Snížení environmentální zátěže metodami

Projekt nápravných opatření k odvrácení škod způsobených vlivem staré ekologické zátěže bývalé skládky Vlčí důl v k. ú. Předmětem projektu je realizace kompletního zabezpečení skládky Vlčí důl formou enkapsulace a následná rekultivace.

Tato metoda vychází ze zpracované Analýzy rizik vlivu bývalé skládky Vlčí důl v k.ú. Zásmuky na podzemní vody v oblasti a na povrchové vody vodního toku Špandava a Výrovka a ze studie proveditelnosti. V roce 2011 Město Zásmuky, velmi intenzivně začalo řešit situaci týkající se předmětného území. Společností Bioanalytika CZ s.r.o. Průzkumnými pracemi byla v lokalitě prokázána kontaminace prostředí polutanty antropogenního původu.

Přítomnost těchto látek byla ověřena v horninovém prostředí zkoumaného prostoru skládky a v okolních ekosystémech. Jelikož skládka není zabezpečena zespodu a přirozeně je prostředí v zájmovém prostoru zvodnělé, jsou uložené nebezpečné odpady neustále promývány podzemní vodou a transportovány ve směru jejich proudění do okolních složek ekosystému.

Prokázané toxické kontaminanty, přítomné v tělese skládky, jsou trvale vymývány srážkovými vodami, které do skládky vnikají skrze nekvalitě provedenou izolaci. Kontaminované vody vytékají z nedokonalého drenážního systému v patě skládky na povrch. Prostřednictvím bezejmenných toků se levobřežně vlévají do vodního toku Špandava. Cílem projektu je provedení nápravných opatření, která zamezí další migraci polutantů z prostoru skládkového tělesa do údolní nivy a přímé dotaci kontaminace do povrchových vod současnými drenážními příkopy.

Celkové finanční náklady projektu jsou předpokládány ve výši 100,2 mil. Ministerstvo životního prostředí vyhlásilo novou výzvu na projekty zaměřené na odstranění rizik kontaminace ohrožující lidské zdraví, vodní zdroje nebo ekosystémy, a také na rekultivace starých skládek. V Operačním programu Životní prostředí (OPŽP) je na ně k dispozici 500 milionů korun.

Čtěte také: Emise benzinu a biopaliva: Analýza

Řešení historických ekologických zátěží, u kterých není znám původce znečištění, je dlouhodobou prioritou Ministerstva životního prostředí. Naším cílem je odstranit tyto zátěže, abychom minimalizovali jejich negativní vliv na současné i budoucí generace. MŽP kontinuálně podporuje sanaci těchto lokalit z evropských i národních zdrojů.

V posledních čtyřech letech jsme z Operačního programu Životní prostředí na tyto projekty vynaložili 1,36 miliardy korun. O finanční prostředky z OPŽP mohou žádat vlastníci pozemků, pokud jim nebo jejich právním předchůdcům nebylo nařízeno odstranění závadného stavu z moci úřední. Projekt může zahrnovat jak komplexní sanaci, tak dílčí etapy zaměřené na snížení úrovně znečištění.

Finanční pomoc mohou čerpat obce, kraje, veřejné instituce, vlastníci a nájemci postižených území a další oprávněné subjekty. Důležitým faktorem pro podání žádosti o dotaci je připravenost projektů. Žádosti v 72. výzvě bude možné posílat elektronicky prostřednictvím portálu IS KP21 od 29. ledna 2025 do 14. května 2025.

Vliv Umělé Inteligence na Životní Prostředí

AI ale nemusíme vnímat pouze jako environmentální zátěž. Umělá inteligence proniká do stále více oblastí. I když její současná spotřeba elektřiny není vysoká, do budoucna může narůstat. Naštěstí se vedle růstu výpočetního výkonu zvyšuje i efektivita technologií.

Velké generativní modely AI jsou energeticky náročné a vyžadují specializovaný hardware, což vede ke zvýšené spotřebě elektřiny a vody v datacentrech. V této kapitole příručky nehovoříme pouze v kontextu tzv. generativní umělé inteligence (GenAI), ovšem z většiny případů máme na mysli právě tento typ AI. Generativní AI je založena na takzvaných velkých jazykových (či multimodálních) modelech.

