Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

На рубеже II и III тысячелетий н. э. в мышлении человека и его практической деятельности происходит смена парадигмы. Экономические приоритеты, господствовавшие всю историю развития цивилизации вплоть до середины XX века, постепенно заменяются экологическими.

Экономические интересы общества направлены на достижение максимальной экономической эффективности от использования природных ресурсов. Этого можно добиться в том случае, если из затрат полностью исключить средства на природоохранную деятельность. Экологические интересы представляет собой оборотную сторону медали. Они устремлены на сохранения природных ресурсов, прежде всего, максимально чистой окружающей среды. Накопленный человечеством опыт показывает насколько важно находить разумный компромисс между экономическими и экологическими интересами. Именно на поиск оптимального сочетания экономических и экологических интересов общества нацелена наука экономика природопользования.

К сожалению, в настоящее время в стране намечается опасная тенденция повторения ошибок прошлого. После недавнего упразднения самостоятельности Государственного комитета и всей системы комитетов по охране природы и передачи их Министерству природных ресурсов вопросы природопользования и контроля за ним вновь сосредоточились в одном ведомстве. В условиях полного доминирования в стране экономических приоритетов над экологическими такая ситуация представляется крайне опасной.

Защита природной среды человека, улучшение качества всей среды человека могут осуществиться только организованными научно осмысленными действиями. Улучшение среды человека - ее природного и общественного компонентов - должно быть частью осуществления гуманистического идеала, к чему стремится высокоразвитое общество. Но одновременно при реализации качества среды человека нужно исходить из объективных обстоятельств, в которых это происходит, и осознания того, что путем "малых", постепенных и длительных общественных акций могут осуществиться великие идеалы. По сути улучшение качества среды человека, и природного, и общественного компонентов, должно представлять историческую ориентацию общественного развития в его гуманистическом осмыслении. Отношение человека к его среде (природной и общественной) неотделимо от его отношения к современности и к будущему.

Улучшение качества среды труда представляет одну из важнейших задач общества, основывающегося на отношениях искренности, сотрудничества и человеколюбия, осуществляющего таким образом новое качество среды труда, где не только защищена целостность человека, но и сам человек является субъектом осуществления качественной среды труда и безопасных условий труда как ее значительного компонента.

1. Что понимается под малоотходными технологиями?

малоотходный энергоемкость загрязнение деградация

По мере развития современного производства с его масштабностью и темпами роста все большую актуальность приобретают проблемы разработки и внедрения мало- и безотходных технологий. Скорейшее их решение в ряде стран рассматривается как стратегическое направление рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды.

"Безотходная технология представляет собой такой метод производства продукции, при котором все сырье и энергия используются наиболее рационально и комплексно в цикле: сырьевые ресурсы -- производство -- потребление -- вторичные ресурсы, и любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования". Эта формулировка не должна восприниматься абсолютно, т. е. не надо думать, что производство возможно без отходов. Представить себе абсолютно безотходное производство просто невозможно. Однако отходы не должны нарушать нормальное функционирование природных систем. Другими словами, мы должны выработать критерии ненарушенного состояния природы. Создание безотходных производств относится к весьма сложному и длительному процессу, промежуточным этапом которого является малоотходное производство. Под малоотходным производством следует понимать такое производство, результаты которого при воздействии их на окружающую среду не превышают уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нормами, т. е. ПДК. При этом по техническим, экономическим, организационным или другим причинам часть сырья и материалов может переходить в отходы и направляться на длительное хранение или захоронение.

Критерии безотходности.

В соответствии с действующим в России законодательством предприятия, нарушающие санитарные и экологические нормы, не имеют права на существование и должны быть реконструированы или закрыты, т. е. все современные предприятия должны быть малоотходными и безотходными.

Однако возникает вопрос, какая допустимая часть сырья и материалов при малоотходном производстве может направляться на длительное хранение или захоронение? В этой связи в ряде отраслей промышленности России уже имеются количественные показатели оценки безотходности. Так, в цветной металлургии широко используется коэффициент комплексности, определяемые долей полезных веществ (в %), извлекаемых из перерабатываемого сырья по отношению ко всему его количеству. В ряде случаев он уже превышает 80%.

В угольной промышленности введен коэффициент безотходности производства: K_б^п = 0.33 * ( К_б^т + К_б^ж + К_б^г), где К_б^т, К_б^ж, К_б^г - коэффициенты использования соответственно породы, образующейся при горных работах, попутно забираемой воды при добыче угля (сланца) и использования пылегазовых отходов.

Как известно, добыча угля является одним из самых материалоемких и экологически сложных в народном хозяйстве процессов. Для этой отрасли установлено, что производство является безотходным (правильнее - малоотходным), если коэффициент безотходности превышает 75%. В случае использования наряду с вновь образующейся породой отвалов прошлых лет, коэффициент безотходности может быть более 100%.

Вероятно, в первом приближении для практических целей значение коэффициента безотходности (или коэффициента комплексности), равное 75% и выше, можно принять в качестве количественного критерия малоотходного, а 95% - безотходного производства и в ряде других материалоемких отраслей народного хозяйства. При этом, безусловно, должна учитываться токсичность отходов.

Безотходная технология - это идеальная модель производства, которая в большинстве случаев в настоящее время реализуется не в полной мере, а лишь частично (отсюда становится ясным и термин "малоотходная технология"). Однако уже сейчас имеются примеры полностью безотходных производств. Так, в течение многих лет Волховский и Пикалевский глиноземные заводы перерабатывают нефелин на глинозем, соду, поташ и цемент по практически безотходным технологическим схемам. Причем эксплуатационные затраты на производство глинозема, соды, поташа и цемента, получаемых из нефелинового сырья, на 10-15% ниже затрат при получении этих продуктов другими промышленными способами.

Принципы безотходных технологий.

