Переработка 2.0: технологии на службе экологии
Прогресс стал своего рода волшебной палочкой для человечества, но в то же время — проклятием для природы. Заводы и электростанции методично загрязняют атмосферу, объем промышленных выбросов в мире не снижается последние несколько лет. Только представьте: в 2023 году производственные выбросы CO2 достигли рекордного уровня — 36,8 млрд тонн, что на 1,1% больше, чем в 2022 году.
Чтобы исправить ситуацию, государство и бизнес стремятся поставить технологии на службу окружающей среде. Так как еще одна причина повышенных выбросов CO2 — скапливающиеся на полигонах отходы, достижения науки используют для сбора, сортировки и утилизации вторсырья. К 2024 году человечество уже внедрило немало экоустройств, которые облегчают работу с отходами на всех этапах.
Точка отсчета — правильный сбор
Количество бытовых отходов, которые ежедневно попадают на свалки, увеличивается с каждым годом. По прогнозу ООН, их объём вырастет с 2,3 млрд тонн в 2023-м до 3,8 млрд тонн к 2050-му, если не предпринять никаких действий.
Одно из первых решений проблемы использованных емкостей из-под напитков предложили в Европе в середине 1980-х годов. Первые автоматические фандоматы — устройства, похожие на банкоматы, — работали по принципу залога, то есть возвращали стоимость сданной тары при отправке ее внутрь аппарата. Фандоматы используют и по сей день: в специальное отверстие люди загружают бутылки и алюминиевые банки, а взамен получают возврат суммы, которая ранее была заложена в стоимость товара. Фандоматы обычно устанавливают в супермаркетах недалеко от кассы.
В России эту технологию внедряют с 2004 года. Однако только недавно устройства усовершенствовали — добавили искусственный интеллект. Например, в фандоматах компании Ecoplatform есть компьютерное зрение, которое распознает разные виды загруженной тары благодаря нейросети. Также один из примеров бдительного отбора — датчики не пропускают емкость, если на дне сохранились остатки жидкости, поскольку она может испортить остальное содержимое аппарата. Когда количество тары достигает максимального объема, фандомат информирует об этом оператора.
Современные российские фандоматы экономят электроэнергию. Еще их можно поставить в локациях с нестабильным интернетом благодаря встроенным модемам 4G, а для особо сложных локаций, где интернет почти совсем не ловит, используются усилители антенн, что позволяет бесперебойно работать фандомату даже в маскимально сложных условиях. Также в мобильное приложение подгружается интерактивная карта аппаратов, и найти адрес расположения ближайшего устройства можно через телефон.
Технологии открывают новые горизонты для интеграции систем сортировки отходов с другими «умными» решениями в городской инфраструктуре. Например, сейчас можно прикрепить к урнам датчики заполненности, которые будут автоматически информировать коммунальные службы о приближающихся сроках опустошения, а мобильные приложения для граждан — сообщать о ближайших пунктах сбора вторичных материалов.
Чтобы люди быстрее привыкали использовать технологии для сбора вторсырья, их комбинируют с мотивационными бонусными программами. Например, за сдачу бутылок в фандомат пользователям начисляют бонусы в приложении, которые можно потратить в магазинах партнеров.
Эта сфера еще только развивается, при этом все важные достижения очень быстро внедряют в городскую среду. Так, «умный» район уже есть в Хельсинки: сервис удаленно мониторит состояние уличных контейнеров и оповещает операторов при их заполненности. Аналогичные датчики есть в холодильниках жителей района, которые сигнализируют об истечении срока годности разных продуктов. А мобильные приложения ненавязчиво предлагают рецепты блюд с использованием этих продуктов, которые можно приготовить вечером.
Все данные — в облачных системах
Сортировка и сбор вторсырья — трудозатратное дело. Необходимо определить нужное количество фандоматов и контейнеров в каждом конкретном районе, обслуживать, следить за сроками заполнения, вывозить содержимое устройств, рассчитывать оптимальные маршруты автомобилей до перерабатывающих заводов. И при том делать все точно в срок.
Для решения этой задачи были разработаны облачные системы аналитики по управлению отходами. Это ИТ-платформы, куда загружают все данные о контейнерах в городе, подрядчиках и заводах, подтягивают приложения для водителей-партнеров. В итоге операторы получают возможность в режиме онлайн отслеживать вес и объем ТКО, заключать договоры с исполнителями, ставить ежедневные задачи каждому водителю и прокладывать подходящие маршруты, что повышает эффективность работы операторов на 20%. Кроме того, к системе могут подключаться подрядчики по вывозу контейнеров, благодаря чему подходящие машины находятся быстрее. Нужно лишь оставить заявку, а система сама предложит исполнителей, предварительно проверив их благонадежность по документам.
