SmartGround projekt adatintegrációs platform a másodnyersanyagok hasznosításáért Chrabák Péter 1 Garamvölgyi Ernő 2 Bodnárné Sándor Renáta 3 1, 2, 3 tudományos munkatárs, Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közhasznú Nonprofit Kft., 1 peter.chrabak@bayzoltan.hu; 2 erno.garamvolgyi@bayzoltan.hu; 3 renata.sandor@bayzoltan.hu Abstract: Raw Materials are becoming more and more important for the EU economy but their accessibility is getting crucial, especially the Critical Raw Materials. In Europe there are between 150k to 500k highly variable landfills, thus the EU Secondary Raw Materials (SRM) potential is significant. Existing knowledge, reporting standards and inventory actually used seem to be inefficient. Rational waste management practices could lead to a more efficient exploitation of raw materials and to waste reduction. In this context, the improvement of the availability and accessibility of data and information on SRM together with the creation of European networks will improve the SRM economic and employment potential in EU. Horizon 2020 project, called SmartGround (SMART data collection and integration platform to enhance availability and accessibility of data and information in the EU territory on SecoNDary Raw Materials) supports these activities with international data on landfills, common geoinformation system for information management, data fusion and analysis and prediction tools. Háttér A nyersanyagok egyre fontosabbak az EU gazdasága számára, de azok elérhetősége egyre fogytán van. Európában 150 ezer és 500 ezerre tehető a hulladéklerakók száma, így az EU-n belül jelentős lehet a másodlagos nyersanyagok (SRM) potenciálja. Míg a meglévő tudás, szabványok és leltár jelenleg elégtelennek tűnnek, egy racionálisabb hulladékgazdálkodási gyakorlat a nyersanyagok hatékonyabb felhasználásához és hulladékcsökkentéshez vezethet. Ebben az összefüggésben az SRM adatok és információk hozzáférhetőségének és rendelkezésre állásának fejlesztése Európai hálózat kialakításával javíthatja a másodlagos nyersanyagokal kapcsolatos gazdasági és foglalkoztatási potenciált az EU-ban. E problémakör vizsgálatára indult 2015 októberében a nemzetközi SmartGround (SMART data collection and integration platform to enhance availability and accessibility of data and information in the EU territory on SecoNDary Raw Materials) projekt angol, olasz, spanyol, finn és magyar partnerek bevonásával, melyek a témakör három fő szereplőjét képviselik: hulladékgazdálkodási cégeket, mint végfelhasználókat; K+F és technológiai transzfer szervezeteket (kutatóközpontok, egyetemek); továbbá hatóságokat. A projekt fő célja a kommunális, ipari és bányászati hulladéklerakók másodlagos nyersanyag tartalmára vonatkozó információk elérhetővé és hozzáférhetővé tétele, a tevékenységek közös összeurópai információs rendszerbe integrálásával. A SmartGround rendszer az adatok jellege szerint több részre osztható: 1
Az azonosított nyersanyagokkal kapcsolatos információk nyíltan elérhetőek lesznek. A korlátozottan hozzáférhető rész a hulladékgazdálkodási cégek számára teszi lehetővé, hogy hasznosítható hulladékmennyiségekre vonatkozó adatokat (minőség, geoadat, stb.) rögzítsenek. Ez összhangban van azzal az elképzeléssel, amely a lerakott hulladékot most, vagy akár a jövőben felhasználható, stratégiai tartaléknak tekinti. E másodlagos nyersanyag (SRM Secondary Raw Material) potenciál elképzelés alapja a megfelelő szeparálási technikák elérhetősége. Az anyag hasznosítása akkor válik reálissá, mikor annak feldolgozása előnyösebb és gazdaságosabb lesz, mint a primér nyersanyagoké. Ezzel a koncepcióval az eddigi 4R hulladékhiearchia bővül egy ötödik R-el: Reserve tartalék - résszel. (1. ábra) 1. ábra Végső cél a rendelkezésre álló nyersaynagokkal kapcsolatos ismeretek növelése. A 4R hulladékhiearchia (EK/2008/98), 5R hulladékhiearchiára változik, a végső szakasz az ártalmatlanítás tartalékra történő cseréjével. További konkrét célkitűzések: Mennyiségi és strukturális információk gyűjtése a meglévő másodnyersanyag forrásokról, kritikus pontok/szűk keresztmetszet azonosítása, nyersanyagokra és hulladékokra vonatkozó szabványok számbavétele, SRM-re vonatkozó legjobb gyakorlatok kifejlesztése, valamint annak érvényesítése egy pilot helyszínen, az SRM legígéretesebb piacának azonosítása, a különböző folyamatok által kiváltott hatások értékelése és elemzése.