При создании безотходных производств приходится решать ряд сложнейших организационных, технических, технологических, экономических, психологических и других задач. Для разработки и внедрения безотходных производств можно выделить ряд взаимосвязанных принципов.

Основным является принцип системности. В соответствии с ним каждый отдельный процесс или производство рассматривается как элемент динамичной системы -- всего промышленного производства в регионе (ТПК) и на более высоком уровне как элемент эколого-экономической системы в целом, включающей кроме материального производства и другой хозяйственно-экономической деятельности человека, природную среду (популяции живых организмов, атмосферу, гидросферу, литосферу, биогеоценозы, ландшафты), а также человека и среду его обитания. Принцип системности, лежащий в основе создания безотходных производств, должен учитывать существующую и усиливающуюся взаимосвязь и взаимозависимость производственных, социальных и природных процессов.

Другим важнейшим принципом создания безотходного производства является комплексность использования ресурсов. Этот принцип требует максимального использования всех компонентов сырья и потенциала энергоресурсов. Как известно, практически все сырье является комплексным, и в среднем более трети его количества составляют сопутствующие элементы, которые могут быть извлечены только при комплексной его переработке. Так, уже в настоящее время почти все серебро, висмут, платина и платиноиды, а также более 20% золота получают попутно при переработке комплексных руд.

Принцип комплексного экономного использования сырья в России возведен в ранг государственной задачи и четко сформулирован в ряде постановлений правительства. Конкретные формы его реализации в первую очередь будут зависеть от уровня организации безотходного производства на стадии процесса, отдельного производства, производственного комплекса и эколого-экономической системы. Одним из общих принципов создания безотходного производства является цикличность материальных потоков. К простейшим примерам цикличных материальных потоков можно отнести замкнутые водо- и газооборотные циклы. В конечном итоге последовательное применение этого принципа должно привести к формированию сначала в отдельных регионах, а впоследствии и во всей техносфере сознательно организованного и регулируемого техногенного круговорота вещества и связанных с ним превращений энергии. В качестве эффективных путей формирования цикличных материальных потоков и рационального использования энергии можно указать на комбинирование и кооперацию производств, создание ТПК, а также разработку и выпуск новых видов продукции с учетом требований повторного ее использования.

К не менее важным принципам создания безотходного производства необходимо отнести требование ограничения воздействия производства на окружающую природную и социальную среду с учетом планомерного и целенаправленного роста его объемов и экологического совершенства.

Этот принцип в первую очередь связан с сохранением таких природных и социальных ресурсов, как атмосферный воздух, вода, поверхность земли, рекреационные ресурсы, здоровье населения. Следует подчеркнуть, что реализация этого принципа осуществима лишь в сочетании с эффективным мониторингом, развитым экологическим нормированием и многозвенным управлением природопользованием.

Общим принципом создания безотходного производства является также рациональность его организации. Определяющими здесь являются требование разумного использования всех компонентов сырья, максимального уменьшения энерго-, материало- и трудоемкости производства и поиск новых экологически обоснованных сырьевых и энергетических технологий, с чем во многом связано снижение отрицательного воздействия на окружающую среду и нанесение ей ущерба, включая смежные отрасли народного хозяйства. Конечной целью в данном случае следует считать оптимизацию производства одновременно по энерготехнологическим, экономическим и экологическим параметрам. Основным путем достижения этой цели являются разработка новых и усовершенствование существующих технологических процессов и производств. Одним из примеров такого подхода к организации безотходного производства является утилизация пиритных огарков - отхода производства серной кислоты.

В настоящее время пиритные огарки полностью идут на производство цемента. Однако ценнейшие компоненты пиритных огарков - медь, серебро, золото, не говоря уже о железе, не используются. В то же время уже предложена экономически выгодная технология переработки пиритных огарков (например, хлоридная) с получением меди, благородных металлов и последующим использованием железа.

Во всей совокупности работ, связанных с охраной окружающей среды и рациональным освоением природных ресурсов, необходимо выделить главные направления создания мало- и безотходных производств. К ним относятся комплексное использование сырьевых и энергетических ресурсов; усовершенствование существующих и разработки принципиально новых технологических процессов и производств и соответствующего оборудования; внедрение водо- и газооборотных циклов (на базе эффективных газо- и водоочистных методов); кооперация производства с использованием отходов одних производств в качестве сырья для других и создания безотходных ТПК.

Требования к безотходному производству

На пути совершенствования существующих и разработки принципиально новых технологических процессов необходимо соблюдение ряда общих требований:

· осуществление производственных процессов при минимально возможном числе технологических стадий (аппаратов), поскольку на каждой из них образуются отходы, и теряется сырье;

· применение непрерывных процессов, позволяющих наиболее эффективно использовать сырье и энергию;

· увеличение (до оптимума) единичной мощности агрегатов;

· интенсификация производственных процессов, их оптимизация и автоматизация;

· создание энерготехнологических процессов. Сочетание энергетики с технологией позволяет полнее использовать энергию химических превращений, экономить энергоресурсы, сырье и материалы и увеличивать производительность агрегатов. Примером такого производства служит крупнотоннажное производство аммиака по энерготехнологической схеме.

Основные направления безотходной и малоотходной технологии

При современном уровне развития науки и техники без потерь практически обойтись невозможно. По мере того как будет совершенствоваться технология селективного разделения и взаимопревращения различных веществ, потери будут постоянно уменьшаться. Промышленное производство без материальных, бесполезно накапливаемых потерь и отходов уже существует в целых отраслях, однако доля его пока мала. Вместе с тем, мы обязаны заниматься проблемой безотходного и малоотходного производства, ибо при нарастающих темпах накопления отходов население может оказаться завалено свалками промышленных и бытовых отходов и остаться без питьевой воды, достаточно чистого воздуха и плодородных земель.

