Ефективність маловідходних технологній.

Поки природа не була зовнішнім обмеженням для господарського розвитку людства, і існував великий запас ресурсів, в тому числі простору, екологію і економіку можна було протиставляти як антипод. Зараз же зусилля з відновлення природно-ресурсного потенціалу можна порівнювати з економічними результатами експлуатації природи. Там, де це не так, природно-ресурсний потенціал досить швидко вичерпується, а результативність господарства знижується.

Саме тому все більше уваги приділяється ефективному впровадженню

досягнень науково-технічного прогресу в суспільне виробництво за рахунок застосовування науково обґрунтованих технологічних та технолого - екологічних заходів, зокрема:

• розробка і впровадження принципово нових технологічних процесів, реконструкція заводів, застосування наукомістких, малоенергомістких процесів;

• суворе виконання вимог стандартів на викиди в навколишнє середовище;

• мінімізація використання енергії і матеріальних ресурсів у

виробничих процесах та розширення використання відновлюваних джерел енергії;

• робота у маловідходному режимі, створення замкнутих технологічних схем з багатократним використанням води і технологічних газів. Використання вторинних ресурсів, відходів виробництва і споживання, що дозволяє зекономити природні ресурси, а отже зменшує забрудненість навколишнього середовища;

• визначення місць побудови та вибір проектів реконструкції і розширення. підприємств, споруд, інших об'єктів з врахуванням стану регіонів; .

• вивезення відходів підприємств на спеціалізовані звалища та полігони;

• перепрофілювання діяльності підприємств при відсутності можливості знизити рівень їх забруднюючих викидів та скидів до встановлених нормативів.

Вирішення екологічних проблем, які виникають в суспільному виробництві (екологізація) відбувається за кількома напрямками.

Перший з них, — переміщення шкідливих речовин в просторі. Прикладами переміщення "можуть служити очистка викидів і скидів, їх складування. В любому господарському циклі відходи ще утворюють і побічні ефекти, які виникають внаслідок виробничої діяльності і накопичені відходи не можуть бути нейтралізовані. Відходи можуть бути лише переведені з однієї фізико-хімічної форми в іншу шляхом очистки або вони можуть складуватись в спеціально обладнаних

сховищах, а в гіршому випадку будь-де. При цьому сумарна кількість відходів у вигляді речовини, енергії і побічних ефектів (зміна динамічних якостей природних систем — їх стійкості, надійності і т. п.) залишається фактично постійною.

До недозволених методів переміщення і складування шкідливих речовин відноситься дампінг («утоплення» в морях) твердих шкідливих хімічних і радіоактивних відходів в спеціальних ємностях чи навалом. Напівлегальним є також «експорт» небезпечних речовин в слаборозвинуті регіони світу, при чому не лише у вигляді будівництва там високовідходних підприємств, але і в натурному вигляді.

Другий напрямок екологізації суспільного виробництва пов’язаний з зростанням кількості робочих місць в сфері екологічного бізнесу. В США, наприклад, організовано сотні тисяч таких робочих місць.

Третій шлях екологізації — впровадження маловідходних (безвідходних) технологій. Терміни маловідходна і безвідходна технологія вживатимуться далі в тексті як синоніми, оскільки як витікає з наслідків до II Закону термодинаміки відходи утворюються завжди, якими б термінами технологію не називали. Розвиток суспільного виробництва в бік створення маловідходних технологій зумовлений тим, що в останній час в високорозвинених країнах соціальні завдання охорони природи поступово набувають пріоритетного значення відносно одержання прибутків. На забруднювачів довкілля здійснюється тиск - з боку громадськості і держави. В зв’язку з цим вони змушені шукати високоефективні і економічно вигідні засоби розв'язання проблеми захисту довкілля, розробляти нові технології, створювати виробництва, які дають порівняно менше шкідливих викидів, скидів, розглядати відходи не як забруднювачі, а як корисні матеріали, вторинну сировину для промисловості.

Крім вищезазначеного, до третього підходу можна відвести переробку сміття в компост, одержання біогазу, спалювання органічних відходів різноманітного походження з одержанням корисної енергії, весь цикл повторного використання вторинних ресурсів.

Що ж-таке вторинна сировина? Відходи, які після відповідної обробки можуть бути знову використані у виробництві, називаються вторинними ресурсами (на відміну від відходів, які за сучасних умов розвитку техніки і технології використовуватись не можуть).

Н априклад, металева стружка і металобрухт застосовуються в металургії. Виробництво сталі з металобрухту не лише забезпечує

економію витрачання сировини, але і знижує забруднення

навколишнього природного середовища на 85% за рахунок ліквідації

самих «брудних» початкових етапів процесу виробництва

(видобування сировини, її збагачення, виплавка чавуну і т. а).

