Жизненный цикл изделий и технологические цепи

Главной задачей промышленной экологии является поиск воз­можностей для снижения негативного влияния техносистем на окружа­ющую среду. Для экологизации производства специалисты-экологи исполь­зуют «опыт» живой природы, главным признаком которой является круго­ворот веществ.

Поле деятельности промышленной экологии включает:

■ анализ жизненных циклов изделий, которые можно уподобить онтогенезу организмов;

■ совершенствование технологических цепей, которые отдаленно напоми­нают пищевые цепи в естественных экосистемах.

Жизненный цикл изделия охватывает все стадии его «существова­ния»: добычу сырья, предварительную переработку сырья на горно-обогати­тельном предприятии, изготовление деталей и сборку изделия, его упаковку, транспортировку в магазин, приобретение покупателем, использование, «смерть» изделия и попадание на свалку.

В технологической цепи (в отличие от пищевой цепи, куда энергия и вещество поступают на стадии продуцентов) на каждом этапе перехода ве­щества нужно добавлять энергию и ресурсы, устранять отходы и, наконец, от­правлять «мертвые» изделия на производства для использования в качестве вторичного сырья (см. § 43). Обращение к «опыту» природы подталкивает промышленных экологов к разработке технологий, благодаря которым сни­жается количество звеньев в технологической цепи, уменьшаются затраты энергии и количество отходов в каждом звене. Так, вместо изнурительной пайки контактов на плате (для телевизора или радиоприемника) выпускают печатные платы. Вместо многоступенчатой обработки металла при изготов­лении деталей (ковки заготовки, обработки на токарном, фрезерном, свер­лильном и шлифовальном станках) применяют точное литье или порошко­вую металлургию, которые уменьшают потери сырья. Готовые изделия долж­ны быть такими, чтобы после «смерти» их можно было легко перерабатывать.

Разумеется, даже при использовании самой экологичной технологии на промышленном предприятии невозможно воспроизвести полный аналог пи­щевой цепи, в которой все отходы, включая мертвые организмы, перераба­тываются без дополнительных затрат энергии. При анализе жизненного цикла изделий промышленные экологи стремятся к тому, чтобы снизить об­разование отходов не в конце производственного процесса, когда изделие уже готово, а на всем протяжении технологической цепи. Иногда удается сделать производство если не безотходным, то малоотходным.

Промышленный симбиоз

В соответствии с законами экономии природы организмы разных видов объединяются в группы, совместно использующие ресурсы. Заводы также могут объединяться в группы сотрудничества и формировать промышленный симбиоз из нескольких предприятий, совместно исполь­зующих энергию и ресурсы. Эти группы называют также экоиндустриалъ-ными парками, например:

■ ТЭС и рыборазводное хозяйство, использующее тепло пруда-охладителя (рис. 82);

■ предприятие, принимающее старые автомобили, и завод, где из этого сырья производят детали;

■ пивоваренный комбинат и несколько фирм, которые на его отходах выра­щивают грибы и овощи, разводят свиней и рыбу;

■ рыбозавод или мясоперерабатывающий комбинат и звероферма, где пуш­ных зверей кормят отходами.

Для успешного «промышленного симбиоза» необходимы новые техноло­гии и экономические механизмы, которые делают сотрудничество предпри­ятий взаимовыгодным. По этой причине экоиндустриальных парков пока немного.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

· жизненный цикл изделия

· технологические цепи

· «промышленный симбиоз»

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что такое анализ жизненного цикла изделия?

2. Как можно сократить число звеньев в технологической цепи?

3. Что такое «промышленный симбиоз»?

СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ

Любопытный экоиндустриальный парк образовали предприятия раз­ных отраслей в Калунборге (Дания). Горячая вода с электростанции по­ступает на близлежащую рыбоводческую ферму, ил с этой фермы слу­жит удобрением для фермерской земли, а сажа электростанции идет на производство цемента. Эта схема позволяет сохранить огромные де­нежные средства, повысить эффективность использования ресурсов и значительно сократить количество отходов.

Выгодный «симбиоз» создали в Башкортостане Кармановская ГРЭС и рыборазводный совхоз, который использует ее теплые воды. Ежегод­но в результате этого «симбиоза» рыбхоз производит более 800 т рыбы, причем не только традиционную культуру — карпа, но и осетровых.

Ресурсосбережение и энергосбережение
§43 в техносистемах

1. Почему истощение природных ресурсов приобретает глобальный ха­рактер?

2. Приведите примеры энергосберегающих мероприятий.

Рециклинг

Ресурсосбережение и энергосбережение являются основой для совершенствования технологических цепей, для изменения их в сторону большей экологичности. Эти главные направления экологизации произ­водств предполагают, что расход вещества и энергии на всех этапах произ­водственного процесса сокращается, а воздействие техносистем на природ­ные экосистемы и человека уменьшается.

Существует несколько основных путей ресурсосбережения, которые, как правило, позволяют снизить и расход энергии. Первый из них рециклинг — повторное использование готовой продукции или отходов через их перера­ботку в новую продукцию. В техносистеме моделируют круговорот веществ, как в естественной экосистеме, где вещество проходит через пищевые цепи много раз: из первичного сырья (например, полезных ископаемых) получа­ют изделия, а отходы и бывшие в употреблении изделия становятся вто­ричным сырьем, заменяя собой первичные ресурсы (рис. 83). Возвращение отходов производства и потребления в материальный круговорот («произ­водство — потребление») также называют реутилизацией.

Существуют различные варианты рециклинга: многократное использо­вание молочных бутылок, восстановление покрышек на автомобильных шинах (наваривание новых протекторов), переработка лома черных и цвет­ных металлов, битого стекла, макулатуры и т. д. Замена первичного сырья вторичным дает значительные экономические и экологические преимуще­ства. Производство стали из металлолома экономит около 50-75 % энер­гии, 40 % воды, загрязнение атмосферы при этом снижается до 10 %. Ис­пользование 1 т стального лома позволяет сберечь 2 т железной руды, 1 т кокса и 500 кг известняка. На изготовление стекла из битой посуды расхо­дуется в три раза меньше энергии по сравнению с процессом варки его из первичного сырья.

Ученые, составляющие научные прогнозы, считают, что можно сократить потребление первичных ресурсов по крайней мере в десять раз. Ряд евро­пейских стран (Австрия, Дания, Германия) настроены в будущем снизить расход первичных ресурсов на 90 %. Пока применение вторичного сырья в мире очевидно недостаточное. Так, в Евросоюзе 90 % электронного лома заканчивает свою жизнь на свалке. Особенно медленно переходят на вто­ричное сырье страны, где много первичных ресурсов. Их использование об­ходится дешевле, чем технологии рециклинга. К таким странам относится и Россия.