Das Internet der Dinge (IoT) spielt eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung von Smart-City-Anwendungen durch Echtzeit-Überwachung und -Verwaltung von Stadtprozessen. Da bis 2030 voraussichtlich fast zwei Drittel der Weltbevölkerung in städtischen Gebieten leben werden, ist eine der größten Herausforderungen für die Städte die Abfallentsorgung. Weltweit werden jährlich 2,01 Milliarden Tonnen fester Abfall produziert, wobei die von Stadtbewohnern erzeugte Müllmenge bis 2050 voraussichtlich 3,40 Milliarden Tonnen erreichen wird. Auch die Kosten für die Abfallentsorgung steigen: Die Weltbank geht davon aus, dass die weltweiten Kosten für die Müllabfuhr in den nächsten fünf Jahren 375 Milliarden Dollar übersteigen werden. Glücklicherweise treiben Smart-City-Initiativen die Innovation im Bereich der Abfallwirtschaft voran. Mit einem Wert von knapp 1,5 Milliarden Dollar im Jahr 2018 wird der Markt für intelligentes Management bis 2025 voraussichtlich auf 5 Milliarden Dollar anwachsen.
Die intelligente Abfallwirtschaft ist zu einem wesentlichen Bestandteil des Smart-City-Ökosystems geworden. IoT-fähige intelligente Abfallsensoren ermöglichen es den Städten, die Abfallsammlung zu optimieren, die Zahl der überquellenden Mülltonnen zu reduzieren und Ressourcen zu verwalten. Der Einsatz des IoT in der Abfallwirtschaft hat das Potenzial, unnötige Ausgaben zu reduzieren, die durch ineffiziente Abläufe bei der Müllabfuhr entstehen. Es wird erwartet, dass die Zahl der intelligenten Mülltonnen bis 2025 2,4 Millionen erreichen wird, und laut Berg Insight wird die rasche Einführung intelligenter Abfallsensoren bis 2025 zu einem Wachstum von 29,8 % führen.
Intelligente Abfallsammler stützen sich in erster Linie auf Mobilfunknetze, die im Jahr 2020 etwa drei Viertel der angeschlossenen Abfallsammelstellen ausmachen werden. Bestehende Geräte können zwar nachgerüstet werden, aber zunehmend werden drahtlose Sensoren bereits in die Abfallbehälter integriert. Und es sind nicht die herkömmlichen Mobilfunktechnologien - 2G/3G/4G -, die das Wachstum vorantreiben. Stattdessen sind es LPWA-Technologien (LTE-M und NB-IoT), die den Weg vorgeben. Diese Technologien bieten kosten- und energieeffiziente Optionen, die bestehende Netze nutzen und gleichzeitig eine hohe integrierte Sicherheit aufweisen, was sie ideal für Smart-City-Anwendungen macht.
Es gibt drei kritische Bereiche, in denen das IoT Abfallwirtschaftsprozesse ermöglicht.
Optimierung der Route
Traditionell haben Abfallmanagementsysteme eine vordefinierte Route auf der Grundlage historischer Muster verwendet, um die Müllabfuhr und die Leerung von Recycling-Behältern zu planen, unabhängig davon, ob sie voll waren oder nicht. IoT-Geräte stellen dieses Modell auf den Kopf, indem sie intelligente Mülleimer verwenden, um Standort, Temperatur und Füllstand in Echtzeit zu erfassen. Diese Daten werden dann zur Planung optimaler Sammelrouten verwendet, was zu einem effizienten Abholprozess führt, der sowohl Kraftstoff als auch Arbeitskräfte spart. Darüber hinaus helfendie Datenbei der langfristigen Planung, z. B. wo mehr Behälter benötigt werden oder wo die Zahl der Behälter reduziert werden kann.
Die von den intelligenten Abfallbehältern gesammelten Daten verringern auch die Zahl der überflüssigen Abholungen oder der überquellenden Mülltonnen. Wenn ein Sensor feststellt, dass eine Tonne voll ist, wird automatisch eine Warnung an die Abfallentsorger gesendet, die dann eine zusätzliche Abholung planen können.
Intelligentes Recycling
Einem Bericht der UN zufolge fallen jedes Jahr 50 Millionen Tonnen Elektroschrott an. Und da die Zahl der elektronischen Geräte, die auf Mülldeponien landen, ständig zunimmt, ist Elektroschrott zu einem wichtigen Aspekt der Abfallwirtschaft geworden. Ausrangierte elektronische Geräte enthalten oft schädliche Chemikalien, wie z. B. Lithium aus einem Smartphone-Akku, die ins Grundwasser gelangen können. Gleichzeitig bieten diese Geräte die Möglichkeit, Edel- und Basismetalle wie Gold und Kupfer auf effiziente Weise zurückzugewinnen. IoT-Managementsysteme ermöglichen die digitale Erfassung von Geräten und Batterien. Sobald die Batterie leer ist, kann der Standort von Telefonen, IoT-Sensoren und anderen elektronischen Geräten aktiviert werden, so dass Hersteller oder Abfallbewirtschafter eine Abholung planen - und sogar einen Ersatz mitbringen können, lange bevor sie auf einer Mülldeponie landen.
Die Fähigkeit, IoT-Technologien in Behälter einzubetten, ermöglicht auch den Einsatz von maschinellem Lernen, KI und Computer Vision, die die Art des Materials im Behälter verarbeiten können, was zu einer besseren Sortierung und einer Verringerung menschlicher Fehler sowie zu einer einfacheren Arbeit in den nachgeschalteten Recyclingzentren führt. Darüber hinaus können die neuen intelligenten Behälter Abfälle erkennen und in Kategorien wie Glas, Papier, Kunststoff und Metall sortieren, sie komprimieren und die Mitarbeiter der Müllabfuhr über den Füllstand der einzelnen Abfallkategorien informieren, was eine nachhaltigere Gesellschaft ermöglicht.
Analyse der Daten
Vernetzte Geräte erfassen die Geschwindigkeit, mit der sich die Behälter füllen, und überwachen gleichzeitig, wie oft sie geleert werden und was sie enthalten. IoT-Managementsysteme sind der Ort, an dem all dies zusammenkommt und glänzt. Daten eröffnen unendlich viele Möglichkeiten, wie z. B. die Planung einer besseren Verteilung von Behältern, die Beseitigung falscher Entsorgungspraktiken und sogar die Reduzierung der Abfallmenge, die auf Deponien landet. Die Datenanalyse kann helfen, Trends zu bewerten, um die Abfallbewirtschaftungsprozesse besser zu planen, was zu einer besseren Verteilung der Ressourcen und einer zufriedeneren Bevölkerung führt. Apropos zufriedenere Bevölkerung: Eine Smart-City-App kann den Bürgern die Möglichkeit geben, Informationen vor Ort einzugeben, die sowohl in Echtzeit genutzt werden können, z. B. wenn jemand einen zerbrochenen Mülleimer oder Ähnliches meldet, als auch diese Daten mit Daten aus anderen Quellen zusammenführen, wodurch Prozesse weiter optimiert werden können.
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