Применение искусственного интеллекта в цифровой экономике

многослойная нейронная сеть, в которой каждый нейрон одного слоя связан со всеми нейронами последующего, и каждой такой связи прописан соответствующий вес (вектор весов). Количество входящего и выходящего слоев обусловлено спецификой выбора объекта исследования. Основной принцип обучения заключается в сопоставлении огромного массива статистических данных в целях уменьшения и исправления возможных ошибок за счет корректировки весов (векторов) нейронов;

2)

двухслойная нейронная сеть – это комбинация входящего и выходящего слоев нейронов. Каждый нейрон связан с соседними нейронами. Вес связей соответствует входящим значениям.

В проектах «Smart-экология» современные возможности искусственного интеллекта позволяют осуществлять экологический мониторинг, формировать и хранить гигантские массивы данных, выявлять и анализировать закономерности в состоянии окружающей среды. Следует отметить, что такие массивы данных характеризуются неполными, противоречивыми и не всегда корректными исходными данными. В этой связи указанные закономерности характеризуются нелинейностью, нечеткостью и высоким уровнем неопределенности, что существенно затрудняет оценку экологической обстановки. Поэтому одним из наиболее перспективных направлений использования технологий ИИ в smart-экологии признается распознавание и прогнозирование экологической ситуации на основе алгоритмов нейронных сетей.

Особенно сложно формировать базы данных об аварийных ситуациях, связанных с опасностью выброса в атмосферу отслеживаемых вредных веществ или создание таких экологически неблагоприятных сооружений, как техногенные отвалы, характеризующиеся такими негативными проявлениями, как пылевые выбросы, просадки и оползни, ветровая и водная эрозии, риски самовозгорания.

Следует отметить, что применяемые до сих пор в России способы возведения таких отвалов, занимающих огромные территории, в частности в теплоэнергетике, необходимо срочно пересматривать, изучать и внедрять зарубежную практику переработки содержащих компонентов таких отвалов, позволяющую извлекать и использовать в дальнейшем полезные компоненты. К примеру, из 1 тонны угля, в зависимости от технологического оборудования, условий подготовки топлива и конкретных режимов сжигания образуется от 140 до 25 кг твердой золы [60]. Зольность – это минеральное сырье, богатое оксидом алюминия (15–25%), закисью железа (6–15%) и оксидом кремния (40–60%). Он также содержит в качестве микродобавок 50 элементов периодической таблицы Менделеева [15].

По сложности и многокомпонентности вещественного состава отходы теплоэлектростанций (ТЭС) соответствуют техногенным месторождениям, которые в настоящее время возможно перерабатывать известными обогатительными методами с извлечением ценных компонентов и использованием полученных продуктов для нужд национальной экономики.

Основная проблема освоения техногенных отвалов теплоэлектростанций (ТЭС) – это отсутствие в России перспективных технологий, позволяющих их перерабатывать безотходным способом, как, например, в Германии все золошлаки на 100% перерабатываются, что не требует дополнительных площадей для их хранения.

В настоящее время в России разработаны, но при этом имеют ограниченное применение такие технологии переработки золошлаков, как мокрая магнитная сепарация и флотация. Указанные технологии позволяют обеспечить эффективное извлечение оксидов алюминия, оксидов железа, а также угольного недожога. Это позволило получить эколого-экономический эффект за счет реализации дополнительной товарной продукции и снижения платы за размещение твердых отходов в размере свыше 72 млн руб. в год.

В России на текущий момент времени на угольном топливе функционирует 172 ТЭС. В их золошлаках находится порядка 1,5 млрд т золошлаковых отходов (ЗШО) [17].

По данным ЗАО «АПБЭ», площадь золоотвалов достигает 28 тыс. га. При этом утилизируется и используется не более 8% (1,5– 2,1 млн т) годового выхода ЗШО (около 30 млн т). Если данная тенденция сохранится, то к 2020 году объем накопленных ЗШО может превысить 1,8 млрд т.

По экспертным оценкам, затраты на содержание 1 т ЗШО составляет от 400 до 700 руб., или 5–7% себестоимости производства электроэнергии и тепла на угольной ТЭС. Объем инвестиций в реконструкцию одного золоотвала может достигать 1 млрд руб. Стоимость строительства 1 золоотвала – 2–4 млрд руб.

В течение 3–5 лет переполнение ЗШО приобретет массовый характер, и данный процесс уже начался.

Возникает риск ограничения мощности угольных генераций и вывода их из энергетического баланса. По данным Росстата, стоимость Экибастузского угля составляет 410 руб. без учета НДС. Его зольность составляет 40–48%, у Кузнецкого угля – 15–40%. Рефтинская ГРЭС имеет замкнутую гидравлическую систему золоудаления. Складирование золы осуществляется на золоотвале № 2, площадью 992 га в 4,5 км от ГРЭС. Годовой выход золошлаков 5 млн т. Золоотвал № 1 площадью 450 га заполнен и выведен из работы, ведутся работы по его рекультивации [11].