Глава 17
РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ.
ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ И БЕЗОТХОДНЫЕ
ТЕХНОЛОГИИ
Одним из следствий бурного развития промышленности и сельского хозяйства в результате научно-технической революции второй половины XX в. стало обострение проблемы отходов. Социологи вывели прямую зависимость между ростом благосостояния и количеством бытовых отходов (мусора). Отходы - это то, что не может использоваться в данном производстве. Таким образом, объемы отходов определяются исходя из данного уровня развития технологии. Если первоначально решение проблемы виделось преимущественно в их уничтожении - закапывании, сбрасывании в моря, сжигании, то с усилением загрязнения окружающей среды на передний план вышли иные, экологически более приемлемые меры устранения отходов: их сортировка и повторное использование - рециклинг ресурсов.
В 1970-е годы в условиях роста цен на сырье важность защиты окружающей среды от загрязнения была дополнена необходимостью принятия неотложных мер, направленных на энерго- и ресурсосбережение. Именно с этого времени проблема рециклирования ресурсов (с перспективой создания систем замкнутого производственного цикла) стала актуальна во всем мире.
В начале 70-х годов академик Б.Н. Ласкорин впервые высказал мысль о том, что отходы не являются фатальной неизбежностью. Более того, количество отходов - точный индикатор совершенства или несовершенства любой технологии. Многие из сегодняшних отходов - это невостребованные обществом доходы, которые нам еще предстоит открывать как древние клады. По предложению СССР ООН в 1979 г. приняла Декларацию по безотходной технологии. Однако проблема отходов имеет не только экологический, но и экономический аспект: создание безотходных процессов и циклов, рециклирование ресурсов позволяют экономить топливно-сырьевые материалы, повышают эффективность экономики.
Академик П.Л. Капица писал, что мир идет к тому, чтобы в производственном кругообороте основой стало вторичное сырье -
237
Рис. 17.1. Резкий рост количества отходов при добыче бедных минеральных руд.
По мере снижения среднего содержания металла в руде с 8 до 3 % наблюдается едва заметное увеличение количества отходов на тонну полученного металла. При концентрации металла менее 3% количество отходов при производстве тонны металла резко возрастает. В итоге стоимость отделения отходов превысит стоимость произведенного металла
отходы, а первичные ресурсы были бы только добавкой к вторичному сырью. В мировом производстве надо стремиться к ситуации, которая имеет место в биосфере: полный рециклинг материи - вторичное использование всех атомов. Реализация рециклинга с минимальными затратами (энергетическими и др.) - грандиозная техническая задача, которая требует изменения всей техники и технологии. Одновременно, полный рециклинг приведет к сокращению разработки полезных ископаемых и загромождения земной поверхности отвалами и отходами.
В настоящее время при использовании современной техники и технологий не более 10% сырья из недр и с поверхности планеты превращается в готовую продукцию, а 90 % идет в отходы, загрязняющие биосферу. Использование сырья выглядит следующим образом:
- на каждого человека ежегодно добывается и выращивается 20 т сырья, которое с помощью энергетической мощности 2,5 кВт и 800 т воды перерабатывается в конечные продукты массой 2 т, идущие на прямое потребление;
- в течение первого года 1 т из 2 т выбрасывается, вторая тонна выбрасывается позднее.
Из 100 млрд т руды, горных веществ, строительных материалов, извлекаемых из Земли ежегодно, лишь небольшая доля воплощается в готовые изделия, основная же масса (98 - 99%) идет в отходы. В частности, для получения 1 т цветных металлов (это еще не конечный продукт) необходимо добыть на рудниках и переработать руды: для олова - 300 т, для никеля - около 200 и для меди - 90 -100 т. При этом для получения 1 т металла расходуется электроэнергии (кВт·ч): для меди - 1100, свинца - свыше 4000, алюминия -
238
Рис. 17.2. Энергозатраты, необходимые для извлечения металла из руды.
По мере уменьшения содержания металла в руде требуется все большее количество энергии для его получения
20000, никеля - около 40000. Удельный расход условного топлива составляет около 330 г на 1 кВт · ч, отсюда можно легко подсчитать расход топлива в производстве различных цветных металлов.
Резко возрастает количество отходов при добыче бедных минеральных руд (рис. 17.1) по мере того, как кончаются запасы концентрированных руд и увеличиваются энергозатраты на их переработку (рис. 17.2).
Запасы вторичного сырья сопоставимы с разведанными геологическими запасами. Объем промышленных и других твердых отходов достигает в США 4,5 млрд т, в Западной Европе - почти 2 млрд т, в Японии - 1,3 млрд т.
239
