Как цифровизация повышает эффективность экологических проектов

Спрос на IT-решения постепенно растет и в области природоохранной деятельности. Компании переходят на электронный документооборот, создают и внедряют системы мониторинга окружающей среды. Темой интересуются и образовательные учреждения: они не только занимаются разработкой цифровых систем для экопроектов предприятий, но и используют IT-технологии при подготовке специалистов-экологов.

Цифра растет поступательно

В течение последних пяти лет растет спрос на цифровые технологии, используемые предприятиями для улучшения их экологической и ресурсной эффективности, говорится в исследовании НИУ ВШЭ. В нем уточняется, что использование IT-инструментов для экологизации промышленности пока развивается «в рамках скромных, но поступательных тенденций предшествующих лет».

«Это не просто тренд, а необходимость в условиях растущих экологических угроз»,— считает эксперт по IT-цифровизации производства и ИИ Алексей Оносов. С ним согласен директор Уральского института управления — филиала РАНХиГС Олег Гущин, по словам которого IT-технологии, как и в любых других сферах, позволяют автоматизировать управление природоохранными проектами и обеспечить непрерывный объективный контроль за их реальной экологической эффективностью, минимизируя при этом трудовые и материальные затраты.

«Цифровые решения дают экологическим проектам необходимую скорость и гибкость. Те проблемы, которые раньше “заливались” деньгами, например дорогостоящим оборудованием, теперь решаются за счет оптимизации, сокращения цепочек принятия решения, умного мониторинга или эффективной маршрутизации,— пояснил основатель и генеральный директор сервиса “Сохрани лес” Андрей Хорошилов.— Подобный подход способен выиграть конкуренцию у “лобовой” закупки импортного оборудования, но IT-технологии должны идти вместе с инструментальной модернизацией, обеспечивая максимальную эффективность экологического трека».

Экологии добавили ума

Чаще всего бизнес использует цифровые технологии в области утилизации отходов. По данным исследования НИУ ВШЭ, доля предприятий, внедряющих их в 2023 году, увеличилась более чем в два раза относительно 2019 года (с 12% до 27%). В 1,5 раза (с 17% до 24%) выросло количество производств, на которых внедряются технологии для улучшения энергоэффективности. Третьими в рейтинге по распространению стали IT-решения для повышения эффективности водоиспользования и сырья — за пять лет их доля увеличилась с 13% до 18%.

«Автоматизацию процессов, внедрение цифровых технологий при сборе, анализе и управлении данными можно наблюдать при проведении экологического мониторинга и прогнозировании природных процессов. Также внедрение IT-систем и технологий Big Data в сфере управления водо-, тепло- и энергоснабжением позволяет оптимизировать процессы, снизить потребление ресурсов, как следствие и нагрузку на окружающую среду»,— пояснила ведущий аналитик группы рейтингов устойчивого развития агентства «Эксперт РА» Анна Ларина.

По мнению эксперта в области цифровизации производств и ИИ Алексея Оносова, IT-технологии играют ключевую роль в оптимизации использования ресурсов. «“Умные” системы управления энергопотреблением в зданиях позволяют сократить расход электричества. В промышленности технологии интернета вещей (IoT) и индустриального интернета вещей (IIoT) способствуют более эффективному использованию сырья и энергии и минимизируют отходы производства. Например, датчики IoT могут отслеживать состояние оборудования и предсказывать необходимость технического обслуживания, что позволяет избежать аварий и связанных с ними экологических рисков»,— рассказал эксперт.

Многие уральские предприятия цифровизируют свою природоохранную деятельность. Одним из наиболее распространенных способов является внедрение систем электронного документооборота (СЭД), переход на который сокращает потребление бумаги и расходных материалов (картриджей и тонеров), снижая объем отходов, а также потребление энергии, необходимой для печати и копирования.

В крупных городах и промышленных зонах, где экологическая ситуация требует постоянного контроля, применение IT позволяет оперативно и в режиме реального времени собирать, обрабатывать и анализировать различные параметры окружающей среды.

Так, в 13 городах Свердловской области действуют автоматические станции контроля за загрязнением атмосферы. «Каждые 20 минут они передают в минприроды региона информацию о содержании в воздухе загрязняющих веществ. Это позволяет в автоматическом режиме фиксировать превышение предельных допустимых концентраций и оперативно сигнализировать о ситуации в компетентные органы»,— рассказали в областном департаменте информполитики. В систему также могут передавать сведения промпредприятия, частные организации и уральское подразделение Росгидромета.