Таким же ефективним є використання макулатури та інших

вторинних ресурсів, які можуть бути не лише матеріальними, але і

енергетичними. Так, воду, яка нагрілась при охолодженні обладнання, можна використовувати для опалення приміщень,

теплиць, нагрівання вихідних речовин, що надходять в зону реакції і тощо.

Суть маловідхідних технологій полягає не лише в одержанні - максимально малої кількості відходів, але і в зменшенні ресурсомісткості виробництва, оскільки ціна на природні і трудові ресурси в світі весь час зростає. Заміна технологій в одних випадках робить виробництво дорожчим, в інших — дешевшим, якщо не абсолютно, то відносно. Та навіть, у найнесприятливішому з точки зору економіки випадку доведено, що рівень інфляції від прийняття екологічних вимог не перевищує 1 – 1.5% на рік, хоча ціна очисних споруд іноді досягає 5 - 10, іноді 40 – 50% від капіталовкладень в нові промислові об’єкти.

Характерним є те, що особливо помітне зменшення питомого споживання речовин і енергії відбувається лише в тих галузях, де різко зростає наукомісткість. Існує зворотний зв'язок в ланцюжку «речовина - енергія - інформація». При зниженні споживання речовини різко зростає значення двох останніх членів ряду.

Підвищення наукомісткості і інформаційної місткості суспільного виробництва приводить в рух два позитивних процеси, які формулюються у вигляді двох законів:

• закон зниження природомісткості готової продукції — питомий вміст природної речовини в усередненій одиниці суспільного продукту історично неухильно знижується;

Зростає мініатюризація виробів. Відбувається заміна ресурсномістких виробництв більш економними. Це особливо яскраво можна проілюструвати прикладом з галузі телекомунікації. Важко уявити, що було б якби замість нарощування радіозв'язку йшло б збільшення дротового зв'язку. Але в ряді випадків спостерігається квазізниження природомісткості у відношенні речовин. Вона знижується, наприклад в сільському -господарстві, в одному місці і зростає в іншому, звідки отримують Мінеральні добрива, паливно-мастильні матеріали, пестициди – всі складові зростання енергетичного споживання.

• закон збільшення темпів обігу залучених природних ресурсів - в історичному процесі розвитку світового господарства швидкість обігу залучених природних ресурсів (вторинних, третинних і т. д.) неперервно зростає на фоні відносного зменшення обсягів їх залучення у суспільне виробництво (відносно росту темпів самого виробництва).

Маловідходні технології дозволяють досягти максимальної екологізації виробництва «замкнувши» ресурсний цикл. Вони можуть також в значній мірі ізолювати техносферу (частину біосфери, перетворену людиною за допомогою технічних об'єктів, або самі ці об'єкти у вигляді споруд, механізмів і т. п.) від біосфери. Це різко скоротить надходження і розповсюдження в біосфері забруднювачів.

Безвідходне виробництво дає великий екологічний ефект, різко знижуючи потреби у видобуванні нових природних ресурсів і зменшує кількість забруднюючих речовин. Але економічно ефективним маловідходне виробництво може бути лише при створенні територіальних комплексів з переробки сировини. В цьому випадку поряд знаходяться підприємства, які видобувають вихідну сировину і підприємства, які переробляють всі її складові компоненти, або підприємства, сировиною для яких є відходи сусідніх підприємств. В іншому випадку саме лише транспортування відходів до місця їх переробки робить маловідходну технологію неефективною економічно.

Чим економніший підхід до природних ресурсів і середовища життя, тим менше коштів необхідно для успішного розвитку суспільства. В зв'язку з цим екологічне завжди економне, а значить і економічне, оскільки екологічність веде до зменшення споживання енергії, сировини, а отже і до зменшення шкідливих впливів на довкілля, в тому числі і зменшення обсягів відходів внаслідок повернення утворених в процесі виробництва або після закінчення експлуатації продукції відходів в первинне виробництво.

Різновидом маловідходних процесів є оборотне водопостачання, при

якому використана у виробництві-вода. очищається, охолоджується і знову використовується для виробничих потреб. При цьому на порядок зменшується споживання природних вод, так як свіжа вода використовується лише для поповнення втрат від випаровування, протікання і т.п. Крім того, майже повністю відсутнє скидання відпрацьованих вод у водоймища.

Намагання якомога довше користуватись ресурсом традиційно, без пошуку альтернатив дуже характерне для людської цивілізації. Воно домінує над розробкою нових способів задоволення господарських потреб. Психологія екстенсивного розширення природокористування замість пошуку вигідних інтенсивних форм одержання необхідного продукту або його повноцінного замінника, як правило, неподільно домінує доти, поки необхідність обмежень у природокористуванні робиться абсолютно очевидною.

Як правило, це усвідомлюється в момент, коли ціна (вартість) природного ресурсу не виростає до меж невигідності його експлуатації. Залишки природних ресурсів намагаються видобути все більш досконалими і ефективними способами. Як тільки витрати на одержання ресурсу, не дивлячись на всі зусилля, наближаються до суми доходів, що одержуються від його експлуатації, так стає ясною вичерпність ресурсної спроможності.

