Shutterstock

Как да приложим дигиталната екология в градовете?

До 2030 г. по света ще съществуват 43 мегаграда с над 10 милиона жители, нуждаещи се от повече ресурси, показват данните на ООН

от Мария Карашанова

8 май 2023 10:29 25414 прочитания

Shutterstock

През последните няколко десетилетия бързата урбанизация доведе до експоненциален ръст на използването на природни ресурси, което на фона на климатичните промени повдигна сериозно въпроса за постигането на устойчивост в градските системи. Към момента градското население обхваща над 55% от световното и се очаква до средата на века тази стойност да достигне 68%, показват данните на ООН. Освен това организацията предвижда, че до 2030 г. ще съществуват 43 мегаграда по света, или с други думи, градски комплекси с поне 10 милиона жители, които ще се нуждаят от много повече ресурси.

За да онагледим тези данни, трябва да допълним, че градовете обхващат под 1% от земната повърхност и в същото време консумират около три четвърти от глобалната енергия. Според ООН продължаващата урбанизация може да увеличи годишната консумация на сурови материали (изкопаеми горива, минерали, биотични ресурси) до почти 90 милиарда тона до 2050 г., което е 125% ръст спрямо 40 милиарда тона през 2010 г.

Именно и затова все повече населени места тръгват по пътя на интелигентните решения, чрез които по-добре да управляват своите процеси и ресурси. В тази връзка популярност доби и терминът дигитална екология, който се свързва с опитите да се оптимизира потреблението с помощта на иновативните технологии като IoT, обработка на големи данни, изкуствен интелект и т.н. Прилагането им създава умни градове, които се превръщат в обещаваща концепция за справяне с предизвикателствата на бъдещето, включително увеличаващото се население, засилената урбанизация и екологичния преход.

Кои са технологиите?

IoT сензорите и усъвършенстваните телеметрични възможности служат като основа за внедряване на решения за интелигентни градове. Те позволяват в реално време да се събират разнообразни данни, чийто анализ впоследствие улеснява административните процеси и дава достъп на гражданите до модерни услуги. Различните приложения на тези решения по отношение на инфраструктурите, комуналните и автоматизираните услуги позволяват да се повиши енергийната ефективност, да се оптимизира управлението на отпадъците и да се намалят водните загуби.

Пазарът на софтуерни и дигитални сензори, често класифициран и като технологии за умен град, се развива бурно през последните години и се очаква да продължи да се увеличава през следващите години, показват данните на Allied Market Research. Според прогнозите на анализаторите той ще отчете годишен темп на растеж 16,2%, или това е увеличение от 160 милиарда долара през 2021 г. до 708 милиарда долара през 2031 г. Сред лидерите в сектора са компании като Amazon Web Services, германската Bosch и калифорнийската Quantela.

Като цяло технологиите за умен град са широка категория на софтуер и устройства, включващи софтуер за анализ на данни и улични сензори, които имат за цел да предоставя точна картина на населените места за нуждите на администрацията. В следващите редове ще отправим поглед върху реалните решения, които могат да ни помогнат да приложим дигиталната екология на практика.

Да пестим вода

Сушата е сериозен проблем за редица региони глобално, включително с този тип предизвикателства все повече се сблъскват и европейските градове. Според последните данни на Европейската обсерватория за сушите 47% от Стария континент е изправен пред недостатъчно валежи. ЕК описва ситуацията като критична и посочва, че са нужни специални мерки за управление на водните ресурси в най-силно засегнатите страни като Италия, Франция, Германия, Унгария, Португалия и Испания. В случая на помощ идват технологиите, които помагат за управление на водния цикъл и запазването на този безценен ресурс.

Това е и целта на проект, който е стартиран през 2020 в две общини в провинция Валенсия, Испания, а след почти две години е разширен до още 19 общини и почти 80 хил. жители. В сътрудничество с Adesal Telecom местните власти инсталират 40 хил. водомера, свързани в IoT мрежа, и стартират онлайн платформа, която систематично събира данните, генерирани в реално време. Това позволява да се прави непрекъснато анализ на подаваната информация, за да могат мрежите да се адаптират към потреблението и да се прогнозира търсенето.