Современная технология достаточно развита, чтобы в целом ряде производств и отраслей промышленности приостановить рост отходов. И в этом процессе государство должно взять на себя роль руководителя и в плановом порядке разработать и реализовать комплексную государственную программу внедрения безотходных производств и переработки скопившихся в Российской Федерации отходов.

Назовем основные имеющиеся направления и разработки безотходной и малоотходной технологии в отдельных отраслях промышленности.

1. Энергетика.

В энергетике необходимо шире использовать новые способы сжигания топлива, например, такие, как сжигание в кипящем слое, которое способствует снижению содержания загрязняющих веществ в отходящих газах, внедрение разработок по очистке от оксидов серы и азота газовых выбросов; добиваться эксплуатации пылеочистного оборудования с максимально возможным КПД, при этом образующуюся золу эффективно использовать в качестве сырья при производстве строительных материалов и в других производствах.

2. Горная промышленность.

В горной промышленности необходимо: внедрять разработанные технологии по полной утилизации отходов, как при открытом, так и при подземном способе добычи полезных ископаемых; шире применять геотехнологические методы разработки месторождений полезных ископаемых, стремясь при этом к извлечению на земную поверхность только целевых компонентов; использовать безотходные методы обогащения и переработки природного сырья на месте его добычи; шире применять гидрометаллургические методы переработки руд.

3. Металлургия.

В черной и цветной металлургии при создании новых предприятий и реконструкции действующих производств необходимо внедрение безотходных и малоотходных технологических процессов, обеспечивающих экономное, рациональное использование рудного сырья:

· вовлечение в переработку газообразных, жидких и твердых отходов производства, снижение выбросов и сбросов вредных веществ с отходящими газами и сточными водами;

· при добыче и переработке руд черных и цветных металлов - широкое внедрение использования многотоннажных отвальных твердых отходов горного и обогатительного производства в качестве строительных материалов, закладки выработанного пространства шахт, дорожных покрытий, стеновых блоков и т. д. вместо специально добываемых минеральных ресурсов;

· переработка в полном объеме всех доменных и ферросплавных шлаков, а также существенное увеличение масштабов переработки сталеплавильных шлаков и шлаков цветной металлургии;

· резкое сокращение расходов свежей воды и уменьшение сточных вод путем дальнейшего развития и внедрения безводных технологических процессов и бессточных систем водоснабжения;

· повышение эффективности существующих и вновь создаваемых процессов улавливания побочных компонентов из отходящих газов и сточных вод;

· широкое внедрение сухих способов очистки газов от пыли для всех видов металлургических производств и изыскание более совершенных способов очистки отходящих газов;

· утилизация слабых (менее 3,5% серы) серосодержащих газов переменного состава путем внедрения на предприятиях цветной металлургии эффективного способа - окисления сернистого ангидрида в нестационарном режиме двойного контактирования;

· на предприятиях цветной металлургии ускорение внедрения ресурсосберегающих автогенных процессов и в том числе плавки в жидкой ванне, что позволит не только интенсифицировать процесс переработки сырья, уменьшить расход энергоресурсов, но и значительно оздоровить воздушный бассейн в районе действия предприятий за счет резкого сокращения объема отходящих газов и получить высококонцентрированные серосодержащие газы, используемые в производстве серной кислоты и элементарной серы;

· разработка и широкое внедрение на металлургических предприятиях высокоэффективного очистного оборудования, а также аппаратов контроля разных параметров загрязненности окружающей среды;

· быстрейшая разработка и внедрение новых прогрессивных малоотходных и безотходных процессов, имея в виду бездоменный и бескоксовый процессы получения стали, порошковую металлургию, автогенные процессы в цветной металлургии и другие перспективные технологические процессы, направленные на уменьшение выбросов в окружающую среду;

· расширение применения микроэлектроники, АСУ, АСУ ТП в металлургии в целях экономии энергии и материалов, а также контроля образования отходов и их сокращения.

4. Химическая и нефтеперерабатывающая промышленность.

В химической и нефтеперерабатывающей промышленности в более крупных масштабах необходимо использовать в технологических процессах: окисление и восстановление с применением кислорода, азота и воздуха; электрохимические методы, мембранную технологию разделения газовых и жидкостных смесей; биотехнологию, включая производство биогаза из остатков органических продуктов, а также методы радиационной, ультрафиолетовой, электроимпульсной и плазменной интенсификации химических реакций.

5. Машиностроение.

В машиностроении в области гальванического производства следует направлять научно-исследовательскую деятельность и разработки на водоочистку, переходить к замкнутым процессам рециркуляции воды и извлечению металлов из сточных вод; в области обработки металлов шире внедрять получение деталей из пресс-порошков.

6. Бумажная промышленность.

В бумажной промышленности необходимо в первую очередь внедрять разработки по сокращению на единицу продукции расхода свежей воды, отдавая предпочтение созданию замкнутых и бессточных систем промышленного водоснабжения; максимально использовать экстрагирующие соединения: содержащиеся в древесном сырье для получения целевых продуктов; совершенствовать процессы по отбеливанию целлюлозы с помощью кислорода и озона; улучшать переработку отходов лесозаготовок биотехнологическими методами в целевые продукты; обеспечивать создание мощностей по переработке бумажных отходов, в том числе макулатуры.

Переработка и использование отходов

Отходы производства - это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, химических соединений, образовавшиеся при производстве продукции или выполнении работ (услуг) и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства. Отходы потребления - изделия и материалы, утратившие свои потребительские свойства в результате физического или морального износа.

Отходы производства и потребления являются вторичными материальными ресурсами (ВМР), которые в настоящее время могут вторично использоваться в народном хозяйстве.

Отходы бывают токсичные и опасные. Токсичные и опасные отходы - содержащие или загрязненные материалами такого рода, в таких количествах или в таких концентрациях, что они представляют потенциальную опасность для здоровья человека или окружающей среды.