Čtěte také: Udržitelnost v McDonald's Česká Republika

Servery, na kterých jsou modely provozovány, využívají specializované, vysoce výkonné čipy, které dokáží rychle spočítat obrovské množství matematických operací - vygenerování jednoho slova jich vyžaduje až stovky miliard. Zpravidla se pro tyto účely používají moderní grafické karty a samotné trénování často vyžaduje souběžné zapojení desítek tisíc grafických karet a trvá běžně několik dnů či až týdnů nepřetržitých výpočtů, což vyžaduje mnoho elektřiny a vody.

Lze se oprávněně ptát, jak velký je dopad GenAI na životní prostředí. Stojí taková zátěž za používání generativních modelů? Každé využití umělé inteligence spotřebovává elektřinu, podobně jako jiné digitální technologie. Některé AI aplikace běží na úsporných modelech s nízkou spotřebou, přesto jsou velmi užitečné.

Jiné, jako například nástroje na tvorbu obrázků a videí, spotřebují výrazně více energie. Ale protože velké modely běží vždy v datacentrech, lze jejich celkovou spotřebu energie odvozovat právě z tamní spotřeby elektřiny. Mezinárodní agentura pro energii ve své studii zaměřené právě na spotřebu elektřiny umělé inteligence odhaduje, že v roce 2024 spotřebovala všechna datacentra dohromady 415 TWh elektřiny, tedy necelých 1,5 % globální spotřeby.

Spotřebu elektřiny umělé inteligence lze odhadovat také podle toho, kolik energie je potřeba na jednotlivé úkony. Například výzkumník Alex de Vries odhaduje, že chatbot spotřebuje zhruba 3 watthodiny na jeden dotaz. Podle Mezinárodní energetické agentury se tato hodnota může pohybovat od 0,1 Wh u nejmenších modelů až po 9 Wh u těch největších.

Pro představu - spotřeba elektřiny při použití chatbota odpovídá energii, kterou spotřebuje varná konvice během pár vteřin, nebo jízdě autem se spalovacím motorem na vzdálenost asi 10 metrů. Ve srovnání s jinými běžnými činnostmi tedy není využívání umělé inteligence energeticky nijak výjimečně náročné. I nadále platí, že výroba elektřiny patří k hlavním zdrojům emisí skleníkových plynů, a proto je důležité tyto emise co nejrychleji snižovat.

Čtěte také: Příklady z knih: Snížení emisí

Energetická účinnost čipů pro provozování AI se od roku 2008 zlepšila více než stonásobně. Naštěstí ne všechny aplikace vyžadují největší a energeticky nejnáročnější modely - menší jazykové modely jsou čím dál kvalitnější a často plně postačují.

Podle Mezinárodní energetické agentury ovšem poroste spotřeba elektřiny do roku 2030 i v mnoha jiných oblastech - například v dopravě, při vytápění a chlazení budov nebo v průmyslu. Tento očekávaný růst v dalších sektorech jen potvrzuje klíčový závěr: emise musíme snižovat především tam, kde vznikají - tedy při výrobě elektřiny.

Spotřeba vody v datacentrech

Voda je v datacentrech využívána především k chlazení: vysoce výkonné čipy spotřebovávají více elektřiny, proto se u toho také více zahřívají a klasické chlazení založené na cirkulaci vzduchu již není dostatečné. Jednodušší systémy chlazení vodou jsou tzv. evaporační, kde voda ochlazuje datacentrum tím, že se odpařuje. Tento způsob spotřebovává vody více.

Oproti tomu lze využívat systémy cirkulační, ve kterých voda obíhá v uzavřeném systému a její spotřeba je mnohem nižší. Zároveň tento způsob umožňuje další využití odpadního tepla a například evropská legislativa ukládá větším datacentrům povinnost takové odpadní teplo dále využít.

Kromě chlazení vodou se v některých nejmodernějších datacentrech využívá tzv. imerzivní chlazení, kdy jsou servery zcela ponořeny do nevodivé tekutiny. Tato technologie nabízí mnohem účinnější odvod tepla od čipů, nižší spotřebu energie na chlazení a také nižší spotřebu vody. U serverů určených pro nejmodernější AI modely se dá očekávat častější využití imerzivního chlazení, protože právě zde je klíčová potřeba co nejefektivnějšího odvodu tepla.

Cirkulární ekonomika ve stavebnictví

Cirkulární ekonomika představuje klíčový koncept pro snižování uhlíkové stopy ve stavebnictví, které je jednou z největších odvětví spotřebovávajících primární suroviny. V oblasti betonových konstrukcí je možné uplatnit různé strategie zahrnující maximální využití existujících staveb, recyklaci betonů a použití druhotných surovin k náhradě cementu.

