14.6.3 Приоритеты при рециклировании
В качестве заключительного руководства для проектировщика мы приводим альтернативы рециклирования (в приоритетном порядке), разработанные American Electronic Association.
Обычно более предпочтительно:
сокращение содержания материалов;
повторное использование деталей/ремонт агрегатов;
переработка;
рециклирование материалов;
сжигание с получением энергии (если это безопасно). Обычно наименее предпочтительно выбрасывание в отходы.
Воздействие транспортировки, связанной с операциями рециклирования, может стать основной проблемой при принятии стратегии рециклирования. Даже в противном случае экологически предпочтительные виды деятельности, такие, как системы возврата продуктов после потребления, могут оказаться неудачными, если не рассматривать экологические издержки транспортировки. Система возврата упаковки в Германии, например, привела к высокому воздействию транспортировки на единицу упаковки при рециклировании тяжелых стеклянных бутылок, поскольку их приходилось перевозить далеко от места образования этих отходов. Обычно требуется анализ каждого конкретного случая для определения лучшего решения; в рамках этого анализа должен рассматриваться полный спектр воздействий, ценность восстанавливаемых материалов и альтернативы рециклированию низкого уровня или вообще отсутствию рециклирования. В то время как решение не рециклировать определенный материал или тип продукта интуитивно кажется неправильным, тщательный анализ, в котором принимаются во внимание все аспекты, иногда покажет, что это наилучшее решение со всех точек зрения.
Таким образом, рециклирование продуктов - не всегда правильная политика и не следует автоматически принимать решения рециклировать каким-то определенным образом. Имеет смысл рециклировать, только если энергетические, экологические и трyдoвыe затраты таковы, что рециклирование предпочтительнее нерециклирования. Например, повторное использование или рециклирование емкостей для напитков должно проводиться, только если сырье просто и недорого собирать, транспортировать или использовать повторно. Другой пример: со старым оборудованием, не предназначенным для повторного использования или переработки, редко можно сделать что-либо, кроме извлечения материалов, и даже это может быть сложным и дорогим. Решения по рециклированию должны приниматься с позиций логики, поэтому часто такая позиция требует выбросить в отходы старые, разработанные без учета требований окружающей среды предметы. Как и в других областях промышленной экологии, здесь всегда есть выбор, и для определения наиболее разумного подхода к данной проблеме требуется подpoбный анализ. И, что особенно важно, рециклирование не должно приводить к большему воздействию на окружающую среду, чем его отсутствие.
Введение в оценку жизненного цикла
15.1 Жизненный цикл промышленных продуктов
Центральный принцип промышленной экологии - оценка жизненного цикла (ОЖЦ ГОСТ Р ИСО 14040) (life-cjcle assessтeпt, LCA). Суть LCA заключается в изучении, выявлении и оценке соответствующих воздействий на окружающую среду материала, процесса, продукта или системы на протяжении их жизненного цикла от создания до утилизации или, что более предпочтительно, до воссоздания в такой же или другой полезной форме. Общество экологической токсикологии и: химии определяет процесс LCA следующим образом:
Оценка жизненного цикла - это объективный процесс подсчета экологических воздействий, связанных с продуктом, процессом или деятельностью, путем подсчета и определения использованных энергии, материалов и выбросов в окружающую среду, и подсчета, реализации возможностей по введению в действие экологических улучшений. Оценка включает полный жизненный цикл продукта, процесса или вида деятельности, oxвaтывая добычу и переработку сырья, производство, транспортировку и распределение, использование, повторное использование, обслуживание, рециклирование и конечное размещение.
Схема стадий жизненного цикла предполагает, что корпорация производит конечный продукт для отправки и продажи непосредственно покупателю. Часто, однако, корпорация производит полуфабрикаты - :химические вещества для разных процессов, стальные болты, системы тормозов - сделанные для продажи и включения в состав продуктов другой фирмы. Как эта концепция применяется в таких обстоятельствах?