В Российской Федерации ежегодно образуется около 7 млрд. тонн отходов, при этом вторично используются только 2 млрд. тонн, т. е. около 28%. Из общего объема используемых отходов около 80% - вскрышные породы и отходы обогащения -направляется для закладки выработанного пространства шахт и карьеров; 2% - находят применение в качестве топлива и минеральных удобрений, и лишь 18% (360 млн. т.) используются в качестве вторичного сырья, из них 200 млн. т. в стройиндустрии.

На территории страны в отвалах и хранилищах накоплено около 80 млрд. т. твердых отходов, при этом изымаются из хозяйственного оборота сотни тысяч гектаров земель; сконцентрированные в отвалах, хвостохранилищах и свалках отходы являются источниками загрязнения поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха, почв и растений.

Особую тревогу вызывает накопление в отвалах и свалках токсичных и экологически опасных отходов, общее количество которых достигло 1,6 млрд. т., что может привести к необратимому загрязнению окружающей среды. В России ежегодно образуется около 75 млн. т. высокотоксичных отходов, из них перерабатывается и обезвреживается лишь 18%.

Общая площадь организованных хранилищ для токсичных отходов составляет 11 тыс. га, при этом не учитываются неорганизованные хранилища и свалки, на которые, по некоторым данным, вывозится около 4 млн. т. высокотоксичных отходов.

Следует также выделить проблемы, связанные с образованием твердых бытовых отходов (ТБО) и осадков сточных вод. Ежегодно в Российской Федерации образуются 140 млн. м³ ТБО. Около 10 тыс. га дефицитных пригородных земель отчуждены для размещения полигонов ТБО, не считая множества "диких" свалок. Проблема переработки ТБО в России практически не решается, общая мощность мусороперерабатывающих и мусоросжигающих заводов составляет около 5 млн. м³/год, т. е. всего 3,5% общего объема образующихся ТБО.

Суммарное годовое количество осадков сточных вод составляет 30-35 млн. м³, или в пересчете на сухое вещество - 3-3,5 млн. т.; они разнообразны по качественному составу и свойствам и содержат значительные количества ионов тяжелых металлов, токсичных органических и минеральных соединений, нефтепродуктов. На подавляющем большинстве очистных сооружений не решены вопросы удаления и переработки образующихся осадков, что приводит к бесконтрольному сбросу жидких токсичных отходов в водные объекты.

Большая доля загрязнения окружающей среды - неорганизованные свалки вокруг садовых кооперативов и дачных участков. Во многих городах в каждом дворе, вокруг каждого дома образовались огромные "залежи" не убираемых и гниющих месяцами бытовых отходов. В ряде городов случайно были обнаружены подземные озера масел, дизельного топлива. Около Курской нефтяной базы на глубине 7 м обнаружено "месторождение" дизельного топлива и бензина объемом около 100 тыс. т, занимающее площадь до 10 га. Аналогичные "месторождения" найдены в Туле, Орле, Ростове и на Камчатке.

От неучтенных сбросов гибнут малые реки, особенно в Калмыкии, Башкирии, Белгородской, Воронежской, Саратовской, Челябинской, Вологодской областях.

Все эти примеры можно отнести к неучтенным загрязнениям окружающей среды - это хроническая экологическая бесхозяйственность. Если условно принять за 100% общий экологический беспорядок, то значительная его часть - 30-40% приходится на последствия местной бесхозяйственности. Это огромный резерв улучшения сферы обитания человека.

Проблема переработки скапливающихся отходов становится в современных условиях одной из первоочередных проблем, которые необходимо решать немедленно для сохранения окружающей среды и своего собственного здоровья.

Современное экологическое состояние территории России можно определить как критическое. Продолжается интенсивное загрязнение природной среды. Спад производства не повлек аналогичного снижения загрязнений, поскольку в экономически кризисных условиях предприятия стали экономить и на природоохранных затратах. Разрабатываемые с начала перестройки и частично реализуемые экологические государственные и региональные программы не способствуют улучшению в целом экологической обстановки, и с каждым годом на территории России все больше регионов, городов и поселков становятся опасными для проживания населения.

В Российской Федерации за последние несколько десятилетий в условиях ускоренной индустриализации и химизации производства подчас внедрялись экологически грязные технологии. При этом недостаточно внимания уделялось условиям, в которых будет жить человек, т. е. каким воздухом он будет дышать, какую воду он будет пить, чем он будет питаться, на какой земле жить. Однако эта проблема беспокоит не только россиян, она актуальна и для населения других стран мира.

Человечеству необходимо осознать, что ухудшение состояния окружающей среды является большей угрозой для нашего будущего

2. В чем причины высокой энергоемкости продукции в России?

Главным побудительным мотивом к энергосбережению является, несомненно, истощаемость запасов органического топлива. Оценки показывают, что при уровне добычи 90-х годов мировых запасов угля хватит на 1500 лет, нефти -- на 250 и газа -- на 120 лет. Другой подход, учитывающий ископаемые с приемлемой стоимостью извлечения, дает иные, но того же порядка, цифры: для угля -- 600 лет, нефти -- 150 лет, газа -- 300 лет. В России сосредоточено 20 % мировых запасов органического топлива при численности населения всего 2,3 % от мировой. Но по недавним официальным сообщениям доказанных запасов газа хватит на 80 лет, а нефти -- всего на 20. Несмотря на явное преимущество России и стран с большими запасами натурального топлива над другими регионами, проблема ограниченности энергоресурсов является глобальной и затрагивает абсолютно все государства. Как следствие, в будущем ожидается непрерывный рост цен на нефть и газ. Путь решения указанной проблемы состоит в проведении жесткой политики энергосбережения и в использовании альтернативных источников энергии, прежде всего, возобновляемых, а также ядерного топлива. Под возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ) подразумеваются биомасса, солнечная энергетика, ветроэнергетика, геотермальная энергия, энергия малых водотоков, океан. Крупная гидроэнергетика обычно рассматривается отдельно, хотя тоже относится к ВИЭ.