Rekonstrukce stávajících staveb je jednou z nejúčinnějších metod snižování environmentálního dopadu betonových konstrukcí. Umožňuje snížit množství demoličního odpadu, šetřit primární suroviny a minimalizovat spotřebu energie.

V případech, kdy nelze konstrukce zachovat v původním stavu, je možné betonové prvky demontovat a použít v nových stavbách. To zahrnuje prefabrikované betonové dílce, panely, sloupy či stropy, které mohou být po důkladném testování znovu integrovány do stavebního procesu.

Minerální odpady patří mezi nejčastější stavební odpady, čímž jejich recyklace nabízí významný potenciál pro snížení dopadu na životní prostředí. Po drcení lze recyklovaný materiál využít jako kamenivo do nových betonových směsí, jako podklad pro komunikace či zásypy inženýrských sítí nebo terénní úpravy.

Jednou z největších environmentálních výzev spojených s betony je vysoká uhlíková stopa cementu. Snížení této zátěže lze dosáhnout nejen snižováním množství cementu ve směsi, ale i jeho částečnou náhradou vhodnými druhotnými surovinami - příměsemi typu I a II.

Poslední oblastí, která může přispět ke snížení environmentálních dopadů v oblasti betonů, je optimalizace samotné výroby cementu. Použití alternativních paliv, snížení teploty výpalu slínku a implementace nových typů cementů, jako jsou geopolymerní cementy, mohou významně redukovat emise CO₂.

Experimentální ověření

Pro případovou studii bylo v laboratorních podmínkách vybetonováno více než 100 směsí betonu ve třídách od C12/15 do C30/37. Bylo porovnáno přírodní těžené kamenivo (PK) a recyklované cihelné kamenivo (RCK) frakcí 0-4, 4-8 a 8-16 mm. Použito bylo 6 druhů směsných cementů CEM II (A a B), se struskou, mletým vápencem a jejich kombinací, přičemž pevnostní třídy cementu byly 42,5 a 32,5.

Pro environmentální vyhodnocení byla v maximální míře použita data z EPD (Environmental Product Declaration), v případě, že tato data nebyla dostupná (oba druhy kameniva, přísadu a strusku) byla využita generická data dostupná pro naši lokalitu z databází Ecoinvent nebo ÖKOBAUDAT.

Environmentální parametry stavebních materiálů

Environmentální kvalita stavebních materiálů zahrnuje kromě primárních požadavků na ekologickou a zdravotní nezávadnost také kvalitu z hlediska snížení energetických nároků spojených s materiálem či konstrukcí po celou dobu jejich životnosti. Tento ukazatel je zahrnut v tzv. „svázaných“ parametrech stavebních konstrukcích (embodied parameters), z nichž jsou pro environmentální hodnocení nejčastěji používány především:

• svázané emise CO2 [gCO2/kg] jako faktor globální environmentální zátěže
• svázané emise SO2 [gSO2/kg] jako regionální environmentální zátěž
• svázaná energie E [MJ/kg] jako přímé energetické nároky spojené s výrobou materiálů
• celková hmotnost konstrukcí [t] zahrnující sekundárně náročnost dopravy

Pomocí environmentálních parametrů stavebních materiálů lze provést jednoduchou analýzu konstrukčního řešení.

Alternativní materiály pro tepelné a akustické izolace

Na základě výše zmíněných kritérií je nutné hledat nové materiály, které budou akceptovat také environmentální hlediska, a snažit se o jejich aplikaci v moderních konstrukcích. V oblasti tepelných a akustických izolací se může jednat o materiálů na bázi přírodních a organických hmot. Jejich přínosem je především (i) využití přírodních materiálů s minimální energetickou dotací při jejich zpracování, (ii) využití obnovitelných stavebních materiálů, (iii) využití surových přírodních materiálů s minimální kontaminací umělými látkami či s minimem nevratných změn ve struktuře a mikrostruktuře materiálu.

Dřevo představuje z environmentálního hlediska obnovitelný surovinový zdroj se značným potenciálem. Rozvlákněná dřevní hmota se dnes využívá na výrobu tepelných a akustických izolací ve formě desek nebo rohoží. Celulózová vlákna vyráběná systémem suchého rozvlákňování jsou využívána pro výrobu tepelných a akustických izolací. Izolace se aplikuje buď zafoukáváním do dutin nebo nástřikem.