Представьте себе процесс производства, изображенный на рис. 15.1, (развитие рис. 8.4). На рисунке представлены три различных типа производства: (А) производство полуфабрикатов = сырья (например, пластиковые блоки из нефтяного сырья или рулоны бумаги из рециклированной макулатуры); (В). производство компонентов из полуфабрикатов (например, кнопки для одежды из стали или окрашенного материала из хлопка); и (С) переработка полуфабрикатов (например, хлопчатая ткань) или сборка переработaнных материалов (например, пластиковый корпус) в конечные продукты (например, рубашки или магнитофоны).
Рис. 8.4 показывает производство С, где команда по проектированию и производству осуществляет фактически полный контроль над всеми стадиями жизни продукта, кроме стадии 1 - предпроизводственной. Для корпорации, чья деятельность относится к типу А или В, перспектива изменяет некоторые стадиижизни, но не все.
Стадия 1, предпроuзводственная. До тех пор пока корпорация типа А является действительным добытчиком материалов, концепция этого этапа жизни идентична для корпораций всех типов.
Стадия 2, проuзводство. Идея этой стадии жизни идентична для корпораций всех типов.
Стадия 3, доставка продуктов. Концепция этой стадии жизни идентична для корпораций всех типов.
Стадия 4, использование продукта. Для корпораций А использование продукта в сущности контролируется корпорациями В или С, хотя свойства продукта, такие, как чистота или состав полуфабрикатов, могут влиять на производство побочных продуктoв и отходов. Для корпораций В их продукты иногда могут оказывать воздействие на стадию использования конечного продукта корпорации С, как при использовании энергии трубами охлаждения или в требовании смазки подшипников.
Стадия 5, ремонт, реццклирование или захоронение. Свойства промежуточных материалов, производимых корпорациями А, часто могут определить возможность рециклируемости конечного продукта. Например, ряд пластиков сейчас проектируются с учетом оптимизации их рециклируемости. Для корпораций В подход к стадии 5 зависит от сложности производимой детали. Если речь идет о детали, например, о кондесаторе, количество и разнообразие ее материалов и ее структурная сложность заслуживают рассмотрения. Если это можно назвать модулем, проблемы аналогичны проблемам производителя конечного продукта - простота разборки, возможность ремонта и т.п.
Таким образом, корпорации А и В могут и должны иметь дело с оценкой DfE их продуктов, почти так же как и корпорации С. Вопросы первых трех этапов жизни в принципе находятся полностью под их контролем.. Для последних двух стадий жизни на продукты корпораций А и В воздействует корпорация С, с которой они имеют дело, и в свою очередь их продукты воздействуют на характеристики этапов 4 и 5 продуктов корпорации С.
15.2 РАМКИ LCA
Оценка жизненного цикла может быть крупной и сложной задачей и иметь много вариантов. Тем не менее существует общее соглашение по формальной структуре LCA, которая содержит три стадии: определение цели и масштаба, инвентаризацию выбросов и анализ воздействия; при этом за каждой стадией следует интерпретацuя результатов (рис. 15.2). Сначала определяются цель и масштаб LCA, затем проводятся инвентаризация выбросов и анализ воздействия. Интерпретация результатов на каждой стадии стимулирует анализ возможных улучшений (которые могут в качестве обратной связи воздействовать на каждый из этапов, так что весь процесс носит итеративный характер). Наконeц, выпускается руководство по проектированию с учетом требований окружающей среды.
