Trong bối cảnh đô thị hóa tăng tốc, tiêu dùng bùng nổ và chất thải sinh hoạt trở thành mối đe dọa toàn cầu, các thành phố đang tận dụng sức mạnh của trí tuệ nhân tạo để thiết lập mô hình phát triển bền vững.
Bài toán nóng của thế giới đô thị hóa
Thế giới đang đô thị hóa với tốc độ chưa từng có. Theo Liên Hợp Quốc, đến năm 2050, hơn 68% dân số toàn cầu sẽ sống ở đô thị. Cùng với đó là lượng chất thải rắn đô thị (MSW) tăng vọt - ước tính đạt 3,4 tỷ tấn mỗi năm vào năm 2050, so với 2 tỷ tấn hiện nay.
Điều đáng lo ngại là phần lớn rác thải này đến từ sinh hoạt cá nhân, tiêu dùng và thực phẩm. Việc xử lý rác không hiệu quả không chỉ dẫn đến ô nhiễm môi trường mà còn gây hao tổn tài nguyên, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và làm gia tăng phát thải khí nhà kính. Vậy nên, “zero waste” trở thành mục tiêu cụ thể mà nhiều thành phố đặt ra. Và trí tuệ nhân tạo (AI) đang trở thành công cụ chiến lược giúp hiện thực hóa tham vọng này.
Thụy Điển từ lâu đã nổi tiếng với mô hình xử lý rác hiệu quả. Gần 99% chất thải rắn sinh hoạt tại nước này được tái chế hoặc biến thành năng lượng. Riêng thủ đô Stockholm đang tiến xa hơn khi tích hợp công nghệ AI vào từng mắt xích của chuỗi quản lý rác.
Cụ thể, thành phố phân loại rác bằng thị giác máy tính. Các camera và cảm biến được trang bị AI có thể nhận diện, phân loại rác theo vật liệu (nhựa, kim loại, thủy tinh, hữu cơ…) với độ chính xác cao, giúp tăng hiệu suất tái chế.
Bên cạnh đó, Stockholm ứng dụng dữ liệu lớn (big data) để phân tích thói quen xả rác của người dân, từ đó tối ưu hóa lộ trình thu gom. Hệ thống xử lý rác đồng thời sử dụng công nghệ khí hóa (gasification), biến chất thải khó phân hủy thành năng lượng mà không phát thải CO2 như đốt rác truyền thống. AI đóng vai trò điều phối nhiệt độ, áp suất và chất xúc tác trong quá trình này nhằm tối ưu hóa hiệu quả năng lượng.
Hàn Quốc là một trong những quốc gia có tỷ lệ tái chế rác cao nhất thế giới. Seoul áp dụng mô hình xử lý rác dựa trên ba trụ cột gồm công nghệ, pháp luật và văn hóa cộng đồng, trong đó AI đóng vai trò quan trọng trong việc thay đổi hành vi người dân.
Nổi bật là hệ thống thùng rác thông minh nhận diện người dùng qua mã QR Smart Bin có thể cân chính xác lượng rác thải và tính phí dựa trên nguyên tắc “người xả nhiều trả nhiều”. AI trong hệ thống này giúp phân tích thói quen xả rác, gợi ý các cách giảm thiểu, thậm chí “chấm điểm” ý thức môi trường của từng cư dân.
Seoul cũng dùng AI để phát hiện rác thải bất hợp pháp thông qua mạng lưới camera giao thông. Khi phát hiện hành vi xả rác trên đường phố, hệ thống sẽ tự động báo cáo cho cơ quan chức năng kèm theo bằng chứng hình ảnh.
Bên cạnh đó, dữ liệu từ các thiết bị IoT đặt tại các trung tâm tái chế được phân tích bằng AI để dự đoán lượng rác từng khu vực theo mùa, từ đó điều phối nhân lực và thiết bị phù hợp, tránh lãng phí.
Tất cả các nỗ lực này đều gắn với mục tiêu lớn của thành phố là đến năm 2050, Seoul sẽ không còn phải chôn lấp bất kỳ lượng rác thải nào.
Thành phố thông minh không rác thải
Với quốc đảo Singapore, bài toán xử lý rác hiệu quả có vai trò đặc biệt quan trọng do không gian chôn lấp hạn chế trong khi mỗi ngày người dân tạo ra khoảng 8 nghìn tấn chất thải. Đó là lý do Singapore đặt mục tiêu cắt giảm 30% lượng rác thải đưa đi chôn lấp vào năm 2030.
Tận dụng AI là một phần cốt lõi trong chiến lược. Singapore đã xây dựng các “trạm phân loại thông minh” ở khu dân cư, nơi robot gắn AI có thể phân biệt loại rác bằng hình ảnh và mùi hương. Người dân được khuyến khích dùng ứng dụng “SustainableSG” để theo dõi lượng rác thải hàng ngày, nhận phản hồi và gợi ý cải thiện.
Công ty sản xuất nhiên liệu sinh học Alpha Biofuels tại Singapore ứng dụng AI để phân tích lượng dầu ăn thải từ nhà hàng và hộ gia đình, lên kế hoạch thu gom hiệu quả rồi tái chế thành nhiên liệu sinh học. Trong khi đó, nhà máy rác Tuas Nexus đã tích hợp AI để xử lý đồng thời nước thải và chất thải rắn, tối đa hóa hiệu suất năng lượng.
Hệ thống giám sát rác thải tại các chung cư công cộng cũng là một đổi mới đáng chú ý. AI giúp theo dõi lượng rác từ từng tầng, từng hộ dân và gửi cảnh báo khi có hành vi xả rác sai quy định, từ đó tạo môi trường “không rác thải” đúng nghĩa.
Các thành phố như Stockholm, Singapore hay Seoul đang chứng minh rằng mục tiêu “không rác thải” hoàn toàn khả thi nếu được hỗ trợ bởi công nghệ và một tầm nhìn chính sách bền vững. Tuy nhiên, AI không phải là giải pháp duy nhất. Thành công chỉ đến khi công nghệ được kết hợp với thay đổi hành vi xã hội, sự tham gia của người dân và cam kết chính trị mạnh mẽ.
* Tính đến năm 2019, khoảng 70% năng lượng tiêu thụ của Stockholm đến từ nguồn tái tạo, chủ yếu là năng lượng gió và Mặt trời. Đến năm 2021, hơn 99% chất thải tại thành phố được tái chế hoặc dùng để sản xuất năng lượng. Stockholm đặt mục tiêu đến năm 2040 sẽ hoàn toàn không còn sử dụng nhiên liệu hóa thạch và không thải rác.
* Năm 1996, tỷ lệ tái chế rác thải thực phẩm tại Seoul chỉ đạt 2,6%. Tuy nhiên, đến năm 2022, thành phố đã tái chế được gần như toàn bộ lượng rác thải thực phẩm hàng năm - một bước tiến vượt bậc trong quản lý rác hữu cơ.
* Trong vòng một thập kỷ, lượng rác sinh hoạt bình quân đầu người ở Singapore giảm từ 1,08 kg/ngày (năm 2013) xuống còn 0,88 kg (năm 2023). Rác thải phi sinh hoạt hàng ngày cũng giảm mạnh, từ 40 tấn còn 26 tấn mỗi ngày. Đến năm 2023, tỷ lệ tái chế chung toàn quốc đạt 52%.
