KIS 7. GOSPODARKA O OBIEGU ZAMKNIĘTYM – WODA, SUROWCE KOPALNE, ODPADY

GOZ to model gospodarczy, w którym – przy zachowaniu warunku wydajności – spełnione są następujące podstawowe założenia:

  1. wartość dodana surowców/zasobów, materiałów i produktów jest maksymalizowana lub

  2. ilość wytwarzanych odpadów jest minimalizowana, a powstające odpady są zagospodarowywane zgodnie z hierarchią sposobów postępowania z odpadami (zapobieganie powstawaniu odpadów, przygotowywanie do ponownego użycia, recykling, inne sposoby odzysku, unieszkodliwienie).

Powyższe założenia powinny być spełnione na każdym etapie cyklu życia (pozyskanie surowca, ekoprojektowanie, przetwórstwo i produkcja, odpady i ścieki, substytucja).

Krajowa Inteligentna Specjalizacja Gospodarka o Obiegu Zamkniętym (KIS GOZ) – woda, surowce kopalne, odpady wskazuje preferencyjne obszary wsparcia prac badawczych, rozwojowych i innowacyjnych (B+R+I), służące transformacji polskiej gospodarki w kierunku modelu gospodarki o obiegu zamkniętym. Zmiana ta wiąże się nie tylko z innowacjami technologicznymi i produktowymi, ale także nowymi rozwiązaniami, w tym systemowymi, legislacyjnymi, organizacyjnymi, finansowymi i edukacyjnymi, uwzględniając łańcuch wartości i wszystkich interesariuszy.


I. POZYSKANIE SUROWCÓW

  1. Surowce skalne

    • Technologie i procesy remediacji i rekultywacji terenów poeksploatacyjnych surowców skalnych

    • Nowe rozwiązania technologiczne pozwalające na poprawę technologii wybuchowego urabiania skał

    • Innowacyjne narzędzia i rozwiązania techniczne do wysokowydajnego urabiania skał twardych w kopalniach odkrywkowych.

  2. Surowce metaliczne

  3. Węgiel kamienny i brunatny

    • Innowacyjne technologie poprawiające efektywność eksploatacji układów KTZ.

    • Modele, algorytmy i oprogramowanie dla poprawy efektywności pracy wielonaczyniowych koparek kołowych w warunkach eksploatacji pokładów o zaniżonej miąższości

    • Innowacyjne rozwiązania i technologie selektywnego urabiania złóż wielopokładowych wielonaczyniowymi koparkami kołowym

    • Innowacyjne technologie eksploatacji skał trudnourabialnych w górnictwie węgla brunatnego

    • Innowacyjne rozwiązania poprawiające wydajność i bezpieczeństwo pracy maszyn podstawowych w górnictwie.

    • Nowe rozwiązania pozwalające na dostosowywanie technologii eksploatacji do warunków geologicznogórniczych

    • Nowoczesne metody wykrywania i przeciwdziałania wystąpieniu poważnych zagrożeń m.in. osuwiskowych, pożarowych, wodnych, itp

    • Modele, algorytmy i oprogramowanie do poprawy i modelowania/prognozowania energochłonności procesów wydobywczych

    • Innowacyjne technologie sterowania wydobyciem (technologia wydobycia uwzględniająca wytężenie maszyn, informatyczne wspomaganie zarządzaniem wydobycia i prowadzenie ruchu w kopalniach)

  4. Gaz ziemny

  1. Technologie poszukiwania, rozpoznawania i zagospodarowania złóż gazu ziemnego:

    • Nowoczesne technologie poszukiwania i rozpoznawania niekonwencjonalnych złóż gazu

    • Inteligentny monitoring złożowy i systemy wspomagania decyzji w procesach poszukiwania i zagospodarowania złóż

    • Lokalne zagospodarowanie gazu ze złóż nienadających się do włączenia do sieci

    • gazowniczych

    • Nowatorskie metody rozpoznawania złóż gazohydratów w tym geofizyka morska

    • Nowatorskie narzędzia dedykowane geofizyce powierzchniowej (aparatura, czujniki,detektory)

  2. Innowacyjne technologie eksploatacji złóż i intensyfikacji wydobycia:

    • Nowe technologie wiertnicze udostępniania starych i częściowo wyeksploatowanych złóż

    • Modularne, kontenerowe systemy wiertnicze jako elementy inteligentnych kopalni gazu

  1. Ropa naftowa

Technologie poszukiwania, rozpoznawania, wydobywania i eksploatacji konwencjonalnych i niekonwencjonalnych złóż ropy naftowej:

    • Techniki i technologie wydobycia pozwalające na maksymalizację wydobycia złóż

    • Zintegrowane metody analizy basenów naftowych dla detekcji węglowodorów

    • Techniki intensyfikacji produkcji (metody wtórne i trzecie: zatłaczanie wody, środków

    • powierzchniowo czynnych, CO2 , metody mikrobiologiczne i chemiczne)

    • Nowe technologie udostępniania złóż w tym tight oil

    • Zautomatyzowane, bezzałogowe kopalnie ropy naftowej (smart oilfields)

  1. Woda

    • Rozwiązania dla poprawy stanu ekologicznego zdegradowanych rzek, ekosystemów wodnych i od wód zależnych (renaturyzacja i rewitalizacja), których celem jest zmniejszenie szarego śladu wodnego (w tym przeciwdziałanie eutrofizacji)

    • Techniki i metody rewitalizacji małych akwenów oraz cieków wodnych, pozwalające zwiększyć zasoby wodne ekosystemu

    • Biochemiczna remediacja i magazynowanie wód powierzchniowych z infiltracją hydrodynamiczną dla stabilizacji i ochrony eksploatowanych poziomów wodonośnych

    • Rozwiązania dla efektywnej ochrony głównych zbiorników wód podziemnych przed zagrożeniami antropogenicznymi na terenach poprzemysłowych i zdegradowanych

    • Techniki biomonitoringu i bioindykacji zasobów wodnych

    • Systemowe rozwiązania w zakresie budowania zasobów bazodanowych oraz integracji źródeł rozproszonych danych jako składowe krajowego zasobu danych o stanie środowiska

  2. Zagadnienia horyzontalne

  1. Minimalizacja wytwarzania odpadów

    • Bezodpadowe lub niskoodpadowe innowacyjne technologie pozyskiwania surowców

    • Metody, narzędzia, procesy i technologie ograniczające wytwarzanie odpadów na etapie pozyskiwania surowców

    • Ograniczenie ilości wytwarzanych odpadów poprzez selektywne ich pozyskiwanie na etapie wydobycia surowców

  2. Przygotowanie do ponownego użycia

  3. Substytucja

    • Nowe materiały metaliczne i kompozytowe, ukierunkowane na wytwarzanie substytutów metali krytycznych i niebezpiecznych

II. EKOPROJEKTOWANIE

  1. Tworzenie zasobooszędnych i efektywnych energetycznie wyrobów nowych, ulepszonych, przerobionych czy odnowionych

  2. Tworzenie wyrobów z zastosowaniem surowców odzyskanych z odpadów i ścieków

  3. Zwiększenie trwałości i wydłużenie życia stosowanych urządzeń oraz wyrobów

  4. Zapewnienie zamienników dla substancji niebezpiecznych, skomplikowanych i uciążliwych w procesie recyklingu

  5. Rozwój substytutów dla surowców nieodnawialnych i wody

  6. Zapewnienie nowego zastosowania i/lub ponownego wykorzystania wyrobów, ich części, materiałów


III. PRZETWÓRSTWO I PRODUKCJA

  1. Surowce skalne: rozwiązania technologiczne umożliwiające kontrolę jakości produktów zakładów przeróbczych surowców skalnych

  2. Surowce metaliczne

    1. Nowe technologie i urządzenia do wzbogacania metalicznych surowców mineralnych:

      • Technologie odzysku metali z rud o trudnych charakterystykach wzbogacalności

      • Technologie kompleksowego odzysku składników użytecznych z antropogenicznych surowców wtórnych

      • Innowacyjne technologie wzbogacania niskojakościowych rud polimetalicznych

      • Nowe konstrukcje urządzeń do wzbogacania surowców mineralnych

    2. Technologie metalurgiczne (piro i hydrometalurgiczne) produkcji metali nieżelaznych z surowców pierwotnych i wtórnych:

      • Innowacyjne technologie topienia i rafinacji metali.

      • Nowe rozwiązania konstrukcji energooszczędnych agregatów hutniczych do stapiania rud i koncentratów metali, a także do przetwarzania produktów stapiania

      • Technologie pozyskiwania metali z odpadów i półproduktów z procesów metalurgicznych (żużle, pyły, szlamy)

      • Odzysk i przetwarzanie energii odpadowej gazów technologicznych z agregatów hutniczych oraz ze stałych i ciekłych materiałów

      • Rozwój metod ługowania, w tym ciśnieniowego, rud i koncentratów metali.

