Strategie AV21
Posláním Akademie věd ČR je špičkový výzkum zaměřený na problémy a výzvy, kterým čelí současná společnost. Témata jako energetická budoucnost České republiky, zdraví občanů, umělá inteligence nebo kvalita veřejných politik představují složité okruhy problémů, jejichž řešení vyžaduje široce založený interdisciplinární výzkum, a to jak základní, tak aplikovaný.
Strategie AV21 reaguje na aktuální společenské výzvy promyšlenou formulací výzkumných programů, založených na spolupráci oborů a institucí při jejich řešení. Základní programový rámec Strategie AV21 byl přijat Akademickým sněmem v prosinci 2014. Výzkumné programy Akademie věd ČR jsou otevřeny partnerům z vysokých škol, podnikatelské sféry a institucím státní a regionální správy, stejně jako zahraničním výzkumným skupinám a organizacím. Výzkumné programy jsou navrhovány a formulovány po dohodě vedení Akademie věd s řediteli pracovišť s přihlédnutím k trendům světové vědy, společenské relevanci a Národním prioritám orientovaného výzkumu.
Lidská civilizace byla vždy formována dostupností energie v různých jejích formách a je na ní životně závislá. Bez spolehlivých a dostatečných dodávek energie bychom se museli rozloučit s mnoha výdobytky civilizace, které považujeme za samozřejmé. Celosvětová spotřeba energie činí asi 580 mil. TJ ročně. Největší část vyrobené energie končí v průmyslu a dopravě.
Hlavním zdrojem energie jsou dosud fosilní paliva s podílem přibližně 83 %. Podíl obnovitelných zdrojů energie sice roste, dosahuje však pouze okolo 15 %. Se stoupající spotřebou energie je tato situace dlouhodobě neudržitelná. Zdroje fosilních paliv jsou omezené a emise vznikající při jejich spalování mohou mít v dohledné době fatální dopad na klima na naší planetě. Do hry tak vstupují nové faktory a energetiku čeká v příštích desetiletích zásadní přeměna směrem k udržitelnosti. Legislativní rámec této přeměně v našich podmínkách stanovil balíček „Fit for 55“ v rámci Zelené dohody pro Evropu – závazku Evropské unie dosáhnout do roku 2050 klimatické neutrality.
Výroba, transport, skladování a využívání energie ve všech jejích formách představuje složitý systém, jehož pochopení vyžaduje znalosti z mnoha vědních oborů. Probíhající změny mohou mít značné socioekonomické dopady pramenící z rizik v podobě nestability a nedostupnosti dodávek energie, vysokých cen energií nebo hrozeb pro politickou soudržnost hospodářských celků s odlišnými zájmy. V programu Udržitelná energetika spojují své síly ústavy AV ČR a jejich externí partneři z oblasti přírodních, technických a společenských věd na řešení mezioborových výzkumných výzev a dopadu probíhající přeměny energetiky na společnost.
Program pokrývá klíčové oblasti spojené s přechodem k udržitelné energetice. Obnovitelné a jaderné zdroje energie nabízejí nízkoemisní řešení potřeb primární energie. V oblasti jaderné energie je třeba hledat nová řešení pro termojadernou fúzi a zajistit bezpečnost existujících jaderných elektráren se štěpnými reaktory. Nestálost výroby energie z obnovitelných zdrojů a postupná decentralizace výroby vytváří tlak na skladování energie v dosud nevídané míře. Velkou roli v této oblasti může sehrát vodík, který je do budoucna považován za hlavní zdroj energie pro oblast dopravy. Je třeba minimalizovat vliv energetického využití paliv na životní prostředí. Pokrok v těchto oblastech vyžaduje pochopení a přijetí ze strany veřejnosti. Proto je důležitou součástí programu popularizace a přenos poznatků do vzdělávací sféry.
Ústav se podílí se těchto konkrétních podtématech:
- Skladování energie
- Oběhové hospodářství v energetice
- Obnovitelné zdroje energie a decentralizovaná energetika
- Vodíkové technologie
Webová stránka programu Udržitelná energetika
Oddělení podílející se na výzkumu
Zajištění udržitelné, kvalitní a zdravé výživy lidstva je jednou z hlavních výzev současnosti. Rostoucí populace, klimatická změna, intenzivní a nešetrné hospodaření a celková degradace životního prostředí snižují kvalitu půdy i výnosy zemědělských plodin. Bude třeba vyšlechtit nové, vysoce produktivní, odolné a nutričně bohaté odrůdy. Současné průmyslové způsoby získávání, zpracování a distribuce kontaminují potraviny celou řadou chemikálií a stávají se pro lidské zdraví rizikové. Strava není pouhým zdrojem živin, ale ovlivňuje téměř všechny životní funkce člověka. Epidemie civilizačních chorob vyvolané nesprávnou výživou mohou významně oslabit společnost a přetížit zdravotní a sociální systém. Je také smutným paradoxem, že se zbytečně plýtvá potravinami a třetina se vyhodí. S ohledem na klimatickou změnu a omezené zdroje je nutné se více zabývat etickými otázkami udržitelné produkce a spotřeby potravin.
