Trung Quốc ứng dụng AI để xử lý rác thải hiệu quả

Rác thải nói chung và rác thải rắn nói riêng là một trong những thách thức môi trường lớn nhất đối với Trung Quốc. Do nền kinh tế phát triển nhanh chóng và tốc độ đô thị hóa cao, mỗi năm Trung Quốc thải ra hàng trăm triệu tấn chất thải. Cụ thể, năm 2020, quốc gia này tạo ra khoảng 235,1 triệu tấn chất thải rắn, dự kiến con số này sẽ lên tới 326 triệu tấn vào năm 2030. Do đó, việc xử lý chất thải trở thành vấn đề cấp bách cần giải quyết.

Khi việc chôn lấp chất thải trở nên lạc hậu và kém hiệu hiệu quả, nhiều phương pháp xử lý mới đã được phát triển như đốt, chế biến compost... Tuy nhiên, đốt chất thải cũng tồn tại những hạn chế: các hóa chất độc hại thường thoát ra từ quá trình đốt cháy bao gồm nitơ oxit, lưu huỳnh đioxit, hóa chất hữu cơ dễ bay hơi và các hợp chất hữu cơ đa vòng; đốt nhựa và gỗ đã qua xử lý cũng thải ra kim loại nặng và hóa chất độc hại như dioxin.

Công nghệ AI, đã chuyển đổi các ngành công nghiệp truyền thống khác nhau từ năng lượng đến ô tô, sử dụng nhận dạng hình ảnh để đánh giá mức độ đốt cháy dựa trên hình ảnh ngọn lửa được camera trong lò ghi lại. Một thuật toán AI có thể phát hiện quá trình cháy không hoàn toàn dựa trên hình dạng của ngọn lửa và sẽ tự động điều chỉnh các thông số, chẳng hạn như nhiệt độ, mức oxy và mức hơi, để giữ cho lò đốt hoạt động ở hiệu suất tối ưu, giảm lượng khí thải độc hại và tối đa hóa năng lượng đầu ra.

Tự động hóa việc giám sát quá trình đốt thông qua AI

Alibaba Cloud sử dụng AI để tự động hóa việc giám sát quá trình đốt tại các cơ sở đốt chất thải, dẫn đến nhiệt độ đốt ổn định hơn và hiệu quả cao hơn, có nghĩa là ít cần phải tắt và khởi động lại lò. Mặc dù việc đốt rác không chấm dứt, nhưng nó cho phép xử lý rác theo cách tiết kiệm năng lượng hơn.

Thuật toán AI do Alibaba Cloud phát triển hiện đang được triển khai tại 100 cơ sở đốt chất thải trên khắp 30 thành phố trên đất liền. Dự kiến, đến cuối năm nay, hơn 300 cơ sở đốt rác thải ở Trung Quốc sẽ ứng dụng công nghệ AI của Alibaba Cloud để xử lý rác thải.

Trong một báo cáo của Alizila, Zeng Zhenyu, Phó Chủ tịch Alibaba Cloud cho biết: "Thông qua tự động hóa, chúng tôi đã thay đổi cách vận hành của các nhà máy xử lý rác, để giảm áp lực công việc cho người vận hành, giảm ô nhiễm môi trường và giảm chi phí bảo trì thiết bị".

"AI là một trợ thủ đắc lực. AI giải phóng người lao động khỏi khối lượng công việc quá tải và giúp ổn định sản xuất", Wang Zonglin, Giám đốc của một lò đốt chất thải ở tỉnh Giang Tây, miền nam Trung Quốc, cho biết.

Wang giải thích rằng các nhân viên vận hành tại lò đốt của ông phải giám sát lò đốt 24/7 và nhấp chuột 10 giây/lần. Nếu không điều chỉnh các thông số kịp thời có thể dẫn đến phản ứng không hoàn toàn và gây phát sinh khí thải độc hại cũng như ô nhiễm môi trường.

"Ngay cả giữa các ca làm việc, các điều kiện đốt cũng thay đổi, chẳng hạn như luồng không khí và tỷ lệ chất thải nạp vào lò đốt, bởi vì không phải tất cả những người vận hành đều có nhiều kinh nghiệm", Wang nói.

Đồng thời, tình trạng thiếu hụt lao động của Trung Quốc cũng là một vấn đề do người trẻ tuổi Trung Quốc ngại làm các công việc chân tay. Đây là lúc AI phát huy giá trị, lò đốt của Wang, chương trình vận hành lò đốt chiếm 95% thời gian và sự can thiệp của con người chỉ cần thiết trong những tình huống đặc biệt.

Biến rác thành điện

Đốt rác thải để phát điện là một trong những phương pháp tiên tiến hiện nay, có thể tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có, hạn chế sử dụng nguồn nguyên liệu hóa thạch; đồng thời giảm diện tích đất sử dụng để chôn lấp rác... Với lượng lớn rác thải tại Trung Quốc, đốt rác phát điện có thể tạo ra hàng trăm, hàng nghìn megawatt cung ứng cho hệ thống điện.

Trung Quốc đã có những bước tiến lớn hướng tới một quy trình đốt chất thải thân thiện hơn với môi trường. Chất thải rắn ở Trung Quốc có độ ẩm cao hơn so với nhiều nước phát triển. Do chưa phân loại xong nên trong thùng rác còn sót lại một lượng lớn rác thải nhà bếp. Những chất thải thực phẩm ướt, chẳng hạn như vỏ trái cây và rau, có giá trị gia nhiệt thấp hơn nhiều và không tạo ra năng lượng đầu ra hiệu quả.

Nhưng bằng cách duy trì nhiệt độ ổn định, nền tảng AI của Alibaba Cloud có thể tăng hiệu suất phát điện bình quân đầu người lên khoảng 3% tại lò đốt của Wang. Điều này có nghĩa là lượng điện tăng thêm hàng ngày là 16.200 kWh .

Hiện tại, nền tảng AI của Alibaba Cloud đã được triển khai tại hơn 100 cơ sở đốt rác, do đó giúp sản xuất thêm 360 triệu kWh điện trong một năm, đủ cung cấp năng lượng cho 33.600 hộ gia đình Mỹ, theo Alibaba Cloud.

Trung Quốc hiện có có công suất chuyển hóa chất thải thành điện năng lớn nhất trên thế giới, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 29%. Theo công ty nghiên cứu thị trường AskCI Consulting có trụ sở tại Thâm Quyến, tổng công suất của các nhà máy chuyển hóa chất thải thành điện năng của Trung Quốc ước tính là 17,29 gigawatt (GW) vào năm 2021.

Hiện tại, Trung Quốc xử lý hơn 580.000 tấn rác thải sinh hoạt mỗi ngày thông qua các hệ thống đốt rác thải thành điện năng, theo Ủy ban Cải cách và Phát triển quốc gia Trung Quốc.

Zhang Jingning, giám đốc dự án tại Trung tâm Sinh thái Vu Hồ, một tổ chức phi chính phủ về môi trường, tin rằng AI còn có thể mang lại nhiều khả năng hơn nữa. Ông chỉ ra rằng một số lò đốt đốt các vật liệu có thể tái chế như nhựa, cao su và vải, những thứ có thể được tái chế làm nguyên liệu và điều đó sẽ làm giảm lượng khí thải carbon.

"Ngoài việc tăng cường độ ổn định khi đốt, chúng tôi cũng mong muốn có thêm nhiều nhà máy quản lý rác đầu tư vào việc phân loại rác để có cách tiếp cận đa dạng hơn trong việc quản lý rác thải", Zhang Jingning nhấn mạnh./.

Ngọc Diệp