중국, AI로 쓰레기 더미 해결

중국 저장성의 플라스틱 쓰레기 사진 출처: Shutterstock

알리바바 클라우드는 AI를 활용해 중국에서 폐기물 소각의 에너지 효율성을 높이고 있다.  

AI를 통한 자동화는 중국 30개 도시의 100개 이상의 폐기물 소각시설에 사용되며 중국 전역을 휩쓸고 있다.  

기존의 쓰레기 소각은 사람이 직접 용광로의 배출량, 온도, 공기 압력 등을 지속적으로 조정해야 하는 높은 노동 강도의 작업이었다.  

젱 젠유(Zeng Zhenyu) 알리바바 클라우드 부회장은 알리질라와의 인터뷰에서 “자동화를 통해 우리는 쓰레기 처리장 운영 방식을 변화시켰다.”며 “이를 통해 운영 인력의 업무 부담을 줄이고 환경오염을 줄였으며 장비의 유지관리 비용을 절감했다.”고 밝혔다.  

2020년 중국 전역의 고형 폐기물 생산량은 약 2억 3,510만톤이며 2030년까지 3억 2600만톤이 생산될 것으로 전망된다. 

폐기물 소각은 유해물질 배출과 높은 노동강도라는 문제점에도 쓰레기 더미가 늘어나고 매립지는 점점 줄어드는 상황에 어쩔 수 없는 선택지가 되고 있다.  

쓰레기 증가

지난 몇 년 동안 증가한 중국 지방 도시의 고형 폐기물 생산량은 2030년까지 4억 2,6000만톤에 도달할 것으로 예상된다.  

출처: 중국 국가통계국

AI는 용광로 내 카메라로 촬영한 불꽃 사진을 바탕으로 이미지 인식 기술을 활용해 연소 수준을 측정한다. 

AI 알고리즘은 불꽃의 형태를 분석해 불완전 연소를 감지할 수 있으며 온도, 산소 수준, 증기 수준 등 여러 매개변수를 자동으로 조정하여 유해물질 배출을 줄이고 에너지 생산을 극대화하는 등 소각로의 효율을 최적으로 유지한다.  

도움의 손길

알리바바 클라우드는 AI를 활용해 폐기물 소각시설의 소각 모니터링을 자동화했으며 안정적인 연소 온도와 효율성을 제공해 용광로 재가동의 필요성을 줄였다.  

중국 남부 장시성(江西)의 소각장 책임자 왕 종린 (Wang Zonglin)은 “AI는 노동자의 과중한 업무량을 덜어주고 생산 안정화에 도움을 주는 훌륭한 조력자다”라고 전했다.  

또한 이전에는 소각장 운영 인력이 소각로를 24시간 연중무휴로 모니터링하며 매 10초마다 클릭하곤 했다고 설명했다. 매개변수를 제 때 조정하지 못하면 연소가 30%까지 변동해 불완전한 반응으로 인한 유해물질 배출을 유발할 수 있다. 

왕 종린은 “모두가 작업에 능숙하지는 않으므로 교대 근무 사이에도 공기 흐름과 용광로로 유입되는 폐기물 비율과 같은 소각 조건이 변할 수 있다.”고 말했다.  

폐기물 관리장 작업자와 알리바바 클라우드 엔지니어. 사진 제공: 알리바바 그룹

중국의 노동력 부족은 이러한 문제를 가중시키고 있다. 중국의 젊은이들이 육체 노동을 기피함에 따라 숙련된 작업자에 대한 수요가 높아졌다. 장시성의 소각장은 프로그램만으로 소각로 가동시간의 95% 를 운영해 인력 개입을 최소로 한다.  

그럼에도 개선의 여지는 존재한다. 비정부 환경 기구 우후생태원(Wuhu Ecology Center)의 프로젝트 매니저인 장 징닝 (Zhang Jingning)은 일부 소각로에서 플라스틱, 고무, 직물과 같은 재활용 가능한 재료의 소각이 이루어진다고 밝혔다. 

이러한 재료는 발열량이 높지만 자원으로 재활용된다면 탄소발자국을 더욱 줄일 수 있을 것이다. 

장 징닝은 “더 많은 폐기물 관리장이 소각 안정성뿐만 아니라 쓰레기 분류에도 투자해 쓰레기 관리에 보다 다양한 접근 방식을 갖기를 희망한다.”고 말했다.  

AI를 활용한 중국의 폐기물 관리장 전경. 사진 출처: 알리바바 그룹

전력 소모

그럼에도 중국은 친환경 공정을 향해 나아가고 있다. 자동 튜닝은 소각장이 동일한 양의 폐기물에서 더 많은 에너지를 추출할 수 있다는 것을 의미한다.  

중국의 고형 쓰레기는 불완전한 분류로 인해 주방쓰레기가 많아 다른 선진국에 비해 수분 함유량이 높다. 과일껍질과 야채 등 젖은 음식물 쓰레기는 다른 쓰레기에 비해 발열량이 낮아 소각로 연료로써 효율이 좋지 않다.  

알리바바 클라우드의 AI 플랫폼은 장시성 소각장의 온도를 일정하게 유지함으로써 1인당 발전효율을 3%정도 높일 수 있었다. 이는 매일 16,200kWh의 전력 증가를 의미한다.  

플랫폼 측의 설명에 따르면 국가적 차원에서 AI 플랫폼의 설치로 인해 연간 3억 6000만kWh의 추가 전력이 생산되고 있다. 이는 미국의 3만 3600개 가정을 부양하기에 충분한 양이다. 

2022년말까지 중국 내 300개 이상의 소각시설에서 알리바바 클라우드의 AI 기술이 폐기물 처리에 활용할 예정이다.  

저장대학교의 에너지 공학 대학 교수인 황 쿤싱 (Huang Qunxing)은 “AI는 기술로 폐기물 처리 산업의 디지털 전환을 촉진한다는 더 큰 목표의 일부”라고 말했다.  

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