Дигитализирането на процеса позволява да се откриват течове в разпределителната мрежа, както и във вътрешните инсталации на потребителите. В резултат това води до годишни икономии - чрез ранно откриване - на повече от 50 000 куб.м вода и еквивалента на 120 тона емисии на парникови газове. Отделно събраната информация улеснява и администрацията при взимането на решения, които често са превантивни. Реализацията на проекта продължава и до днес и има за цел до 2025 г. да достигне 300 хил. свързани измервателни уреда.

Да управляваме отпадъците

Според последните данни в градовете се генерират около 4,6 кг твърди отпадъци на глава от населението. В тази връзка IoT решенията помагат на местните власти да събират и управляват по-лесно огромните количества смет, особено в големите градове. Вграждането на сензори в контейнерите позволяват да се следи в реално време местоположението и нивото на отпадъци, а това на свой ред дава възможност поддържащите чистотата компании да избират най-краткия маршрут и да избягват препълване. Чрез подобни иновации местните власти успяват да намалят разходите си за събиране на боклука, да прогнозират количеството генерирани отпадъци чрез анализи, да предотвратят проявата на вредни болести и газове и като цяло да поддържат една здравословна и чиста околна среда.

Интересни примери за подобен тип решения могат да се намерят в цял свят, включително и у нас. В общините Видин, Монтана и Велико Търново през последните няколко години бяха интегрирани IoT системи за интелигентно сметосъбиране, които включват интеграцията на специализирани датчици и софтуерни платформи. Местните власти изтъкват, че тези решения дават много по-точна представа какво се случва с отпадъците в населените места и им позволяват да управляват по-ефективно всички процеси, свързани с тяхното извозване.

На другия край на света подобен проект се реализира и в Сан Франциско, където също гражданите се сблъскват с проблеми като неоптимизирано разположение на контейнерите, препълване и неефективни маршрути за събиране на отпадъците. След инсталиране на сензори и стартиране на система за мониторинг местната управа успява да намали с 80% препълването на контейнерите, да понижи с 64% незаконното изхвърляне на отпадъци и да намали с 66% заявките за почистване на улиците.

Да поговорим и за енергията

Един от ключовите ресурси, който умните решения позволяват да се управлява по-ефективно, категорично е енергията. Смарт мрежите и електромерите използват възможностите на Интернет на нещата, за да създадат надеждна система за пренос и разпределение на електроенергия. От една страна, подобни решения позволяват на доставчиците да прилагат превантивна поддръжка и да предотвратяват случаи на неочаквано спиране на захранването. От друга страна пък, чрез IoT компаниите за производство на електроенергия оптимизират процесите си, за да отговорят на постоянно променящите се изисквания на крайните потребители, да минимализират кражбата на електричество и в реално време да отчитат консумацията.

Смарт електромерите не улесняват единствено работата на доставчиците. Любопитен пример за реализиране на проект за енергийна ефективност може да намерим в датската община Миделфарт, която от 2017 до 2021 г. в сътрудничество със Schneider Electric използва аналитичен софтуер Building Analytics, за да подобри показателите в 80-те си имота. Софтуерната платформа анализира големия обем от данни, генерирани от системите за управление на сградите, и предоставя практична информация за енергията, вътрешния климат и поддръжката в реално време.

Всъщност създадените от системата доклади дават конкретни предложения за справяне с ежедневните предизвикателства, което на свой ред позволява на обслужващия персонал да реагира бързо и да взима решения, основани на анализ на фактите. По този начин община Миделфарт постига общо намаляване от най-малко 26% на потреблението на енергия в сградите, което включва 5% годишни икономии към 21%, които общината вече е спестила чрез ремонтни дейности спрямо нивата от 2008 г.

IoT устройствата в електроенергийните мрежи, водоснабдяването и контейнерите за отпадъци са в основата на умния град. Чрез ефективно управление на ресурсите може не само да си гарантираме качествен живот, но също така да осигурим опазването на околната среда, намаляване на замърсяването и въглеродния отпечатък на планетата. Тепърва обаче предстои да видим повече иновации по отношение на прилагането на дигиталната екология, чрез които да създадем едни устойчиви населени места на бъдещето.