A SmartGround projekt felépítése 2. ábra A SmartGround projekt munkapontjai A Projekt fő feladatainak megfelelően bontható munkapontokra (2 ábra). Az első munkapont célja mennyiségi és strukturális adatok gyűjtése, az Európában legszükségesebb nyersanyagok meglévő és még nem ismert SRM erőforrásaiból és/vagy nyersanyagként és/vagy energiaként nyereségesen hasznosítható SRM-ből. Ebben a munkapontban a partnerek kijelölik azon kisérleti hulladéklerakókat, ahonnan a specifikus adatok gyűjtése és az SRM meghatározása történne, a külöböző minőségi és mennyiségi információk integrálásával. Ez a SmartGround Adatbank alapja, amely lehetővé teszi a hulladéklerakó bányászat nyereségességének vizsgálatát, az SRM források és szükséges módszerek értékének és megvalósíthatóságának meghatározásához, figyelembe véve az azonosítási, szeparálási és dúsítási lehetőségeket. Ezt a hulladékáramok és SRM fenntarthatósági kéréseinek meghatározása követi. Társadalmi-gazdasági elemzés készül (piaci, LCA, költség/haszon elemzés az irányítási és üzleti modellekre), a lerakott nyersanyag mennyiség hasznosításának potenciális lehetetőségeinek értékelésére és a legígéretesebb piacok megtalálására. E feladat azonosítja a másodlagos nyersanyagok hasznosíthatóságának korlátait, a jövőbeli forgatókönyveket, anyagáramlási térképeket készít a vizsgált nyersanyagokból, 3
meghatározza Európa országai közötti lehetséges szinergiákat (források, igények, együttműködések), vizsgálja a koncepció anyagi hasznát, elősegítia legjobb stratégiák kidolgozását. Ezek az eredmények javítani fogják az esélyeket az Európa gazdaság piaci penetráció versenyképességének növelése érdekében. SmartGround Platform és adatbank A cél adatmodell és kezelőrendszer kidolgozása a heterogén adatrendszerek integrált tárolására, kezelésére és vizsgálatára. A rendszer a olyan alappillérekre épül, mint a nemzetközi szabványügyi szervezetek (ISO, OGC, OASIS, The Open Group, stb.) által kiadott referencia- és információs modellek; továbbá a hulladék- és nyersanyagbányászattal kapcsoaltos projektekben kidolgozott adatmodellek (ProSUM, MINERALS4EU 1 ). A modell két alapegységre bontható: SMART GROUND Core Model: MINERALS4EU/ProSUM projektekben kifejlesztett rendszerekkel kompatibilis alrendszer SMART GROUND Extended Model: Projektspecifikus adatok és információk kezelésére szolgáló alrendszer. Az elérhető szolgáltatások biztosítják a feltöltés, keresés, adatlekérés és vizualizáció lehetőségét. Az adatok statisztikai és feldolgozási szolgáltatásokhoz kapcsolhatók (3. ábra). 3. ábra Tervezett Smart Ground adat- és szolgáltatás platform (ESBRÍ 2016) 1 http://www.weee-forum.org/prosum-0, http://www.minerals4eu.eu/
A rendszer adatbázisa a heterogén adatforrások és formátumok kezelése érdekében különböző tárolási megközelítéseket támogat, természetesen az elvárt adatbiztonsági elveknek megfelelően. Megvalósításra kerül a tervek szerint fájlszintű tárolás (például műholdképek, Excel fájlok, stb); relációs adatbázis (4) nem relációs elvű, közepesen struktúrált, NoSQL tárolás (pl. CassandraDB, MongoDB, stb. struktúrák valósidejű szenzorinformációkhoz, hulladékos cégek adatainak tárolásához, stb.) 4. ábra Tervezett Smart Ground hulladéklerakó adatmodell (részlet), [version 24/02/2016] (SMART GROUND RELATIONAL DATA MODEL 160224) A rendszer alaphasználatához felhasználói forgatókönyvek készülnek. E tervezett forgatókönyvek lehetőséget adnak olyan feldolgozási és adatfúziós funkciók ellátására is, mint hulladéklerakók rendszerbe történő regisztrációjára, adatfeltöltésre; hulladéklerakók anyagtartalmának becslésére; a kitermelés és hasznosítás költségeinek és környezeti hatásainak értékelésére; 5
beruházási döntések előkészítésére az előzőekben említett szolgáltatások alapján. A SmartGround projekt hatásai Az intelligens ( Smart ) megközelítés egyik fő alappillére az erőforrások hatékony felhasználása. Ennek egyik legfontosabb pontja a hulladékok termelésbe történő visszavezetése, amely megköveteli a hulladékok erőforrásként történő megközelítését. Ez a jövő összeurópai hulladékgazdálkodásának kiindulópontja. A projekt eredményeképpen létrejövő tudás és az azt menedzselő platform támogatja az EU szintű és nemzeti döntési folyamatokat, átláthatóbbá teheti a nyersanyag-források helyzetét és felgyorsíthatja a szektort a kereslet és kínálat összehangolásával. Jelentősen hozzájárul a fenntartható erőforrásgazdálkodás megvalósításához intelligens megközelítések használatával. Felhasznált irodalom SMART DATA COLLECTION AND INTEGRATION PLATFORM TO ENHANCE AVAILABILITY AND ACCESSIBILITY OF DATA AND INFORMATION IN THE EU TERRITORY ON SECONDARY RAW MATERIALS SMART GROUND TECHNICAL ANNEX, ESBRÍ, M. A. (2016): SMART GROUND PLATFORM, SMART GROUND Project Meeting, Cranfield, 13-14th January 2016 ESBRÍ,M.A., LÓPEZ,J., VALJUS,T., SAPINO, M.L., LAMPI,M., GARCÍA, E.M (2016): D3.1 SMART GROUND Databank and Service Platform Specification, Report SMART GROUND RELATIONAL DATA MODEL 160224, INTERNAL DOCUMENT