      • Innowacyjne metody selektywnego wydzielania metali z roztworów wodnych (precypitacyjne, jonowymienne, elektrochemiczne)

      • Hydrometalurgiczne metody odzysku metali towarzyszących, w tym krytycznych

    3. Innowacyjne technologie głębokiego przetwórstwa metali, w tym:

      • Wytwarzania materiałów funkcjonalnych metodami ciekłofazowymi.

      • Opracowanie nowych stopów do odlewania o ulepszonych walorach użytkowych w odniesieniu do aktualnie istniejących (nowe metody kontrolowanej krystalizacji i rozdrabniania struktury, dobór nowych dodatków stopowych).

      • Kształtowanie struktury i właściwości metodami przeróbki plastycznej, obróbki cieplnej i obróbki cieplno-chemicznej.

      • Wytwarzanie proszkowych materiałów metalicznych i kompozytowych z wykorzystaniem i rozwojem technik atomizacji, wysokoenergetycznego mielenia, syntezy mechanicznej, chemicznej i plazmochemicznej.

    4. Modyfikacja istniejących i nowe linie technologiczne i urządzenia dla procesów przetwórstwa metali, umożliwiające prowadzenie procesów ciągłych, zmniejszające ilość oddzielnych operacji technologicznych, zapewniających wytworzenie wyrobów nanostrukturalnych

    5. Innowacyjne technologie obróbki metali, wytwarzania i nakładania warstw ochronnych i funkcjonalnych z wykorzystaniem metod chemicznych, elektrochemicznych, natryskiwania cieplnego i laserowej funkcjonalizacji powierzchni:

      • Metody i materiały do ochrony konstrukcji stalowych przed narażeniami środowiskowymi

      • Powłoki użytkowe dla nowoczesnego budownictwa i nowych zastosowań inżynieryjnych

    6. Przetwórstwo metali trudnotopliwych, ze szczególnym uwzględnieniem surowców krajowych

  1. Węgiel kamienny i brunatny

  • Technologie zgazowania, rozkładu termicznego metodą termolizy i pirolizy, suszenia oraz wytwarzania paliw płynnych poprzez bezpośrednie upłynnianie węgla kamiennego i brunatnego

  • Wzbogacanie węgli o niskiej jakości, poprzez stosowanie pirolitycznej konwersji

  1. Gaz ziemny

Nowe technologie produkcji i dostosowania paliw gazowych do parametrów sieciowych

  1. Ropa naftowa

    1. Technologie przerobu ropy naftowej:

      • Techniki i technologie pozwalające na maksymalizację uzysków produktów białych.

      • Techniki i technologie pozwalające na optymalizację konwersji przetwarzanej ropy naftowej

      • Techniki i technologie optymalizujące zagospodarowanie produktów ubocznych i odpadów z przerobu ropy naftowej

      • Technologie wytwarzania produktów o ulepszonej jakości oraz produktów niszowych

    2. Zastosowanie nowych materiałów i rozwiązań technologicznych:

      • Technologie i materiały optymalizujące procesy energetyczne (możliwość funkcjonowania procesów w obszarach wysokich temperatur i ciśnień) minimalizujące straty procesowe, pozwalające na lepsze uzyski

      • Technologie wykorzystania gazu ziemnego w procesach przerobu ropy naftowej (w tym produkcji wodoru)

  2. Woda

    1. Poprawa jakości

      • Uzdatnianie wody poprzez nowatorskie metody technologiczne i konstrukcje urządzeń oraz stosowanie reagentów nowej generacji, pozwalających na zminimalizowanie zużycia surowców naturalnych, a także wykorzystanie surowców wtórnych

      • Sterowanie i kontrola procesów uzdatniania wody, testy i metody do oceny jakości wody oraz narzędzia i informatyczne systemy kontrolne stanu i monitoringu jakości wody

      • Metody, procesy, materiały (w tym surowce wtórne) mające na celu zachowanie stabilności biologiczno-chemicznej wody oraz minimalizujące ilość produktów ubocznych (i odpadów) powstających w procesach dezynfekcji wody.

      • Metody i procesy usuwania z wody zanieczyszczeń antropogenicznych (farmaceutyków, środków ochrony roślin, hormonów, metali ciężkich), prekursorów niebezpiecznych zanieczyszczeń wtórnych oraz biodegradowalnych frakcji zanieczyszczeń organicznych

      • Metody, procesy, materiały i rozwiązania systemowe stosowane w technologiach uzdatniania i odzysku wody w sytuacjach kryzysowych

      • Metody, procesy i technologie oczyszczania wód podziemnych z zanieczyszczeń substancjami węglowodorowymi i innymi substancjami chemicznymi

      • Modelowanie i intensyfikacja procesów oczyszczania wód w układach hybrydowych

      • Nowe techniki pomiarowe i metody badawcze identyfikacji mikrozanieczyszczeń w wodzie.

