Nový český zázrak: Fotobioreaktor Helena zlepšuje vzduch a šetří peníze

Fotobioreaktor Helena je rychlejší a účinnější než běžné rostliny, zkvalitňuje ovzduší, monitoruje prostředí a snižuje náklady na vytápění. Ke svému fungování využívá zelené řasy, které pak najdou další využití v potravinářství a zemědělství. Helena by měla v budoucnu poskytovat svým klientům službu. V Metropoli Zličín zažívá svoji premiéru. Jde o první použití tohoto reaktoru na veřejném místě.

Nejosamělejší strom na světě by mohl pomoct zachránit lidstvo

„Již po třech týdnech provozu máme některá zásadní data, která bychom těžko získávali v laboratorně řízených podmínkách,“ řekl Deníku při rozhovoru v půlce března Pavel Jeřábek, jeden z lidí, kteří stojí za vznikem Heleny.

Jak byste laikům vysvětlil, co je fotobioreaktor Helena?
Helena je zařízení, ve kterém rostou zelené řasy chlorella sp. anebo sinice limnospira sp. (běžně známá jako spirulina). Díky optimálním podmínkám, které jim vytváříme, je spotřebováván oxid uhličitý a vyráběn kyslík. Produktem, který díky tomu ze zařízení získáme, je biomasa řasy, která má nespočet dalších využití.

Fotobioreaktor Helena.Zdroj: Se ssouhlasem správců webu pbrhelena

Dalo by se velmi zjednodušeně říct, že Helena je něco jako dokonalejší strom?
Naše zařízení Helena kombinuje dva typy technologií. Jedním z nich jsou zařízení Carbon Capturing and Utilization (CCU), tedy zařízení zachycující oxid uhličitý a pracující s jeho dalším využitím. Druhou zkombinovanou technologií jsou fotobioreaktory, což jsou zařízení, ve kterých se kultivují řasy pro další zpracování. Stejně jako u stromu i v Heleně probíhá proces fotosyntézy, ten je ovšem díky využití mikroorganismů výrazně rychlejší a účinnější než u běžných rostlin.

Jak jste dospěli zrovna k názvu Helena?
Celé zařízení řídí počítač, který z velké části zcela autonomně nejen monitoruje a ovládá celý kultivační proces, ale zařízení dokáže i samo předpovídat, jak se kultivační proces bude vyvíjet v budoucnu na základě strojního učení a nabízet řešení. Velmi nadneseně můžeme mluvit o řízení umělou inteligencí. Jméno Helena je poté inspirací z díla Karla Čapka R.U.R., jmenovala se tak první robotka a ústřední hrdinka knihy.

Videopořad Desítka, tentokrát s českým vědcem Pavlem Jeřábkem, autorem fotobioreaktoru Helena:

Jak vznikl nápad, vytvořit Helenu?
Jednou věcí je samozřejmě prevence vzniku CO² a vytváření alternativ s menší negativní externalitou, v týmu jsme ale chtěli nalézt odpověď na to, jaké jsou možnosti aktivního záchytu antropogenně vytvořeného CO², který již v atmosféře je. V minulosti jsem se zabýval možnostmi, jak pěstovat mechy, které by sloužily jako reklamní poutače, a spolu s tím počítal množství záchytu oxidu uhličitého. Tak jsem se dostal k možnosti stavby fotobioreaktorů. Byl to takový šuplíkový nápad a záliba, při které jsem studoval vědecké publikace na toto téma, a díky souhře okolností během covidu jsme měli najednou jako celý produkční tým více čas, a navíc prostory, kde zkoušet první prototypy.

Co bylo největší překážkou a největší výzvou při vytváření Heleny?
Překážek, které musíme překonat, je a bude celá řada. Neustále se objevují nové. Obecně je složité propojit technické hranice a smysluplné množství zachyceného oxidu uhličitého. Držíme se totiž pevného pravidla, že naše zařízení musí spotřebovat více CO² než je emisní faktor CO² elektřiny nutné pro jeho chod.

Jak dlouho Helena vznikala?
Budou to dva roky, ale stále se vyvíjí. Smyslem není vytvářet unifikovaná zařízení, ale vždy se přizpůsobit cíli, který má Helena v daném místě užití splnit.