На сегодня потенциал ВИЭ составляет 20 млрд. т у. т. (тонн условного топлива)/год, что в 2 раза больше годовой добычи органического топлива в мире. Для России технический потенциал ВИЭ равен 4,6 млрд. т у. т./год, а это в 5 раз больше общего энергопотребления. Однако вклад ВИЭ в мировую энергетику пока пренебрежимо мал -- всего 0,7 %. Прогнозы на 2020 г. таковы -- 8-12 % по максимальному сценарию и 3-4% по минимальному варианту. Причем доминирующая роль отводится биомассе (почти половина в структуре ВИЭ).

Другой мотив к энергосбережению связан с вопросами энергетической безопасности, которая характеризуется способностью ТЭК (топливно-энергетического комплекса) удовлетворять спрос на энергоносители и устойчивостью ТЭК к различного рода негативным воздействиям. Очевидно, при возможном дефиците энергии одной из важнейших составляющих энергетической безопасности является эффективное использование энергоресурсов. До 50 % доходов от экспорта Россия имеет благодаря продаже за рубеж газа и нефти. В этом смысле экономика России является сильно зависимой от спроса и тарифов на энергоносители. Противоположная ситуация для энергодефицитных стран. Так, Европейский союз (ЕС) импортирует из России до 40 % природного газа. Поэтому энергобезопасность ЕС зависит от экономики России, в первую очередь от уровня добычи энергоресурсов и уровня энергопотребления, следовательно, и от состояния энергосбережения.

Экология -- следующий фактор, побуждающий к снижению потребления органического топлива. В большинстве стран установлены жесткие нормативы на выбросы вредных веществ, образующихся при сжигании органического топлива. Прежде всего это пыль, окислы азота, серы и углерода. Особая ситуация складывается с углекислым газом, который относится к парниковым газам. Согласно Киотскому протоколу, к которому присоединилось уже достаточное количество государств, каждый участник должен ограничить среднегодовой выброс парниковых газов в расчетный период 2008-2012 гг. уровнем выбросов 1990 г. В связи с этим появился экономический стимул, поскольку в рамках протокола возможна торговля квотами на выбросы СО2. Россия находится в выгодном положении, так как по прогнозам даже к 2020 г. уровень выбросов СО2 будет ниже, чем в 1990 г. (благодаря резкому спаду производства в девяностые годы). С другой стороны, такой запас не является стимулом к снижению потребления органического топлива и развитию альтернативных источников энергии.

Но главной причиной необходимости коренного пересмотра отношения к энергосбережению в России является чрезмерно высокая энергоемкость ВВП, которая делает национальную экономику неэффективной и ставит под сомнение реализацию высоких темпов роста ВВП, запланированных до 2020 г. В 2000 г. энергоемкость ВВП России в 3,2 раза была выше по сравнению с аналогичным показателем ЕС, в 2,2 раза -- США и 3,6 раза -- Японии. Еще большие различия наблюдаются по отраслям промышленности. Доля энергозатрат в стоимости промышленной продукции России составляет 18 % (против 3-10 % в советское время). А в химии и нефтехимии -- 40-45 % и даже 70 % на отдельных предприятиях. Это означает неконкурентоспособность отечественных товаров как на мировом, так и внутреннем рынках, что приводит к засилью импорта и, как следствие, просто к остановке местных предприятий за ненадобностью их продукции. Другое очень опасное последствие связано с резким сокращением инвестиций -- зачем вкладывать средства в то, что не приносит прибыли.

Развитие энергетики и эффективность использования энергоресурсов определяются "Энергетической стратегией России на период до 2020 г.", принятой в 2000 г. Прогнозы основаны на двух сценариях развития экономики страны -- оптимистическом и пессимистическом (умеренном). Первый сценарий предполагает 5 % рост ВВП в год (или в 2,6 раза к 2020 г.), а второй -- 3,5 % (двукратный рост). В уточненной редакции "Стратегии от 28.08.2003 г." предполагаются еще более высокие темпы роста -- 3,3 раза и 2,3 соответственно (или, в среднем, 6 % и 4,2 % в год). Понятно, что ускоренные темпы развития экономики являются необходимым условием для того, чтобы приблизиться к высокому уровню жизни развитых стран. Количественно этот уровень характеризуется таким параметром, как объем валового внутреннего продукта на душу населения. (Рис.1). Здесь отличие России от ЕС достигает 3 раз (7,5 тыс. $/чел. против 21,9).

Сегодня Россия находится среди лидеров по экономическому росту. В 2004 г. прирост ВВП составил 7,1 %. Для сравнения: среднемировой -- 3,7 %, в США -- 4,5 %, в ЕС -- 2,5 %, в Китае -- 8,5 %. Но столь высокий показатель в Российской Федерации -- временный и обусловлен благоприятными обстоятельствами. В ближайшем будущем ожидается его снижение до уровня в диапазоне 6-3 %. Неопределенность весьма велика. Анализ Мирового энергетического агентства и других экспертов сводится к наиболее вероятной цифре -- около 3 %, т.е. увеличение ВВП к 2020 г. всего в 1,9 раза. А это означает, что разрыв по экономическим показателям и уровню жизни между Россией и развитыми странами к 2020 г. останется по-прежнему значительным. И одна из главных причин невозможности быстрого роста экономики, как уже отмечалось, связана с высокой энергоемкостью ВВП и невозможностью резкого ее снижения. В соответствии с "Энергетической стратегией" необходимым условием поддержания заданных темпов экономического развития страны является снижение энергоемкости экономики в 2,2 раза в оптимистическом варианте и 1,8 раза -- в пессимистическом. По оценкам ИСЭМ СО РАН, этот показатель навряд ли превысит значение 1,7, а Мировое энергетическое агентство вообще дает низкую цифру -- 1,4. Из последнего следует, что к 2020 г. огромные различия по энергоемкости между РФ и развитыми странами останутся почти неизменными.

