magazynowania energii. Bezpośrednim efektem Przedsięwzięcia będą demonstratory technologii, zrealizowane dla dwóch strumieni: demonstrator baterii oraz demonstrator systemu magazynowania energii.
Magazynowanie Ciepła i Chłodu
Celem Przedsięwzięcia jest opracowanie energooszczędnych systemów dostarczających ciepło i chłód dla domu i biura z wykorzystywaniem innowacyjnych rozwiązań w zakresie magazynowania ciepła i chłodu. Zapewnią one czerpanie i magazynowanie maksymalnej dostępnej w danym czasie energii z OZE i dystrybuowanie jej w zależności od zapotrzebowania budynku. Opracowane systemy zostaną zademonstrowane w postaci dwóch strumieni: budynek mieszkaniowy i budynek biurowy. Będą one cechować się wysoką sprawnością, minimalnymi stratami energii, stabilnością dystrybucji ciepła/chłodu oraz optymalną kubaturą dla danego zastosowania. Przyczynią się do rozwoju zero-emisyjnych budynków.
Technologie domowej retencji
Celem Przedsięwzięcia jest opracowanie innowacyjnego systemu do magazynowania, oczyszczania i wykorzystania wody deszczowej. Opracowany system zapewni minimalizację poboru wody z sieci wodociągowej poprzez zagospodarowanie w jak największym stopniu wody deszczowej. Takie rozwiązanie pozwoli na zmniejszenie ilości ścieków oddawanych do sieci kanalizacyjnej. Efektem projektu będzie demonstracyjny system magazynowania i zagospodarowani wody deszczowej. Ponadto zagwarantuje możliwość magazynowania i zatrzymywania wody z deszczy nawalnych, zapobiegając narastającym suszom i powodziom w Polsce.
Wentylacja dla szkół i domów
Celem Przedsięwzięcia jest opracowanie innowacyjnych systemów wentylacji mechanicznej dla istniejących już budynków mieszkalnych i szkół. Opracowane rozwiązania zapewnią regulację temperatury powietrza nawiewanego oraz wysoką jakość powietrza poprzez obniżanie poziomu stężenia CO2 oraz zanieczyszczeń mikrobiologicznych, filtrację zanieczyszczeń pyłowych PM2.5 i PM10. Ponadto innowacyjne systemy wentylacji zagwarantują usunięcie nadmiernej wilgoci oraz ciepła i zostaną zademonstrowane w istniejącym już budynku mieszkalnym i szkole.
Projekty realizowane przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
NEEST NetZero Emission and Environmentally Sustainable Territories
Projekt pilotażowy NetZero Emission and Environmentally Sustainable Territories (NEEST) jest realizowany w ramach Misji 100 Neutralnych dla Klimatu i Inteligentnych Miast do 2030 roku przez: Kraków (lider projektu), Łódź, Rzeszów, Warszawę, Wrocław oraz Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (NCBR). Projekt ma na celu opracowanie praktycznych i skalowalnych rozwiązań w obszarze efektywności energetycznej budynków.
Koncentruje się na budynkach, które są głównym źródłem emisji CO2 w miastach oraz na ich otoczeniu. Emisje generowane przez zużycie energii elektrycznej oraz cieplnej można znacznie ograniczyć, zwiększając efektywność energetyczną budynków poprzez modernizację techniczną i zmiany organizacyjno-funkcjonalne.
Zadaniem projektu NEEST jest stworzenie gotowych do powielania wytycznych dotyczących termomodernizacji różnych typów kwartałów miejskich (obszarów zabudowy, osiedli, dzielnic). Projektowana głęboka termomodernizacja budynków mieszkalnych, usługowych, użyteczności publicznej i jednorodzinnych na terenie danego kwartału ma za zadanie obniżyć emisje z tych budynków prawie do zera.
Prace realizowane w ramach projektu NEEST obejmą: stworzenie bazy wiedzy i narzędzi do zarządzania redukcją emisji, techniczne i organizacyjne rozwiązania modernizacji budynków, schematy rewitalizacji przestrzeni między budynkami, wzorcowe przykłady zaangażowania społeczności lokalnej, modele finansowania oraz rekomendacje polityczne na poziomie regionalnym i krajowym.
W każdym z miast wybrano typowe kwartały zabudowy, zróżnicowane pod względem rodzaju budynków i posiadające cechy, które pozwalają na powielanie rozwiązań w innych lokalizacjach. W trakcie prac uwzględnione będą opinie mieszkańców i ich potrzeby, aby poprawić jakość ich życia i wesprzeć budowę lokalnej wspólnoty.