    1. Użytkowanie

  • Technologie odzyskiwania i wykorzystywania wód deszczowych, wód geotermalnych, wód słonych i wód słonawych prowadzące do produkcji wody przeznaczonej do celów konsumpcyjnych i gospodarczych

  • Rozwiązania systemowe w zakresie zamykania i integracji obiegów wodnych oraz zawracania wód technologicznych w systemach komunalnych i przemysłowych w ramach symbiozy przemysłowej

  • Technologie ograniczania strat w systemach dystrybucji wody

  • Informatyczne systemy monitorowania mające na celu zwiększanie wydajności wykorzystywania zasobów wodnych

  • Technologie monitorowania i opomiarowania dla zwiększania wydajności wykorzystywania zasobów wodnych, tj. ograniczania zużycia wody i strat w systemach wodociągowych z wykorzystaniem technik informacyjnych i komunikacyjnych oraz systemów informacji przestrzennej

  • Technologie małej retencji i wykorzystania wód opadowych na terenach miejskich i wiejskich, a także w obiegach technologicznych i na potrzeby gospodarcze

  • Inteligentne systemy kolekcjonowania oraz odprowadzania wód opadowych integrujące potencjał retencji naturalnej, quasinaturalnej oraz kanałowej (infrastrukturalnej)

  • Rozwiązania inżynieryjne, przestrzenne i organizacyjne retencjonowania, oczyszczania i zagospodarowania wód opadowych w przestrzeni miejskiej i na terenach o niskiej urbanizacji jako alternatywa dla rozwiązań “collect and drain”

  1. Zagadnienia horyzontalne – Minimalizacja wytwarzania odpadów

  • Bezodpadowe lub niskoodpadowe innowacyjne technologie produkcji/przetwarzania

  • Metody, narzędzia, procesy i technologie ograniczające wytwarzanie odpadów

  • Ograniczenie ilości wytwarzanych odpadów poprzez selektywne ich pozyskiwanie na etapie produkcji

  • Minimalizacja wytwarzania odpadów poprzez wprowadzenie innowacyjnych materiałów

  • Minimalizacja powstawania ubocznych produktów spalania surowców energetycznych


IV. ODPADY I ŚCIEKI

  1. Innowacyjne technologie recyklingu odpadów

    • Technologie przetwarzania odpadów metodami: mechanicznymi, termicznymi, kriogenicznymi, biologicznymi, mikrobiologicznymi, fizycznymi i chemicznymi

    • Technologie zabezpieczeń procesów przetwarzania odpadów

    • Technologie przetwarzania odpadów, wpływające na redukcję emisji CO2 i innych gazów cieplarnianych do atmosfery

    • Technologie odzysku surowców deficytowych i krytycznych z odpadów

    • Technologie przetwarzania odpadów wielomateriałowych, wielowarstwowych i kompozytowych

    • Zagospodarowanie produktów z termicznego przekształcania odpadów, między innymi pirolizy, termolizy, gazyfikacji, technologii plazmowych itp.

    • Technologie odzysku, w tym recyklingu metali z odpadów

    • Technologie przetwarzania odpadów poprodukcyjnych i poeksploatacyjnych

    • Technologie trudnych do przetwarzania odpadów pochodzących z pojazdów wycofanych z eksploatacji oraz z ZSEE

    • Technologie przetwarzania odpadów z górnictwa surowców energetycznych i nieenergetycznych oraz odpadów mineralnych

    • Urządzenia i linie do odzysku, w tym recyklingu odpadów

    • Technologie zagospodarowywania pozyskanych materiałów z przetworzenia odpadów

    • Selektywne procesy technologiczne otrzymywania z odpadów wysokoprzetworzonych związków chemicznych

    • Wyroby wielomateriałowe i kompozytowe na bazie odpadów do wykorzystania w różnych gałęziach gospodarki

  2. Innowacyjne technologie odzysku materiałowego ze ścieków

    • Technologie odzysku azotu i fosforu ze strumieni procesowych i ponowne zagospodarowanie

    • Technologie odzysku i biosekwestracji węgla nieorganicznego ze strumieni procesowych (w tym gazowych)

    • Technologie odzysku pierwiastków śladowych i metali ze strumieni procesowych

    • Technologie odzysku związków organicznych (min. celulozy, PHA) ze strumieni procesowych

    • Rozwiązania pozwalające na wykorzystanie strumieni ścieków przemysłowych niosących ładunek związków organicznych jako substratów w procesach heterotroficznego oczyszczania ścieków

    • Technologie zagospodarowania surowców powstających w części osadowej oczyszczalni ścieków.