Высокая энергоемкость -- проблема национальной экономики

Разумеется, есть объективные предпосылки, от которых никуда не уйти -- суровый климат, большие расстояния, труднодоступность многих месторождений. Но имеются и другие факторы. Очень высокая доля энергоемких отраслей в промышленности и очень малая -- наукоемких и высокотехнологичных отраслей; энергорасточительные технологии как при производстве, так и потреблении энергии; отсутствие экономических стимулов для внедрения энергоэффективных технологий и мероприятий, в частности, из-за низких цен на топливо, особенно газ; слабый учет потребления энергоресурсов; неэффективные режимы и почти полное отсутствие систем регулирования энергопотребления. Для наглядности несколько показательных примеров. Перерасход топлива для теплоснабжения достигает 30 % из-за несовершенства котельных и тепловых станций. КПД ТЭС с паровыми турбинами составляет 35 % (а небольших станций -- даже 25 %) , в то время как в мире активно внедряются парогазовые установки (ПГУ) с КПД 50-60 %! Что касается цен на топливо, то здесь два отрицательных момента. Во-первых, низкие внутренние цены: на нефть -- 72 % от экспортной цены, на уголь -- 57 %, а на газ даже 20 %! Во-вторых, ненормальное соотношение цен между разными энергоносителями -- газ стоит в 2 раза дешевле угля (16,6 $/т у. т. против 30,3 $/т у. т. в 2001 г.), а должно быть наоборот, поскольку газ -- гораздо более ценное сырье. Отсюда, как следствие, полное отсутствие стимулов для развития угольных технологий и также ненормальное соотношение по использованию газа и угля в энергетике. При производстве электричества в России доля газа составляет 42,6 %, а угля -- всего 20,1 %. В то время как в ЕС -- 17,5 % и 27,4 %, а в США -- 19% и 50 %. В целом же в энергетике России доля газа еще больше -- 60-64 %.

Согласно "Энергетической стратегии" снижение энергоемкости ВВП будет достигаться двумя путями -- на две трети за счет структурной перестройки экономики (увеличение доли наукоемких и малоэнергоемких производств, а также сферы услуг) и на треть за счет технологического и организационного энергосбережения. Энергосбережение из разряда желаемых мероприятий переходит в разряд необходимого условия, только при выполнении которого возможны высокие темпы развития экономики РФ.

Экспертные оценки показывают, что Россия обладает гигантским потенциалом энергосбережения -- более 40 % от общего энергопотребления (400-500 млн. т у. т. в год). Одна треть потенциала сосредоточена в отраслях ТЭК, другая треть -- в промышленности и стройиндустрии, и четверть -- в ЖКХ. Чрезвычайно важно подчеркнуть, что реализация указанного потенциала сопряжена с существенными затратами и не ограничивается простыми мероприятиями типа "Уходя, гасите свет", хотя они тоже обязательны. По данным из "Энергетической стратегии", 20 % потенциала энергосбережения можно реализовать при затратах до 15 $/т у. т., что сопоставимо с ценой топлива. Самые дорогие мероприятия обойдутся в сумму более 60 $/т у. т. (15 % потенциала энергосбережения). Основная часть мероприятий потребует затрат от 15 до 60 $/т у. т. Таким образом, необходимы значительные целевые инвестиции, поскольку энергосбережение -- это удел богатых.

За последние годы выпущен целый ряд документов федерального уровня, регламентирующих деятельность в области энергосбережения. Наиболее важные из них следующие: Федеральный закон "Об энергосбережении" (1996 г.), Федеральная целевая программа "Энергосбережение России" (1998 г.), "Энергетическая стратегия России на период до 2020 г." (2000 г.), Федеральная программа "Энергоэффективная экономика на период 2002-2005 гг. и на перспективу до 2010 г." (2001). Перечисленными документами предусмотрены, в частности, меры по созданию региональных законов об энергосбережении, а также региональных и отраслевых программ энергосбережения, по установке приборов учета энергоресурсов, по энергоаудиту, по стимулированию энергосберегающих мероприятий. Последнее означает, что предприятиям предоставлено право оставлять в своем распоряжении сэкономленные средства на срок окупаемости мероприятия плюс один год. Еще один механизм реализации энергосберегающей политики заключается в создании демонстрационных зон (ДЗ) высокой энергоэффективности в рамках Международного проекта Европейской экономической комиссии ООН "Энергетическая эффективность -- 2000". Этот проект был запущен при поддержке Миннауки и Минтопэнерго РФ с участием Ассоциации российских демзон РУСДЕМ. За указанный период времени действительно во многих отраслях и регионах были приняты локальные законы и программы по энергосбережению, осуществлялись разнообразные энергосберегающие мероприятия, создавались фонды и советы разных уровней, образованы сервисные и консалтинговые фирмы, налажен в определенных объемах выпуск отечественного энергосберегающего оборудования и организована поставка соответствующих импортных приборов. Тем не менее, как указано в начале статьи, экономический эффект почти не ощутим. Не очень заметно и снижение энергоемкости ВВП.