Kdo všechno stojí za vznikem Heleny?
Kromě mě je to celkem osm osob. Jmenovitě je to kolega Pavel Kotrba, který má na starosti technické řešení řídicích systémů, Petr Teplý, který je zodpovědný za strojní část, a Petr Pufler, který je zodpovědný za vše spojené s osvětlením. Spolupracujeme také s akademickou obcí, v Ústavu chemických procesů Akademie věd ČR s Irenou Brányikovou a Simonou Lucákovou. Dále s Kateřinou Sukačovou, odbornicí na kultivaci chlorelly.

Jaké veškeré přednosti mají řasy chlorella a spirulina a proč Helena využívá zrovna je?
Veškeré přednosti není snad možno vyjmenovat, protože překryv mezi jednotlivými odvětvími, kde chlorella nebo spirulina nalezne a již nalézá své uplatnění, je obrovský. V potravinářství to jsou hlavně blahodárné účinky na lidský organismus. Látky v těchto řasách totiž působí jako antioxidanty. Mají v sobě mnoho vitaminů a jsou bohaté na proteiny. Mohou se přidávat do potravin a nahrazovat suroviny, které mají vysokou negativní externalitu pro klima. Velké užití je v zemědělství jednak jako krmivo pro zvířata, jednak jako organické hnojivo. Intenzivně jsou také zkoumány možnosti přeměny řasové biomasy na biopaliva a bioplasty.

Helenu mohou lidé v současnosti potkat v pražské Metropoli Zličín. Čistí tam vzduch a zároveň tam snižuje náklady na vytápění. Představuje Helena také možnost, jak ušetřit na energiích?

Je tomu tak. Otázka čerstvého vzduchu je v prostředích s vysokou fluktuací osob palčivým problémem při řešení optimalizace nákladů na energie spojené s vytápěním, resp. chlazením vháněného čerstvého vzduchu. Výsledkem spolupráce s Metropolí Zličín by měla kromě snižování CO² být studie, jak zařízení fotobioreaktoru může v tomto případě fungovat jako aktivní filtr vydýchaného vzduchu, a snížit tak náklady vzniklé při úpravě teploty vháněného čerstvého vzduchu.

Fotobioreaktor Helena v Metropoli Zličín Praha.Zdroj: Se souhlasem Pavla Jeřábka

Je už nyní jisté, že uvidíme Helenu na nějakém dalším veřejném místě, ne jen ve Zličíně?
Velmi si vážíme spolupráce s Metropolí Zličín. Vložili do nás důvěru při prvním použití reaktoru na veřejném místě. Již po třech týdnech provozu máme některá zásadní data, která bychom těžko získávali v laboratorně řízených podmínkách. Náš reaktor má pro klienty představovat službu. Službu snížení nákladů na vytápění, službu monitoringu prostředí nebo službu záchytu oxidu uhličitého a zvýšení množství kyslíku v prostředí. Další umístění našich zařízení bude záležet na primární funkci, kterou mají plnit. Pracujeme nyní na variantě, která má zachycovat oxid uhličitý v pivovaru.

Jak moc je nákladné udržovat Helenu v provozu?
Helena spotřebuje podobně elektřiny asi jako běžný domácí spotřebič. Záleží na množství potřebného osvětlení a na provzdušňovacím programu. Ve Zličíně je to nyní do 30 korun za den.

Proč můry létají za lampou? Ve skutečnosti se točí zády, zjistili vědci

Je Helena zamýšlená i tak, aby ji lidé mohli využívat v nějaké menší verzi ve svých bytech, nebo má sloužit hlavně ve veřejném prostoru?
Existuje objem média, a tedy celková velikost reaktoru, která je ve smyslu zachyceného oxidu uhličitého efektivní. Nevýhodou reaktoru je poměrně vysoká výrobní cena, proto náš byznys plán počítá hlavně s pronajímáním reaktoru jako služby. Pracujeme však i na výrobě domácích verzí pro výrobu spiruliny.

Může Helena nabízet řešení globálních klimatických problémů?
Je to naším cílem, nicméně pro efektivní záchyt CO², který by dokázal alespoň částečně ovlivnit množství tohoto plynu v atmosféře, bychom museli uvažovat o obrovském objemu reaktorů. Hlavním řešením snížení tohoto skleníkového plynu v atmosféře, ať už z programů Fit for 55 nebo jiných globálních návrhů na řešení enviromentální otázky, zůstává stále primární dekarbonizace odvětví, která mají udržitelnější alternativu. Naším místem na trhu je proto decentralizované zachycování CO² v místě vzniku a následné využití řasy v potravinářství a zemědělství.