Санкт-ПетербургНебольшой снег-2°C

Как австрийский вуз зарабатывает миллионы евро на мусоре

Леобенский университет
Фото © Форпост Северо-Запад /

Австрия– одна из передовых европейских стран в части переработки отходов. В этой небольшой стране 96% жителей тщательно сортируют мусор, сдавая миллионы тонн бытовых отходов, макулатуры и пластика. Примечательно, что, несмотря на такой высокий показатель, австрийские учёные продолжают трудиться над разработкой новых способов обращения с отходами – например, с помощью искусственного интеллекта. Этим и другими проектами занимаются учёные и студенты Леобенского технического университета – и, похоже, в скором времени отделять «зёрна от плевел» будут только умные машины.

Кафедра технологии утилизации и управления отходами (AVAW) появилась в Леобенском техническом университете сравнительно недавно – в октябре 2011 года. Однако уже сегодня её сотрудникам и студентам заказывают проекты, стоимостью в миллионы евро, рассчитанные на несколько лет кропотливой работы. Например, один из них – переработка литий-ионных батарей, которые широко используются в современной бытовой электронной технике – телефонах, ноутбуках, цифровых фотоаппаратах, видеокамерах и электромобилях.

Кабинет
Фото © Форпост Северо-Запад /

На четырёхлетнее исследование был выделен министерский грант в размере одного миллиона евро. Учёные искали способы эффективно транспортировать, правильно хранить и перерабатывать литий-ионные батареи – как целые, так и повреждённые. По словам научного сотрудника и заместителя заведующего кафедры Ренато Сарка, все цели в рамках проекта были достигнуты.

Ренато Сарк
Фото © Форпост Северо-Запад /

«Была куплена специальная установка (для переработки батарей – прим. авт.), после чего мы начали адаптировать её к процессу. Адаптация была завершена в 2018 году, а в январе 2019 года всё было запущено. Сейчас на установке можно перерабатывать 10 тонн батареек каждый день – это два самосвала в сутки. На выходе получаем разделённые металлы», - пояснил он.

Ещё один проект, который был заказан кафедре – снижение пожароопасности в цементной промышленности, и здесь как раз использовался переработанный мусор. Была поставлена непростая задача – сделать так, чтобы цементная индустрия Австрии на 100% работала на альтернативном топливе.

«Я написал диссертацию по этой теме. И предприятие, для которого было сделано исследование, сейчас на 95% работает на альтернативном топливе», - не без гордости отметил Ренато Сарк.

Речь идёт об использовании на цементных заводах энергии от сжигания мусора. Топливо на основе отходов называется refuse-derivedfuel (RDF) – это очищенная от вредных примесей высококалорийная горючая фракция размером ~25 мм. По сути RDF – это твёрдое топливо, производящееся путём измельчения и обезвоживания твёрдых бытовых отходов.

Леобенский университет
Фото © Форпост Северо-Запад /
Леобенский университет
Фото © Форпост Северо-Запад /

Другой проект, которым гордится кафедра утилизации и управления отходами, связан со старыми свалками, которые необходимо вскрыть, чтобы затем отсортировать и переработать «похороненный» мусор. Леобенский вуз выиграл грант Марии Кюри. Изначально исследование было чисто австрийским, сейчас над ним трудятся в 15 университетах Европы. Это самый большой проект по отходом, который когда-либо был в Австрии – его бюджет составляет пять миллионов евро, на исследование выделено четыре года, а трудятся над ним шесть диссертантов и 20 студентов. Заказчик – австрийская фирма INTER PRO.

Мусор
Фото © Форпост Северо-Запад /

«В рамках этого исследования мы используем обычный смешанный мусор. Знаете, сколько каждый из нас производит бытового мусора в год? В Европе это 500 килограммов. Из них половина смешанного, не разделённого мусора, им мы и занимаемся. Знаете, сколько в этом смешанном мусоре содержится ценных веществ в Европе? До 70%. Мы можем понизить наш бытовой мусор до 100 килограммов на человека. У нас в западной части Австрии уже 80 килограммов на человека, здесь, в Штирии – 130 килограммов, а в Вене – 350 килограммов. Это значит, что большим европейским городам надо больше заниматься рециклингом. Только в Европе 68 миллионов тонн мусора свозится на свалки, он никаким образом не переработан. Так что работы ещё очень много», - констатировал Сарк.

В проекте участвуют восемь представителей различных фирм, учёные и студенты – все они образуют консорциум. Главная цель исследования – дигитализировать весь процесс сортировки мусора. Для этого используются специальные датчики, которые определяют состав, качество отходов, а также количество содержащихся в них полезных и вредных веществ. Отсортированный мусор измельчается – на конвейере есть датчики веса, лазерная коагуляция, которая высчитывает объёмы. Далее используется инфракрасный датчик – он анализирует состав материала, содержание воды и удельную энергию. Затем исследователи берут пробу и отправляют её на дальнейшую переработку. То есть материал полностью анализируется, а затем сортируется до единой частицы.