    • Zamykanie obiegów wodno-ściekowych, z wykorzystaniem wstępnie oczyszczonych ścieków, oczyszczanie wody poprocesowej na potrzeby komunalne i w sferze przemysłowej.

  3. Innowacyjne technologie oczyszczania ścieków i odzysku wody ze ścieków

    • Oczyszczanie ścieków poprzez nowatorskie metody technologiczne i konstrukcje urządzeń oraz stosowanie reagentów i preparatów nowej generacji

    • Metody, procesy, materiały do usuwania ze ścieków trwałych zanieczyszczeń organicznych (TZO), w tym substancji biologicznie czynnych.

    • Rozwój metod dezynfekcji ścieków z uwzględnieniem ograniczenia możliwości powstawania szkodliwych produktów ubocznych

    • Nanotechnologie w oczyszczaniu ścieków

    • Udoskonalone wysokosprawne metody beztlenowego oczyszczania ścieków, w tym zintegrowane systemy beztlenowo-tlenowe

    • Technologie oczyszczania wód i ścieków w przemyśle wydobywczym

    • Metody, narzędzia i procesy zmniejszenia ilość biogenów wprowadzanych do wód powierzchniowych, w tym wykorzystanie przemysłowych zbiorników wodnych jako biologicznych oczyszczalni wód powierzchniowych

    • Technologie indywidualnych systemów oczyszczania ścieków uwzględniające usuwanie związków biogennych oraz intensyfikujące usuwanie zanieczyszczeń organicznych, a także prowadzące do uzyskania niezawodności technicznej, technologicznej i umożliwiające kontrolę efektów oczyszczania

    • Podwyższenie efektywności procesów oczyszczania ścieków i kondycjonowania osadów

    • Inteligentne systemy pomiarowe, programy informatyczne służące monitorowaniu jakości ścieków oraz sterowaniu systemami odprowadzania i procesami oczyszczania ścieków

    • Modelowanie procesów oczyszczania i systemów odprowadzania ścieków oraz wód opadowych

    • Metody, narzędzia, urządzenia i procesy prowadzące do poprawy gospodarki ściekowej terenów wiejskich oraz obszarów o zabudowie rozproszonej

    • Technologie minimalizacji i usuwania substancji rosnącego ryzyka (zanieczyszczenia z grupy CEC eng. Contaminants of Emerging Concern)

    • Ograniczanie zużycia wody poprzez rozwój systemów odzysku i wykorzystania “wody szarej”

  4. Wykorzystanie, odzysk i optymalizacja zużycia energii w gospodarce wodno-ściekowej

    • Wdrażanie rozwiązań zmierzających do optymalizacji zużycia energii, w tym wykorzystania odnawialnych źródeł energii w gospodarce wodno-ściekowej.

    • Technologie wykorzystujące ścieki i osady jako substraty do pozyskiwania energii.

    • Technologie unieszkodliwiania osadów ściekowych z ko-substratami organicznymi w celu zwiększenia efektywności energetycznej oczyszczalni ścieków.

    • Innowacyjne systemy kojarzące energię ze źródeł odnawialnych z procesami oczyszczania ścieków w przydomowych instalacjach oczyszczania oraz innych rozproszonych instalacjach do magazynowania i oczyszczania ścieków.

    • Rozwój i wdrażanie rozwiązań technologicznych wykorzystania energii ze ścieków w skojarzonych systemach energetycznych w tym systemy oczyszczania ścieków zintegrowane z odzyskiem wody i ciepła.

  5. Innowacyjne technologie odzysku energetycznego z odpadów

    • Technologie optymalnego wytwarzania i wykorzystania paliw alternatywnych pozyskanych z odpadów (bez RDF)

    • Rozwój techniczny agregatów prądotwórczych, turbin gazowych, pieców do bezpiecznego spalania paliw pozyskanych z odpadów

    • Nowatorskie rozwiązania odzysku energii z odpadów z wyłączeniem spalania i współspalania.

    • Technologie odzysku produktów z odpadów metodą rozkładu termicznego

  6. Nowe bezpieczne metody unieszkodliwiania odpadów

    • Technologie zabezpieczania odpadów poprzez mineralizację, zestalenie i stabilizację

    • Technologie zabezpieczeń przed emisją gazów, odorów i pyleniem

    • Technologie składowania odpadów niemożliwych do zastosowania w innych procesach zagospodarowania