Главная причина отсутствия значительных успехов состоит в том, что по-прежнему нет никаких экономических стимулов и реальных правовых механизмов, побуждающих к энергосбережению. Нет реальной финансовой поддержки как конкретных энергоэффективных мероприятий, так и в целом программ энергосбережения. Практически все затраты возлагаются на внебюджетные фонды, т. е. на сами предприятия и ЖКХ, большинство которых и так едва сводят концы с концами. Для энергетического хозяйства характерен чрезвычайно высокий износ оборудования (более 50%), в связи с чем все средства тратятся на затыкание "дыр", но не на решение вопросов энергоэффективности и энергосбережения. Крупные энергопроизводящие организации не заинтересованы в снижении энергозатрат у потребителя -- им важен сбыт. Нет тесного взаимодействия между властью, бизнесом, средствами массовой информации и населением, без чего невозможна эффективная реализация программ энергосбережения. Наконец, в России, к сожалению, отсутствуют традиции бережливости и экономии в отличие от европейцев.

3. Что понимается под деградацией окружающей среды? Что представляет собой система стандартных загрязнений?

Деградация окружающей среды -- процесс, в результате которого способность экосистем поддерживать постоянство качества жизни. Экосистема в самых общих чертах может быть определена как взаимодействие живых организмов с их окружением. Результаты такого взаимодействия на суше - это обычно устойчивые сообщества, т.е. совокупности животных и растений, связанных друг с другом, а также с ресурсами почвы, воды и воздуха. Область науки, изучающая функционирование экосистем, называется экологией. Природа экосистемных взаимодействий варьирует от чисто физических, таких, как влияние ветров и дождей, до биохимических, к которым можно отнести, например, обеспечение метаболических потребностей разных организмов или разложение органических отбросов, возвращающее в среду те или иные химические элементы в форме, пригодной для повторного использования. Если под влиянием каких-то факторов эти взаимодействия становятся несбалансированными, то изменяются внутренние связи в экосистеме, и ее способность обеспечивать существование разнообразных организмов может значительно уменьшиться. Самая частая причина деградации окружающей среды - это деятельность человека, постоянно наносящая ущерб состоянию почв, воды и воздуха. Естественные перемены в экосистемах, как правило, происходят очень постепенно и являются составной частью эволюционного процесса. Однако многие перемены вызваны такими внешними воздействиями, к которым система не приспособлена. Чаще всего эти воздействия связаны с деятельностью человека, но иногда являются результатом природных катастроф.

СТАБИЛЬНОСТЬ ЭКОСИСТЕМ

Поддержание нормального функционирования наземных экосистем зависит от четырех факторов: качества воды, качества почвы, качества воздуха и сохранения биоразнообразия.

Качество воды. Жизнь в обычных ее формах зависит прежде всего от кислорода, высвобождаемого при фотосинтезе из молекул воды (H2O). Вода, заполняющая океаны, озера и реки, покрывает более двух третей земной поверхности. Запасы ее содержатся также во льдах полярных шапок и ледников, в виде грунтовых вод, а также в атмосфере в виде пара и мелких капель. Избыток биогенных элементов. О качестве воды чаще всего судят по двум показателям, а именно по концентрациям в ней растворенных соединений азота и фосфора. Оба эти элемента абсолютно необходимы для завершающей стадии процесса фотосинтеза - серии биохимических реакций, в ходе которых растения, используя энергию солнечного света, синтезируют разнообразные органические вещества, обеспечивающие их существование и рост. В "нормальных" условиях азот и фосфор встречаются в низких концентрациях и могут почти полностью потребляться растениями в ходе жизнедеятельности. Если же во внешнюю среду по тем или иным причинам этих элементов начинает поступать слишком много, то их избыток уже является загрязнением среды. Основной источник дополнительного количества азота и фосфора в пресных водах - это вымывание (дождем и тающим снегом) минеральных (неорганических) удобрений с возделываемых земель. Накопление в экосистеме избытка биогенных элементов (прежде всего азота и фосфора) ведет к нарушению биологического равновесия, что проявляется в стремительном увеличении численности и биомассы каких-то отдельных компонентов сообщества. Однако для других видов того же сообщества возникший дисбаланс может оказаться губительным. Так, при наличии в воде озера очень большого количества биогенных элементов в нем разрастаются водоросли, и они достигают столь высокой численности, что могут истратить почти весь содержащийся в воде свободный кислород и вызвать гибель рыб (т.н. "замор").

Бактерии. В некоторых случаях загрязнение водоемов, используемых как место отдыха и ловли рыбы, выражается в виде значительного повышения концентрации в воде бактерий, обычно обитающих в кишечнике человека и известных под названием "кишечная палочка". Большое количество этих бактерий - убедительное свидетельство того, что в данный водоем попадают фекалии. Именно поэтому в популярных местах отдыха обычно проводят регулярные анализы проб воды в водоемах на содержание в них кишечной палочки; это содержание не должно превышать некоего допустимого предела (считается, что определенное количество таких бактерий всегда присутствует даже в чистых водах). Высокая концентрация кишечной палочки - это показатель неудовлетворительного санитарного состояния данного водоема. Загрязнение кишечными палочками может быть следствием сброса неочищенных сточных вод, поступления в водоем химических элементов, служащих пищей для бактерий, а также поверхностного стока с территории, сильно загрязненной пометом животных.

Количество воды. Помимо качества воды, оцениваемого химическими или биологическими методами, для существования всех наземных экосистем не менее важно и само наличие воды в достаточном количестве. Когда в каком-то регионе возникает засуха, уровень грунтовых вод резко понижается, что наносит существенный вред всей экосистеме. Деревья, не способные достичь своими корнями грунтовых вод, увядают и погибают; небольшие реки и мелкие озерки высыхают, а вдоль речек, которые еще существуют и питают оставшиеся озера и созданные человеком водохранилища, происходит сильная эрозия почвы. Иссушение тех или иных мест почти всегда есть результат деятельности человека, прежде всего - уничтожения им естественного растительного покрова. Лишенная растительности, открытая действию солнца и ветра, почва очень быстро теряет содержащуюся в ней влагу. Высыхание делает почву более уязвимой для эрозии, а эрозия, в свою очередь, снижает способность почвы поддерживать растительность и таким образом ведет к еще более сильному обезвоживанию. Другая распространенная причина понижения уровня грунтовых вод и иссушения территорий - чрезмерная эксплуатация подземных водных ресурсов (через колодцы и скважины).