На кафедре утилизации и управления отходами на полную ставку работают 33 человека, из них пятеро получают заработную плату от университета, остальные – из доходов от предприятий. Кроме того, на кафедре работает порядка 20 студентов, которые тоже занимаются проектами, заказанными фирмами, и получают от них зарплаты. В среднем – две тысячи евро.

При этом датчику нужно по отдельности анализировать различные части мусора, чтобы в следующий раз правильно их опознать. То есть искусственный интеллект (ИИ) работает, как органы чувств человека – полученная информация поставляется в главный процессор. ИИ обрабатывает 1200 тонн мусора в месяц, или по два грузовика в день. С двух самосвалов получается 10 терабайт данных. Цель исследователей на данном этапе – наладить коммуникацию между всеми стадиями проекта, чтобы опознать ценные вещества и отправить их на переработку.

«Сейчас, в основном, такой мусор сжигается, а мы хотим изъять пластик, бумагу – всё, что можно потом переработать. Объём искусственных материалов в Европе тогда увеличится в четыре раза. Наша лаборатория аккредитована, и мы можем осуществлять все циклы», - пояснил Сарк.

На данный момент ИИ уже может разделять отходы по цвету, электромагнитным свойствам и химическому составу. Каждая составляющая запоминается датчиками и исследуется для создания базы данных.

Для исследования используется уникальная установка, специально сделанная фирмой-партнёром вуза. При этом в её работу могут быть внесены любые коррективы – обычно производители таких установок контролируют любое перепрограммирование, но в Леобенском техническом университете изменения в программное обеспечение добавляют самостоятельно.

Установка
Фото © Форпост Северо-Запад /

«У нас также проводятся исследования со сложными материалами, которые пока никто не умеет разделять. Мы пытаемся найти методы, чтобы сделать это. Конечно, такого рода проекты возможны, только когда есть свой промышленный партнёр, а университет открыт промышленным исследованиям», - сказал Сарк.

Переработка отходов для кафедры вуза – не просто профиль и предмет исследований. Один из кабинетов учёных наполнен мебелью, полностью созданной из вторичных материалов. Пригодилось всё: алюминиевые банки из-под Coca-Cola стали красными стульями, ступеньки эскалатора – кофейным столиком, пластиковые коробки – тумбами для хранения мелких предметов, а уличные мусорные баки – подставками для стола.

Кафедра переработки
Фото © Форпост Северо-Запад /
Кафедра переработки
Фото © Форпост Северо-Запад /
Кафедра переработки
Фото © Форпост Северо-Запад /

Как и со всеми инновационными разработками, перед консорциумом встаёт вопрос о правах на результаты совместной деятельности. Здесь большую роль играет изначальная договорённость с предприятием-заказчиком – права могут быть как у университета, так и у фирмы. Однако в части переработки отходов патенты и лицензии не так важны, ведь утилизация мусора усложняется тем, что в разных странах состав отходов сильно отличается. Это стало понятно, ещё когда мусор во всём мире по привычке сжигали - так, в прошлом веке в Японии построили мусоросжигающий завод по примеру того, что находится в Вене. Тем не менее, у японцев не получилось им пользоваться, потому что у них другой состав мусора и коэффициент его горения. Другой пример – китайский мусор, в котором около 60% воды. В Австрии – всего 30% жидкости в отходах, а значит, коэффициент сгорания для альпийской страны составляет 10 Мегаджоулей (Мдж), тогда как для Китая – четыре Мдж.

Примечательно, что с помощью таких дорогих и масштабных проектов Леобенский технический университет решает целый ряд задач: студенты занимаются исследованиями, в которых заинтересованы их будущие работодатели, вуз зарабатывает деньги и повышает свой престиж за счёт разработанных в его же стенах новых технологий, которые затем используются в европейских компаниях. При получении же дипломов бакалавры, магистры и аспиранты альпийского университета не просто знают, чем могут заниматься – они уже знают, как это делается.

Напомним, в начале декабря Технический университет Леобена стал опорным вузом Центра компетенций в горнотехническом образовании под эгидой ЮНЕСКО в Австрии. Это означает объединение совместных научных усилий, перекрёстное обучение по магистерским и аспирантским программам, обмен студентами в рамках летних школ. Также альпийский вуз будет координировать работу всех высших профильных учебных заведений Австрии.

Леобен
Фото © Форпост Северо-Запад /