W ramach projektu NEEST NCBR przygotuje także modelowe rozwiązania dla całego obszaru miejskiego. Pomóc w tym ma tzw. Symulator Systemu Energetycznego Miasta (SSEM), który powstanie w wyniku przeprowadzonych prac badawczo-rozwojowych o charakterze niekomercyjnym. Będzie analizować szeroki zakres danych dotyczących systemu wytwarzania i dostarczania energii oraz dostępnych możliwości technologicznych. Zebrane informacje o budynkach symulator pogrupuje, uwzględniając podobieństwa pod względem typu, lokalizacji i zapotrzebowania na energię. Tak podzielone budynki zostaną poddane symulacji według różnych scenariuszy technologicznych po to, aby wybrać najlepsze technologie, które usprawnią proces transformacji energetycznej.
Przy użyciu symulatora projektowane będą także procesy zachodzące w mieście (zarówno demograficzne, jak i topograficzne) wraz z analizą finansową, co pomoże w wyborze optymalnych rozwiązań. W końcowym podsumowaniu narzędzie dostarczy dane dotyczące nakładów inwestycyjnych, prognozowanych cen energii i szacowanych zysków finansowych oraz korzyści pozafinansowych. Całość oprogramowania SEEM zostanie udostępniona na licencji open source, w publicznie dostępnych repozytoriach oprogramowania.
Jako konsorcjant projektu NEEST Narodowe Centrum Badania i Rozwoju odpowiada za następujące pakiety robocze:
- WP3: Analiza i badania wybranych lokalizacji
- analizy i studia wybranych 5 kwartałów zabudowy z uwzględnieniem wcześniej określonych typów budynków;
- określenie kryteriów wyboru kwartałów;
- stworzenie cyfrowego odwzorowania wybranych kwartałów zabudowy;
- analiza i badanie uwarunkowań społecznych w dzielnicach zabudowy oraz w odniesieniu do miasta jako całości (iteracja z mieszkańcami);
- analiza terenowa stanu technicznego wybranych kwartałów zabudowy i ich otoczenia;
- analiza terenowa stanu sieci ciepłowniczych i energetycznych oraz OZE w wybranych dzielnicach zabudowy;
- analiza terenowa stanu otoczenia wybranych budynków i dzielnic zabudowy.
- WP4: Koncepcja technologiczna, społeczna, urbanistyczna oraz opracowanie modeli technologicznych i regeneracji przestrzeni wokół budynków
- określenie zakresu technicznego modernizacji budynków i dzielnic zabudowy;
- określenie zakresu zapotrzebowania na energię oraz możliwości/źródeł wytwarzania energii (sieć ciepłownicza, OZE);
- opracowanie koncepcji zaopatrzenia w ciepło i energię elektryczną;
- opracowanie koncepcji modernizacji budynków i dzielnic;
- opracowanie referencyjnego modelu technicznego;
- określenie zakresu działań adaptacyjnych / rewitalizacyjnych przestrzeni wokół budynków;
- opracowanie koncepcji rewitalizacji / adaptacji przestrzeni wokół budynków;
- opracowanie modelu rozwiązań środowiskowych.
- WP7: Współpraca z Miastem St. Warszawa w zakresie opracowania analizy, dotyczącej istniejących modeli finansowych i przewidywanych możliwości finansowania w wymaganym zakresie.
Projekt pn. NEEST – NetZero Emission and Environmentally Sustainable Territories finansowany jest za pośrednictwem NetZeroCities z programu ramowego Unii Europejskiej na rzecz badań i innowacji Horyzont 2020, na podstawie umowy o udzielenie dotacji nr 101036519.
Przedsięwzięcia: Budownictwo efektywne energetycznie i procesowo, Innowacyjna biogazownia, Oczyszczalnia przyszłości, Magazynowanie energii elektrycznej, Magazynowanie Ciepła i Chłodu, Technologie domowej retencji, Wentylacja dla szkół i domów, są realizowane 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).
Przedsięwzięcia: Ciepłownia Przyszłości, czyli system ciepłowniczy z OZE oraz Elektrociepłownia w lokalnym systemie energetycznym, są współfinansowane ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach poddziałania 4.1.3 Innowacyjne metody zarządzania badaniami Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014-2020, w ramach projektu pn. Podniesienie poziomu innowacyjności gospodarki poprzez wdrożenie nowego modelu finansowania przełomowych projektów badawczych.