Качество почвы. 98% всего продовольствия человечеству дает земля. Безлесным пространствам с богатыми почвами принадлежит ключевая роль и в пополнении водоносных горизонтов дождевыми и талыми водами. По некоторым оценкам, начиная с 1945 во всем мире значительной деградации подверглось ок. 17% (более 1,2 млрд. га) плодородных земель, причем из них примерно 9 млн. га пришли в полную негодность. Ухудшение качества почв может происходить вследствие разных причин, но основные из них - это урбанизация и эрозия. Первые центры урбанизации возникали там, где природные условия позволяли значительной части населения не участвовать непосредственно в производстве продуктов питания. Неудивительно, что каждый такой город был со всех сторон окружен возделываемыми землями. Однако в 20 в. по мере роста городов все большую площадь на прилегающих территориях начали занимать дороги, свалки, места захоронения отходов, водохранилища, рекреационные комплексы и, наконец, сами дома. Значительные площади превращались по сути в непроницаемые поверхности (к примеру, покрытые асфальтом); в результате дождевые и талые воды вместо того, чтобы просачиваться через почву и пополнять подземные водоносные слои, отводились в сторону, где быстро испарялись. В настоящее время главный и повсеместно действующий фактор деградации почвы - эрозия, которая в основном есть следствие ошибок, совершаемых человеком при эксплуатации земель. В результате водной эрозии верхний слой почвы смывается в 25 раз быстрее, чем на нетронутых природных участках, а ведь именно в этом слое скапливаются органические вещества, определяющие плодородие земли. Эрозия ведет не только к потере плодородия: унесенные водой мелкие илистые частицы заполняют водохранилища, реки, озера и бухты, что совершенно меняет характер местообитаний. Способствует эрозии и практика нещадящей обработки земли, перевыпас скота, сведение лесов, засоление и прямое загрязнение химикалиями. Под нещадящей обработкой земли понимается слишком частая вспашка, возделывание участков на крутых склонах без предварительного террасирования (формирования плоских участков - террас, окруженных валами), а также вспашка больших площадей земли, которая остается открытой для действия солнца и ветра. Перевыпас скота и сведение лесов разрушают защищающий почву растительный покров, подвергая ее ветровой и водной эрозии.

Уничтожение леса и разрушение травяного покрова также приводит к химическим изменения ее состава. Засоление - это непосредственный результат излишнего орошения в регионах, где очень высока скорость испарения влаги. Соли, всегда присутствующие в природных водах, по мере испарения воды накапливаются в почве. Отходы современного технологически развитого общества представляют серьезную угрозу для качества почвы. Заполненные мусором котлованы и места захоронения токсичных веществ почти никогда не бывают полностью изолированы от окружающей среды.

Нелегальное выбрасывание мусора на обочины дорог и вполне узаконенное, но плохо организованное захоронение токсичных отходов уже привело к потере многих тысяч гектаров сельскохозяйственных земель. Радиоактивное загрязнение, вызванное ядерной катастрофой в Чернобыле, сделало непригодными для использования огромные территории на Украине - одном из самых плодородных сельскозяйственных регионов Восточной Европы. Меры, предпринимаемые для сохранения почв, часто оказываются недостаточными и запоздалыми. Даже в регионах с устойчивым земледелием меры по охране почвы по-прежнему требуют вложения значительных средств. Фермеры и иные работники сельского хозяйства, чье благополучие зависит от качества почвы, на самом деле редко уделяют охране земель надлежащее внимание - ведь в краткосрочной перспективе предпринимаемые меры могут снизить плодородие и уменьшить доходы.

Качество воздуха. Атмосфера является источником кислорода и диоксида углерода, необходимых для жизненно важных биохимических процессов. Атмосфере принадлежит также роль одеяла, которое поддерживает температуру в пределах, допускающих жизнь, и роль щита, который препятствует проникновению из космоса излучения, губительного для подавляющего большинства организмов (или, по крайней мере, значительно его ослабляет). Чтобы эти важнейшие функции атмосферы сохранялись, ее состав не должен подвергаться серьезным изменениям. Земная атмосфера - это единая система. Методы современной метеорологии, в частности наблюдения со спутников, убедительно доказывают теснейшую взаимосвязь атмосферных явлений, ответственных за состояние погоды, на обширных пространствах земного шара. Эффект от изменения атмосферы в каком-то одном регионе в конце концов распространяется по всей атмосфере. Изменения в атмосфере, вызванные деятельностью человека, всегда связаны с выбросом тех или иных веществ, разносимых далее ветрами. Чаще всего это выбросы продуктов сжигания. В большом количестве поступают в атмосферу газы, отходы химического производства и радиоактивные вещества. Наиболее очевидное загрязнение - выброс в атмосферу веществ, оказывающих прямой отравляющий эффект на все живое. Однако некоторые загрязняющие вещества проявляют свое действие спустя длительное время. Например, поступление в атмосферу хлорфторуглеродов (ХФУ), используемых в качестве наполнителей аэрозольных упаковок, охлаждающих агентов (фреонов) и химических растворителей, приводит к разрушению озона - газа, который образует в стратосфере слой, поглощающий ультрафиолетовое излучение Солнца. (Под действием ультрафиолетовых лучей молекулы ХФУ распадаются с высвобождением атомов хлора и оксидов хлора, которые и разрушают озоновый слой).

Озоновая дыра. Собственно говоря, озоновый слой не является слоем в строгом смысле этого слова: молекулы озона присутствуют везде в атмосфере, но на высоте 10-40 км над уровнем моря озон содержится в количестве 1 молекула озона на 100 000 других молекул, тогда как на меньшей высоте его концентрация ниже.