Певний ефект може дати раціональне використання сонячного світла для освітлення затінених, закритих і підземних приміщень.

Надзвичайно перспективним є розміщення на геостаціонарній орбіті

над великими містами плівкових рефлекторів, що дозволить

обходитись без штучного вуличного освітлення. Для одержання

такої ж освітленості, яку дає повний місяць, поверхня рефлектора

повинна бути всього 0,4 км².

В січні 1999 року росіяни намагались провести пробне освітлення

своїх північних територій таким сонячним зайчиком, але через

технічні негаразди це не вдалося.

В останні десятиріччя зросла зацікавленість у використанні сонячної енергії для опалення житлових і нежитлових будівель. Не дивлячись на відносно низьку щільність сонячного випромінювання, воно може бути ефективно використане для одержання, тепла низького і середнього потенціалу.

Геліоустановки економічно вигідно використовувати при морозах до мінус 18° С. Досвід експлуатації експериментальних установок показав, що при гарячому водопостачанні вони можуть компенсувати, в залежності від району будівництва, від 40 до 60% річних витрат палива в системах сонячного опалення і гарячого водопостачання - 20 - 50%.

Використання сонця для опалення приміщень і споруд в наш час вийшло за межі експериментування і все ширше запроваджується в місцевостях, які забезпечують задовільну утилізацію сонячної енергії.

Ще одним, надзвичайно важливим, альтернативним підходом до енергозабезпечення є використання енергії вітру. Починаючи з 1981 року енергія вітру використовується у все зростаючих обсягах. Використовуючи давню ідею і ' сучасні принципи аеронавтики, електротехніки та матеріалознавства, вчені і конструктори розробили сучасні вітряні двигуни. Попит на цей вид двигунів найбільший в місцевостях, де використання .дизельних двигунів і невеликих електромереж для передачі і одержання енергії коштує дорого.

Вітер ніколи не зможе стати основним джерелом електроенергії, але в сполученні з розширеним використанням гідроенергії та інших відновлюваних джерел енергії його можна буде застосовувати для задоволення більшої частини додаткових потреб в електроенергії.

Потужність сучасних вітродвигунів коливається в межах від десятків

до кількох тисяч кіловат. Вони використовуються для освітлення, розмелювання зерна, зрошення полів, роботи машин, тощо.

Основною перевагою вітряних двигунів є те, що їх виробництво потребує відносно незначних витрат. Вже сьогодні таке обладнання має достатню конкурентоспроможність в тих районах світу де високі ціни на паливо для енергетики, або важко чи недоцільно підводити лінії електропередач.

Важливим кроком для країн, які зацікавлені в розвитку вітроенергетики є визначення, енергонасиченості районів з сприятливими метеорологічними умовами для встановлення вітрових двигунів.

В 1989 році в США за допомогою вітру виробляли таку ж кількість

електроенергії, якої достатньо для покриття 15 % потреб одного з

найбільших міст цієї країни Сан-Франциско.

Виходячи з середніх швидкостей вітру вітроенергетичність причорноморської і всієї степової зони Донбасу, гірських районів Криму і Карпат досить висока. Таким чином ці зони є перспективними для використання енергії вітру.

В місцевостях, де близько до поверхні землі або на поверхні землі знаходяться природні гарячі води доцільним є використання геотермальної енергії. Наприклад, столиця Ісландії Рейк'явік з 1943 року використовує геотермальні води для обігріву споруд.

До геотермальних джерел енергії у вулканічних районах можна віднести гейзери, гарячі ключі і т. ін.; в невулканічних – глибинні термальні води. Гарячі води можуть бути використані для вироблення електричної енергії, в комунальному теплозабезпеченні, і з технологічною метою. 17 січня 1996 року Кабінет Міністрів України прийняв постанову №100, яка схвалювала Державну програму "Екологічна чиста геотермальна енергетика України". Ця програма передбачає фінансування з Держбюджету науково - пошукових робіт, які стосуються запровадження в нашій країні геотермальної енергетики.

Один з найпоширеніших напрямків використання відновлюваних джерел є біоенергетика. Біомаса як джерело енергії відіграє важливу роль в енергетичному балансі світу. Біомаса є основним джерелом палива для більшості жителів сільської місцевості країн "третього світу". За деякими підрахунками вона дає близько 40% палива, що використовується в країнах, які розвиваються.

Біомаса як джерело енергії відіграє важливу роль і в розвинених країнах. Наприклад, в 1988 році в США в загальному обсязі виробництва енергії, доля енергії одержаної з біомаси складала 4%.

В цілому біомаса дає 1/7 частину світового об'єму палива, а за кількістю одержаної енергії займає місце поряд з природним газом.

В світі активно працюють над обладнанням для термохімічної та біологічної переробки органічних сільськогосподарських та лісових відходів у газоподібні та тверді палива.