BR21882258 «Разработка комплекса интеллектуальных информационно-коммуникационных систем для экологического мониторинга эмиссий в окружающую среду для принятия управленческих решении в концепте углеродной нейтральности»

Руководитель: Белощицкий А.А.​

Источник финансирования: ПЦФ КН МНВО РК ​

Годы реализации: 2023 – 2025 гг.

Объем финансирования:  576 412 171,88  тенге​

Разработка комплекса интеллектуальных информационно-коммуникационных систем для мониторинга эмиссий в окружающую среду, который позволит исключить бесконтрольные выбросы в атмосферу и «выпуски на рельеф» за счёт повышения эффективности систем измерений на источниках эмиссий в концепте углеродной нейтральности, что позволит достичь почти нулевых выбросов парниковых газов к 2060 году.

Ограничение глобального потепления требует беспрецедентных действий со стороны всех стран и всех секторов промышленности. Чтобы достичь чистого нулевого уровня выбросов к 2050 году, мы должны сократить выбросы парниковых газов быстрым, глубоким и устойчивым образом, одновременно повышая способность планеты поглощать углерод с помощью природоохранных решений и технологий удаления углерода. Выводы Межправительственной группы экспертов по изменению климата ООН определяют регламенты необходимые для выхода на климатическую нейтральность к 2050 году.

Основная идея научного проекта заключается в применении научного подхода для решения актуальной задачи по мониторингу за выбросами в окружающую среду и достижения углеродной нейтральности.

1. Анализ существующих методов и моделей мониторинга эмиссии в окружающую среду, а также лучшего мирового опыта реализации систем экологического мониторинга.
2. Анализ существующих методик (методов) измерения показателей эмиссий (выбросов) загрязняющих веществ: определения скорости и расхода газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения; определения давления и температуры газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения; определения влажности газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения.
3. Разработка методов определения эмиссий, подлежащих для передачи от основных стационарных источников загрязнений с оптимальными характеристикам по временному параметру и единицам измерений.
4. Разработка моделей прогнозирования загрязняющих веществ в окружающую среду от основных стационарных источников эмиссий для разных групп предприятий
5. Создание методов расчета прогнозирования выбросам, подлежащих к непрерывному мониторингу
6. Создание методов расчета прогнозируемых выпусков сточных вод, отводимых в водный объект или на рельеф местности, которые подлежат оснащению автоматизированной системы мониторинга
7. Создание базы данных основных стационарных источников загрязняющих веществ с регламентированием квот по эмиссии.
8. Создание моделей облачной архитектуры программного комплекса, реализованного с использованием технологии микросервисов, которая обеспечит: мониторинг эмиссий в окружающую среду за количеством, за качеством эмиссий и их изменением; контроль за соблюдением нормативов допустимых выбросов, сбросов загрязняющих веществ и массовой концентрации загрязняющих веществ; оценку эффективности мероприятий по снижению вредного воздействия загрязняющих веществ на состояние окружающей среды; учет выбросов, сбросов загрязняющих веществ по результатам непрерывных измерений, подготовки отчетности производственного экологического контроля; автоматизированный сбор данных с источников эмиссии.
9. Разработка методов передачи данных с первичных измерителей на основных стационарных источниках эмиссий ответственным в области охраны окружающей среды с использованием облачных технологий или промышленного интернета вещей
10. Разработка интеллектуальной информационной системы: сбора и обработки неструктурированных данных из различных источников, сервисы визуализации и уровня доступа к данным, интерфейсы (API) для взаимодействия с внешними информационными системами.
11. Апробирование разработанного экспериментального программного комплекса.

1. Анализ существующих методов и моделей мониторинга эмиссии в окружающую среду, что позволит оценить мировой опыт реализации систем экологического мониторинга, а также определить существующие методики измерения показателей выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.
2. Разработка метода определения эмиссий и прогнозирования загрязняющих веществ в окружающую среду в разрезе различных групп предприятий, что позволит произвести расчет прогнозирования по выбросам и выпусков сточных вод, подлежащих к непрерывному мониторингу.
3. Создание базы данных стационарных источников загрязняющих веществ и разработка модели облачной архитектуры разрабатываемого программного комплекса, реализованного с использованием блокчейн технологий, микросервисов, Big Data и веб-решений, которые безусловно обеспечат: мониторинг эмиссий в окружающую среду за количеством, за качеством эмиссий и их изменением, а также верификация и автоматизированный сбор данных с источников эмиссии.

• Разработан метод определения эмиссий, подлежащих для передачи от основных стационарных источников загрязнений с оптимальными характеристикам по временному параметру и единицам измерений;​
• Разработаны модели прогнозирования выбросов CO₂ на основе группового метода обработки данных (GMDH) и многослойного перцептрона (MLP ANN) для различных источников энергии: угля, природного газа, гидроэнергии, биотоплива и отходов, возобновляемых источников энергии (ветер, солнце и др.) и нефти;​
• Разработан метод прогнозирования выбросов загрязняющих веществ, подлежащих непрерывному мониторингу, основанный на комплексной модели прогнозирования временных рядов, которая учитывает статистический фрактальный анализ; ​
• Разработан метод расчета прогнозируемых выпусков сточных вод, отводимых в водный объект или на рельеф местности, которые подлежат оснащению автоматизированной системы мониторинга, который основан на результатах применения фрактального анализа временных рядов показателей выпусков; ​
• Создана база данных основных стационарных источников загрязняющих веществ с регламентированием квот по эмиссии.