14.1 Введение

Концепция промышленной экологии - это концепция, в которой продукты, достигшие конца своей полезной жизни, вновь поступают в промышленный поток и становятся частью новых продуктов. Как говорит Кумар Патал (Kumar Patal), бывший сотрудник. АТ &Т Bell Laboratories, «если надлежащим образом реализуется промышленная экология, то целью становится «от колыбели к реинкарнации», а не «от колыбели к могиле». Эффективность циклизации (повторного вовлечения ресурсов в хозяйственный оборот) сильно зависит от проекта продукта или процессов; поэтому разработка с учетом возможности рециклирования (desigп for recycliпg, DfR) - это один из наиболее важных аспектов промышленной экологии.

Последствия того, что на более ранних стадиях промышленного проектирования DfR не принимались во внимание, наглядно иллюстрирует исследовательский проект Carnegie Mellon University по утилизации персональных компьютеров. По оценкам, к 2005 г. ежегодно будут подлежать захоронению около 55 млн. компьютеров, причем ни в одном них не содержатся легко извлекаемые материалы. Требуемый объем мощности полигонов ежегодно составит почти 3 млн. кубометров и потребует ежегодных затрат около 150 млн. долл. Это очень много, однако данные относятся только к малой доле того объема, который может в конечном счете возникнуть поскольку исследования, проведенные Fraunhofer Institute, показывают, что три четверти всех вышедших из употребления компьютеров где-то хранятся. Даже если компьютер не используется, оказывается психологически сложным выбросить что-то такое дорогостоящее, как персональный компьютер.

Если рассмотреть также и стиральные машины, холодильники, автомобильные пластики и все другие используемые в настоящее время и не спроектированные с учетом рециклирования продукты, то запасы невосстанавливаемых материалов в них оказываются огромными. Однако извлечение полезных компонентов из большей части этих материалов в настоящий момент более дорого и сложно, чем необходимо, поскольку большинство продуктов не были разработаны с учетом возможности ремонта и рециклирования. Поэтому конструирование с учетом возможности рециклирования может не только быть рекомендовано, но и оказаться чрезвычайно важным для способности общества продолжать использовать материалы теми способами, к которым мы привыкли.

В гл. 11 мы высказали мнение о том, что чем ниже спускаться к началу по цепи материальных потоков, тем больше энергии потребуется на восстановление единицы материала. Проектировщик должен не просто обеспечить возможность рециклирования отдельных материалов, но и постараться потерять как можно меньше этого материала, таким образом избегая «истощения» овеществленной в нем полезности. Поставив такую цель, тем не менее, нужно учитывать, что часто трудно избежать некоторой потери рециклируемого материала. В большинстве случаев повторно использовать материалы, даже с ухудшением качества, гораздо лучше, чем выбрасывать их. Следовательно, повторно использовать пенопластовые подносы из кафе в качестве изоляционных панелей или пластиковые бутылки из-под газированной воды как ковровое волокно можно рекомендовать даже тогда, когда исследователи пытаются разработать технологии повторного использования, которые сохраняют больше овеществленной энергии первоначального материала.

Альтернативные стратегии конца жизненного цикла показывает «кометообразная диаграмма» на рис. 14.1. Пользователи находятся в точке перигелия орбитальной траектории продукта. При приближении к перигелию (части орбиты вверху диаграммы) материалы формируются, перерабатываются в детали, затем в продукты и - продаются. При отдалении от перигелия продукты и их компоненты либо используются повторно, либо выбрасываются.

Замыкающая петля, очевидно, предпочтительна с экологической точки зрения, и чем петля короче, тем лучше, поскольку короткие петли сохраняют материалы и энергию, овеществленные в продуктах во время их производства. Большинство петель тpебуют переработки, обеспечивающей различные услуги для перемещения ресурсов с выходящего сегмента орбиты к входящему.

Первоначальный проектировщик продукта определяет варианты петель, доступных пользователю и потенциальному переработчику вторичного сырья. Предпочитаемый ими подход заключается в практике превентивного и «терапевтического» обслуживания в течение как можно более долгого времени, включая модернизацию для использования выигрышей в эффективности и работе, возникающих в результате технологической инновации. Раньше или позже, однако, непрактичность последующего обслуживания или просто выход продукта из строя вызовет необходимость коренной реконструкции или его замены. Идеальная конструкция позволяет обновлять и улучшать продукт, изменяя малое число узлов и рециклируя те, которые заменяются. Следующая по качеству конструкция - та, которая требует замены продукта, но позволяет многие узлы или большинство из них восстанавливать и рециклировать в новые продукты. Если маловероятно, что узлы сами по себе будут использованы повторно, необходимо попытаться разработать детали узлов с учетом восстановления и использования в нескольких продуктовых циклах. Обычно наименее желательна из всех альтернатив полная разборка, за которой следует восстановление отдельных материалов в продукте (или, возможно, некоторое количество овеществленной энергии, если продукт лучше сжигать) и поступление материалов или энергии обратно в промышленный поток. Выбрасывание продукта без возможности какого-либо из этих вариантов рециклирования обычно неприемлемо и не может считаться необходимой альтернативой с точки зрения промышленной экологии.

Последовательность рециклирования автомобиля

Многие аспекты проектирования с учетом возможности рециклирования (DfR) иллюстрируются рециклированием автомобилей и их деталей. Это рециклирование происходит в несколько этапов, причем на каждом этапе имеются свои собственные переработчики (рис. 14.2). Процесс начинается с транспортировки автомобиля, который считается не пригодным для работы, в пункт разборки. Разборщик удаляет компоненты, которые можно продать: панели корпуса, свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, колеса и шины, радиатор, генератор и т. Д.