V současných stavebních konstrukcích jsou při průmyslovém zpracování materiály jako sláma, technické konopí, rákos opět využitelné. Využití slámy pro tepelné izolace v současném stavebnictví představuje významnou sekci v oblasti alternativních přístupů společně z využitím konstrukcí a prvků z nepálené hlíny.

Jednou z mnoha aplikací technického konopí je průmyslová výroba tepelné izolace, která zahrnuje tvrzené desky pro akustické izolace podlah, stabilizované desky pro KZP a měkké rohože.

Hlavním zástupcem této kategorie výrobků je ovčí vlna, která je průmyslově zpracovávána pro výrobu tepelně izolačních rohoží. K základním vlastnostem ovčí vlny patří její vysoká hydroskopie až 30%, se vzrůstající vlhkostí se izolační schopnost vlny zvyšuje vlivem sorpčního tepla.

Sanace kontaminovaných míst

Provádíme bezpečnou likvidaci ekologických zátěží. Postaráme se o vše - odebereme vzorky, navrhneme nejefektivnější přístup, provedeme laboratorní a pilotní testy k ověření účinnosti sanační metody, vypracujeme projektový plán, řídíme sanační práce, zajišťujeme dohled a monitorování po sanaci. Komunikujeme s úřady, řídíme regulační jednání, vztahy s komunitou a zapojení zúčastněných stran.

Dekontaminaci provádíme přímo na místě nebo zajistíme výkop a odstranění kontaminovaného materiálu. Třídíme a buď likvidujeme, nebo recyklujeme odpad. Veškeré práce jsou prováděny s maximálním ohledem na životní prostředí a pokud to podmínky dovolí, využíváme udržitelné sanační metody. Posoudíme lokalitu a na základě zdroje kontaminace zvolíme nejvhodnější technologii.

Metoda založená na schopnosti mikroorganismů využívat organické kontaminanty a rozkládat je na neškodné produkty. Tuto metodu lze použít k čištění podzemních vod, odpadních vod, půdy a kalů. Používá se hlavně k odstraňování ropných uhlovodíků, polycyklických aromatických uhlovodíků (PAH) nebo BTEX. Skutečná sanační technologie spočívá v navození optimálních podmínek pro biologický rozklad kontaminantu.

Tato metoda patří mezi nejrozšířenější sanační techniky pro dekontaminaci podzemních vod. Metoda spočívá v čerpání kontaminované podzemní vody na zemský povrch, kde je následně čištěna pomocí různých technologií v závislosti na vlastnostech kontaminantů. Technologie úpravy jsou založeny na gravitaci (např. sedimentace), na fyzikálních a chemických procesech (např. adsorpce na aktivním uhlí, různé typy separátorů/filtrů, chemická oxidace), biologické (např. bioreaktory).

Technologický systém skládající se ze skladovacích nádrží pro oxidační činidla a aktivátory, čerpadel, infiltračních studní, monitorovacích studní a měřicího zařízení. Technologie ISCO je použitelná pro sanaci kontaminovaných podzemních vod a půd v saturované zóně.

Technologie použitelná pro in situ sanaci podzemních vod a půd v saturované zóně kontaminovaných Cr(VI). Cr(VI) má výrazně negativní dopady na člověka a životní prostředí, zejména kvůli jeho vysoké rozpustnosti, mobilitě, oxidačnímu potenciálu a obecné toxicitě.

Kombinovaná technologie biologické redukční dechlorace a chemické redukce pomocí ZVI je vhodná pro sanaci půd a podzemních vod kontaminovaných halogenovanými organickými látkami, včetně perzistentních organických polutantů (např. HCH a DDT).

To zahrnuje řízené zahřívání pevných kontaminovaných materiálů v inertní atmosféře pomocí mikrovlnného záření na teplotu, při které se polutanty obsažené v pevné matrici odpařují.

Tabulka 1: Spotřeba elektřiny a emise skleníkových plynů související s AI

tags: #snížení #environmentální #zátěže #metody

Oblíbené příspěvky:

• Význam Matrice Krajiny
• Eko energie v ČR
• Legislativa Odpadového Hospodářství ČR
• Ekologický chov zvířat v České republice
• Modrý kontejner na papír