Сегодня облачные технологии для утилизации широко используются в разных странах. Например, в Китае умные системы внедряют в каждом доме, причем как в городах-миллионниках, так и в небольших поселениях. Весь процесс оборота отходов отслеживается, у пакетов со вторсырьем есть QR-коды с данными владельца. Собранная информация также помогает анализировать данные о преобладающем типе вторсырья в конкретных районах.
В Стокгольме тоже используют подобную систему. Она в свое время помогла повысить эффективность работы компаний, занимающихся транспортировкой отходов. Большие данные позволили властям обработать информацию об объемах ТКО более чем с 500 тысяч точек вывоза вторсырья. Затем операторы выстроили более логичные маршруты, и автомобили в итоге стали быстрее выполнять назначенные рейсы.
Сортируют роботы
Одно из главных направлений развития сферы сортировки — автоматизация процессов. Современные системы используют технологии искусственного интеллекта и машинное обучение для распознавания типов отходов.
Недавно в Сколково изобрели роботов-сортировщиков с искусственным интеллектом. Они выглядят как сортировочные линии, которые с помощью камеры анализируют поток отходов — пластик, бумагу, алюминий. Нужный вид отстреливают с конвейера сжатым воздухом прямиком в контейнеры.
Такие устройства способны проанализировать до 60 фракций в минуту. В итоге скорость работы увеличивается в два раза по сравнению с человеческим трудом. Сейчас роботы-сортировщики установлены в комплексе по переработке отходов (КПО) «Восток» в подмосковном Егорьевске, в КПО «Север» в Сергиевом Посаде, на предприятиях «Спецтранс №1» в Санкт-Петербурге и «Стройинвест» в Удмуртии.
Гидролиз, компостирование и другие методы утилизации
Среди инновационных методов утилизации можно выделить биотермическое компостирование. Иными словами, ТКО «заставляют» разлагаться быстрее за счет различных катализаторов: температуры, кислорода или специальных установок, напоминающих вращающиеся барабаны. Этот способ гораздо экологичнее, чем захоронение или сжигание, но обходится дороже.
Еще один экологичный метод утилизации отходов — гидролиз. Технология представляет собой большой реактор, куда загружают сырье. Затем добавляют воду и повышают температуру, под воздействием чего продукты разлагаются на две фракции — жидкую и твердую. Первая становится основой для производства биогаза или удобрений, из второй можно делать корма для животных.
В Швеции активно используются технологии энергоутилизации, которые преобразуют остаточные отходы производства на предприятиях в электроэнергию — порой до двух млн мегаватт-часов в год. Это помогает сократить зависимость от ископаемых источников энергии и значительно снизить выбросы углерода.
«Умные» трубы недалекого будущего
Поиски оптимального решения по отходам продолжаются во всем мире, и ИТ-компании придумывают все более необычные методы. Так, в Финляндии изобрели вакуумную систему транспортировки отходов. Сейчас она находится на этапе тестирования и работает следующим образом: в многоквартирных домах установили специальные площадки приема отходов с четырьмя камерами. Одна направлена на контейнер со смешанными отходами, другая — с бумагой, третья — с картоном, четвертая — с органикой. В разное время при заполненности одного или другого контейнера камера подает сигнал, и отходы прессуются до небольшого объема. Затем потоки воздуха втягивают отходы в трубопровод и перемещают прямо в пункт сбора. Таким образом отходы не скапливаются, быстрее достигают сортировочных центров и при этом не смешиваются при транспортировке.
В индийском городе Ахмедабад тестируют похожую систему. Отходы перемещаются по подземным трубам со скоростью 110-140 км/ч, при этом их движение можно отслеживать и регулировать при помощи компьютеризированной консоли. Отходы сразу же попадают на завод, где их перерабатывают в органический навоз или используют для создания электроэнергии.
Техника — лишь помощник
Развитие технологий в области переработки вторсырья помогает сохранять ресурсы и уменьшать количество отходов. С появлением новых решений их сбор и сортировка становятся проще и удобнее, а переработка и утилизация — эффективнее.
Однако технологии не станут панацеей, если обычные люди останутся безучастными к проблемам экологии. Каждый из нас должен изменить свое отношение к потреблению, развивать привычку к сортировке и ответственно относиться к окружающему миру. Только так можно достигнуть значимых результатов. А технологии помогут в этом непростом деле — например, через мобильное приложение направят к ближайшему фандомату.
Автор: Иван Гусаков, управляющий партнер Ecoplatform