Возможно, для начала оценки LCA нет более важного шага, чем точное определение масштаба оценки: какие материалы, процессы или продукты должны рассматриваться и насколько широко будут определены альтернативы? Рассмотрим, например, вопрос сбросов хлорированных растворителей в процессе обычной химической чистки. Цель анализа - сокращение воздействия на окружающую среду. Однако рамки анализа должны быть ясно определены. Если он ограничен, рамки могут включать только методы хорошего ведения домашнего хозяйства, регулирования «конца трубы», административных процедур и изменений процесса. Альтернативные материалы - в данном случае растворители – также должны рассматриваться. Если, однако, рамки определяются широко, они могут включать альтернативные варианты оказания услуг: некоторые данные показывают, что множество вещей отправляют в пункты химической чиcтки не для чистки, а только для утюжки. Соответственно предлoжeниe альтернативных услуг по утюжке может значительно сократить выбросы. Можно взглянуть на проблему системно: при том, что нам известно о полимерах и волокнах, почему все еще используются тканые материалы и процессы чистки, которые требуют хлорированных растворителей? Среди вопросов, которые повлияли бы на выбор масштаба в случаях, аналогичныx упомянутому выше: (а) кто осуществляет анализ и насколько можно контролировать реализацию альтернатив; (б) какие ресурсы доступны для проведения исследования; и (с) каковы наиболее узкие рамки анализа, которые все-таки обеспечивают адекватное рассмотрение системных аспектов проблемы?
Рисунок 15.2 - Фазы ОЖЦ
Рис. 15.2
Стадии оценки жизненного цикла технологической деятельности. Стрелки обозначают основные потоки информации. На каждом этапе результаты интерпретируются, обеспечивая, таким образом, возможнocть корректировки экологических характеристик оцениваемой деятельности (Адаптировано из Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC), Guideliпes /or Life-Cycle Assessтeпt: А Code о/ Practice, Pensacola, FL, 1993.)
Следует также оценить ресурсы, которые можно использовать для проведения - анализа. Большинство традиционных методов LCA в сущности дают возможность неограниченного сбора данных и, таким образом, фактически неограниченных затрат ресурсов. Как общее правило, глубина анализа должна привести в соответствие степени свободы выбора альтернативы и важность экологических или технологических аспектов, приводящих к оценке. Например, анализ использования различных пластиков в корпусе производимого в настоящее время портативного проигрывателя компакт-дисков, возможно, не потребует сложного анализа: степени свободы, доступные проектировщику в такой ситуации, уже довольно ограничены существующей конструкцией и его рыночной нишей. С другой стороны, правительственные регулирующие органы, предполагающие ограничить использование сырья в больших количествах в многочисленных и разнообразных производственных приложениях, пожелали бы провести действительно всесторонний анализ, поскольку степеней свободы при поиске заменителей может быть довольно много и воздействие заменителей, широко используемых в экономике, на окружающую среду может быть значительным.
Вторая составляющая LCA - инвентаризационный анализ (ИАЖЦ ГОСТ Р ИСО 14041) (иногда называемый LCIA в иностранной литературе), несомненно, разработан лучше всего. Он использует количественные данные для определения уровней и типов энергии и материалов, используемых в промышленной системе, и соответствующих выбросов в окружающую среду (рис. 15.3). Подход основан на идее семейства материальных бюджетов, в которых аналитики измеряют затраты и выход энергии и ресурсов. Оценка осуществляется по всему жизненному циклу.
Третья стадия LCA, анализ воздействия, включает сопоставление выбросов системы и воздействий на внешний мир, в который эти выбросы попадают или по крайней мере нагрузок, оказываемых на внешний мир. Различные аспекты этой сложной и потенциально противоречивой темы обсуждаются в следующей главе.
Фаза интерпретации результатов заключается в том, что на основании данных, полученных на предыдущих этапах, делаются выводы и даются рекомендации. На этом этапе часто получают объяснение потребностей и возможностей сокращения воздействия на окружающую среду в результате осуществляемой или предполагаемой промышленной деятельности. Идеально это осуществляется в двух формах: (1) поддерживающей DfE и (2) предотвращающей загрязнения.
Meнее обширные, но все-таки ценные действия могут быть предприняты в результате интерпретации. результатов стадий обзора (определения рамок) и инвентаризации выбросов.