Утилизация отходов в «умном» городе
Автоматическая сортировка мусора
Переработка и связанная с этим процессом сортировка отходов — актуальная проблема для всех стран мира. Объемы отходов постоянно растут и угрожают не только экосистемам суши, но и Мировому океану. Принципиально ее решить можно только путем внедрения автоматизированных систем сортировки отходов, построенных на пневматическом, гравитационном, флотационном принципах. Многократно повысить скорость сортировки и эффективность разделения материалов позволит оптическое распознавание на основе лазерного сканирования.
Сортировка с использованием современных интеллектуальных информационных систем происходит следующим образом: все предметы попадают на движущийся конвейер, где оптический сканер измеряет их спектры в инфракрасном и видимом диапазонах и производит их распознавание. Затем из потока мусора выделяются металлы, полимеры, стекло, бумага, картон и другие виды отходов и передаются для дальнейшей переработки или утилизации. Современные системы могут идентифицировать более тысячи видов материалов (и это не предел), что открывает широкие перспективы для экологически безвредной и коммерчески эффективной сортировки и переработки отходов.
ЭффектыМногократный рост производительности труда на мусоросортировочных заводах. Перспектива полной автоматизации всех звеньев технологического процесса утилизации мусора. |
Оценки рынкана1,3%
|
Драйверы и барьеры Постоянный рост объемов ТБО. |
Международные
|
Международные
|
Уровень развитиятехнологии в России«Белые пятна» — — существенное отставание от мирового уровня, отсутствие (или утрата) научных школ. |
Утилизация полимерных отходов посредством пиролиза
Около половины бытовых отходов образуется из полимерных материалов — поливинилхлорида, полиэтилена, полипропилена и др. Большинство этих продуктов химии органического синтеза в природе не разлагаются: попадают в окружающую среду, постепенно механически измельчаются, входят в цепочки питания. Откладываясь в тканях животных, рыб и птиц, микрочастицы пластиков, других ксенобиотических веществ создают потенциальные риски для здоровья человека. Проблема их утилизации обостряется с каждым годом, поскольку объёмы полимерных отходов растут опережающими темпами по сравнению с другими видами отходов (в два раза быстрее, чем ТБО в среднем).
Перерабатывать полимерные промышленные и бытовые отходы наиболее эффективно с экономической и экологической точек зрения посредством высокотемпературного пиролиза (800–1000 градусов C° и более). Он позволяет расщеплять крайне токсичные органические соединения (например, полихрорированные бифенилы) расщепляются на углекислый газ, хлор, оксиды азота и другие низкомолекулярные вещества, при этом вредные выбросы в атмосферу сводятся практически к нулю.
ЭффектыСнижение затрат на транспортировку полимерных отходов, сокращение площадей их складирования. |
Оценки рынка694 кг мусора в год
|
Драйверы и барьеры Рост стоимости производства электроэнергии из традиционных видов топлива. |
Международные
|
Международные
|
Уровень развитиятехнологии в России«Белые пятна» — — существенное отставание от мирового уровня, отсутствие (или утрата) научных школ. |
Экранирование грунтов от свалочного фильтрата
В результате просачивания атмосферных осадков и грунтовых вод на полигонах ТБО и в их окрестностях образуется свалочный фильтрат — очень токсичная жидкость с высоким содержанием патогенных бактерий и микроорганизмов. Фильтрат проникает в почву, водоемы и — самое главное — в питьевые водоносные горизонты. Если полигон ТБО размещают на высокопроницаемых грунтах (с коэффициентом фильтрации более 10 см/с), их необходимо изолировать при помощи специальных противофильтрационных экранов.
Для защиты окружающей среды от негативного химико-биологического воздействия свалочного фильтрата применяют различные изолирующие материалы. В последнее время стали переходить от использования минеральных глинистых экранов (толщиной от 0,25 см, подчас укладываемых слоями до 0,8 м) к синтетическим. Эти новые более тонкие и надежные экранирующие материалы (геомембраны, геосинтетические глинистые пленки) рассчитаны на эксплуатацию до нескольких сотен лет, легко транспортируются и укладываются по рулонному принципу с высокой скоростью, что делает их более экономичными. Развитие нанотехнологий позволит создавать сверхтонкие, сверхпрочные и сверхдолговечные экранирующие пленки, которые, к тому же, смогут впитывать и связывать фильтрат.
ЭффектыПредотвращение попадания токсичных веществ и опасных бактерий в подземные воды. |
Оценки рынкаболее12%
|
Драйверы и барьеры Ужесточение нормативных требований к захоронению ТБО и контроля их соблюдения. |
Международные
|
Международные
|
Уровень развития
|
Мониторинг глобальных технологических трендов проводится Институтом статистических исследований и экономики знаний Высшей школы экономики (issek.hse.ru) в рамках Программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ.
При подготовке трендлеттера использовались следующие источники: Прогноз научно-технологического развития РФ до 2030 года (prognoz2030.hse.ru), материалы научного журнала «Форсайт» (foresight-journal.hse.ru), данные Web of Science, rosniipm.ru, abh-ace.be, minenergo.gov.ru, tcj.ru, svoy-business.com, prnewswire.com и др.
Более детальную информацию о результатах исследования можно получить в Институте статистических исследований и экономики знаний НИУ ВШЭ: issek@hse.ru, +7 (495) 621-82-74.
Над выпуском работали: Илья Кузьминов, Ирина Логинова, Анна Соколова, Надежда Микова, Вероника Ефименко, Елена Гутарук, Ким Воронин.
© Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», 2015