Первоуральский новотрубный завод (ПНТЗ, входит в ТМК) одним из первых в российской металлургической отрасли внедрил систему автоматизированного контроля выбросов, в которой применены инновационные методы исследования, позволяющие исключить ручные замеры и получать 100% данных в автоматическом режиме. Заборы проб проводятся в круглосуточном режиме при помощи стационарного поста мониторинга, установленного на границе жилой застройки с учетом розы ветров и близости производственных площадок.

Помимо этого, предприятие установило систему автоматизированного контроля выбросов на дымовой трубе электросталеплавильного цеха «Железный Озон 32». Она позволяет своевременно корректировать и совершенствовать технологические процессы, обеспечивая полную экологическую безопасность производства. «Сейчас мы работаем над созданием программного продукта “Рабочее место эколога”. Это будет единая автоматизированная система управления экологией промышленных предприятий ТМК, которая обеспечивает более эффективное функционирование производственных процессов экологического мониторинга окружающей среды»,— добавили в пресс-службе компании.

«Русал» в 2023 году создал и запустил систему сбора и расчета данных, необходимых для формирования отчетности об устойчивом развитии. В прошлом же году компания завершила масштабный пятилетний проект по цифровизации системы управления и созданию информационной системы «Безопасность производственной деятельности Русала». Это позволило компании полностью автоматизировать документооборот и создать единое информационное пространство в области охраны труда, промышленной и пожарной безопасности, а также оперативно принимать решения, осуществлять эффективный контроль и избегать ошибок, связанных с человеческим фактором. В 2025 году «Русал» планирует создать единый цифровой контур ESG-данных компании с последующей интеграцией ESG-показателей в единую информационную платформу, обеспечивающую принятие решений в сфере устойчивого развития на основании больших данных (data driven).

Своими силами

Над разработкой цифровых решений для экологии также трудятся образовательные организации, в частности Уральский государственный горный университет (УГГУ).

Среди разработок вуза — автоматизированная комбо-система дистанционного экологического мониторинга атмосферы. Она проводит анализ воздуха непосредственно у источника выбросов, причем динамическая часть устройства доставляется к месту работы с помощью БПЛА. «На большинстве предприятий сбором данных по-прежнему занимаются вручную, но наша система не требует участия человека. Кроме того, стационарные системы мониторинга в основном ориентированы на анализ воздуха рабочей зоны, наша технология более мобильна: ее можно использовать на любом участке производства и проанализировать распределение парниковых газов по высоте послойно. Скорость отбора пробы может проходить с разной частотой — от одного раза в 10 секунд»,— рассказал начальник отдела по валидации и верификации парниковых газов научно-исследовательского лабораторного центра УГГУ Сергей Завьялов.

Ученые уже собрали восемь устройств, которые проходят испытания в разных частях Екатеринбурга и на учебных полигонах университета. «В связи с ужесточением правил производственного экологического контроля за предприятиями мы прогнозируем увеличение спроса на системы мониторинга атмосферы»,— добавил господин Завьялов. Вуз также работает над расширением функционала системы, чтобы она вела мониторинг сразу трех сред — атмосферы, гидросферы и педосферы. Среди потенциальных заказчиков технологии: АЛРОСА, корпорация «ВСМПО-Ависма», группа «Синара» и НТМК.

«Эффективное использование IT в экологии требует комплексного подхода, включающего не только разработку и внедрение технических решений, но и изменение бизнес-процессов, обучение персонала, а также формирование соответствующей корпоративной культуры»,— подчеркнул Алексей Оносов.

УГГУ использует цифровые решения и для подготовки специалистов-экологов. Студентов и магистрантов экологических специальностей обучают проводить расчеты рассеивания загрязняющих веществ в воздухе с использованием программы «Эколог» фирмы «Интеграл», готовить и сдавать экологическую отчетность с использованием цифровой платформы «Онлайн Экология», а также прогнозировать движение загрязняющих веществ в подземных водах с использованием свободной геоинформационной системы с открытым кодом QGIS. На цифровой кафедре УГГУ даже есть специальный курс «Цифровые технологии защиты окружающей среды»

«В будущем возможности применения цифровых технологий в экологии расширятся. Но сами по себе технологии не решат проблем. Они лишь инструмент, эффективность которого зависит от того, как мы его используем. Нужно комплексное взаимодействие между технологическими компаниями, экологическими организациями, государственными структурами и обществом для достижения реальных результатов в области устойчивого развития и защиты окружающей среды»,— заключил Алексей Оносов.

Анастасия Реутова