Hlavním cílem výzkumného programu je propojení ústavů AV ČR, univerzit a podniků v široké oblasti od získávání a spotřeby potravin až po navazující společenské a zdravotní dopady. Program má významný aplikační potenciál, využívá již existující infrastrukturu aplikačních laboratoří pro řešení nových aktuálních problémů a výzev. Nedílnou součástí je poradenství odborné i laické veřejnosti, poskytování expertíz a konzultací a spolupráce se státní správou, politiky, médii a profesními organizacemi.
Výzkumný program upřesňuje dlouhodobé scénáře i krátkodobé předpovědi dopadů změny klimatu na zemědělství a předává je veřejnosti. Zkoumá nové způsoby zvýšení obsahu organické hmoty v půdě. Zaměřuje se i na analýzu půdního mikrobiomu a na pochopení podmínek prostředí, které jej ovlivňují. Rozvíjí a aplikuje molekulárně genetické sekvenační a editační metody pro zvýšení užitkových vlastností a odolnosti plodin a mikroorganismů. Zkoumá molekulární mechanismy působení biotických i abiotických stresů na rostliny k vyšlechtění odolnějších plodin. Pro urychlení a automatizaci výběru rostlin a mikroorganismů s požadovanými vlastnostmi vyvíjí nové metody fenotypizace fotosyntetických organismů. Zaměřuje se na výzkum vlivu potravin na střevní mikrobiom, imunitní reakci a celkové zdraví člověka. Zabývá se také kontaminací potravin, zejména ryb, organickými polutanty a mikroplasty. Na úrovni společenské zkoumá roli samozásobitelství pro udržitelnou produkci potravin, plýtvání potravinami a etickou spotřebu potravin.
Ústav se podílí se těchto konkrétních podtématech:
- Zdravá a udržitelná půda
Webová stránka programu Udržitelná produkce a spotřeba potravin
Oddělení podílející se na výzkumu
Program vytváří synergii I., II. a III. vědní oblasti pro zvýšení kvality mezioborového výzkumu a transferu znalostí. Zaměřuje se na opomíjený výzkum základní jednotky civilizačního procesu – domácnosti. V každé době domácnosti představovaly epicentra vývoje (Household-Hub), kde se soustředily interakce i reprodukce jednotlivců i skupin, tj. biologické reprodukce, předávání vědomostí i vzorců chování. Jako centra spotřeby se domácnosti významně podílejí na tvorbě HDP a technologickém pokroku lidstva. Enormní je stálá snaha o zlepšování soukromého života; program proto zahrnuje tzv. chytré domácnosti a internet věcí, jež vytvářejí inteligentní přístupy i bezpečnostní rizika. Metodické směry výzkumných témat sledují:
- interakce s okolními ekosystémy, neboť domácnosti jsou zásadními aktéry antropocénu v síti řady vztahů (včetně potravních);
- rozvoj technologií, včetně biotechnologií, zpracování přírodních zdrojů, tj. využívání organických a anorganických materiálů, které byly výchozí již v minulosti pro zajištění stravy a bezpečí v rámci domácností různých typů;
- potřeby investic, financí, času a energie;
- zásahy do krajiny, její kultivace i devastace pro zajištění potřeb člověka a společnosti;
- prostor sociální, ekonomické a právní komunikace, neboť domácnosti tvoří elementární jednotku života společnosti.
Výzkum si klade za cíl sledování minulosti i současnosti, včetně aktuálních společenských problémů a priorit národního výzkumu. Výzkum cíleně reaguje na komplexní technologické, sociální, environmentální a ekonomické výzvy, odpovídající Národní výzkumné a inovační strategii RIS3. Synergie dosažená takto provázaným výzkumem na poli technických, přírodních a humanitních věd přispěje k řešení současných výzev a rizik: 1) civilizace versus umělá inteligence a ochrana životního prostředí, 2) regionální problematika, zvl. vyloučené lokality, vzdělávání, bydlení; 3) na národní úrovni zvl. spolupráce vědy a průmyslu, sociální a zdravotní politika, školské modely či zapojení studentů, 4) pro mezinárodní úroveň, zvl. zapojení do mezinárodních projektů a vědecký networking, mezioborové týmy.
Ústav se podílí se těchto konkrétních podtématech:
- Domácnosti, suroviny, krajina
- Domácnosti a ekologické zátěže