2.3. Экономия минеральных ресурсов: новые подходы

Решение проблемы обеспечения минеральными ресурса­ми в целом теоретически проще, чем решение такой же проблемы энергоресурсов: если энергия подчиняется законам термодинамики и в процессе использования рассеивается, то на минерально-сырьевые ресурсы распространяется действие закона сохранения вещества. И потому даже самые дефицит­ные ресурсы не исчезают, а входят в состав конечной продук­ции и отходов. Поэтому всегда есть принципиальная возмож­ность их многократного использования. Еще Д.И. Менделеев отмечал: «В химии нет отходов, а есть лишь неиспользован­ное сырье». Он же писал о том, что главная цель передовой технологии - получение полезного из бесполезного. При та­ком подходе отходы производства и потребления рассматри­ваются как вторичные материальные ресурсы, использование которых - важнейшее условие уменьшения промышленного загрязнения окружающей среды.

В конечном итоге за всеми подходами, позволяющими экологизировать производство, т.е. снижать количество ис­пользуемых ресурсов и энергии и одновременно уменьшить количество отходов, стоят идеи подражания природе. Пионе­рами этих идей считают Роберта Фроша и Николаса Галопулоса из Центральной лаборатории исследования двигателей в Мичигане, однако полное воплощение идеи получили в кни­ге Т.Е. Гридела и Б.Р. Алленби «Промышленная экология» [23], которая пронизана аналогиями технологии и биологии. Рассмотрим эти аналогии.

Биологические и промышленные организмы. Основные чер­ты биологических организмов - это способность осуществ­лять независимые действия, использовать энергию и матери­альные ресурсы, воспроизводить себя, реагировать на внешние воздействия, иметь ограниченную продолжительность жиз­ни. Кроме того, все многоклеточные организмы возникают из одной клетки и проходят стадии развития (онтогенез). Про­мышленные организмы (предприятия) также достаточно не­зависимы, используют энергию и материальные ресурсы, ре­агируют на внешние (экономические) воздействия, имеют конечную «продолжительность жизни». Однако они сами себя не воспроизводят и не имеют онтогенеза, т.е. строятся один раз, хотя и возможна некоторая модернизация производства. Биологическая аналогия нацеливает технологов на повышение экономичности использования энергии и ресурсов про­мышленным организмом и минимизацию выбросов отходов в окружающую среду.

Жизненный цикл биологического организма и промышленно­го изделия. Наличие жизненных циклов разной сложности у разных видов биологических организмов общеизвестно. Име­ют разные жизненные циклы и промышленные продукты, причем анализ этих циклов (его обозначают аббревиатурой LCA - life-cycle assessment) является важнейшей задачей про­мышленной экологии. Изучается жизненный цикл от начала создания продукта до его утилизации. LCA позволяет выявлять перерасход ресурсов и энергии и загрязнение окружаю­щей среды на разных стадиях жизненного цикла продукта (исключая производство, доставку, хранение и переработку). На этой основе совершенствуется производство в целях умень­шения его влияния на окружающую среду.

Цепи переноса вещества и энергии. Понятия «пищевая цепь» и «пищевая сеть» широко используются в промышленной экологии. Однако если биологическая пищевая цепь имеет достаточно четкие закономерности - она заряжается веществом и энергией на трофическом уровне продуцентов, а затем ве­щества и энергия передаются организмам более высоких тро­фических уровней, число которых в наземных экосистемах не превышает 4, а в водных - 6, то в технологических цепях ситуация иная. Подпитка энергией необходима для любой транс­формации вещества (на стадиях горной разработки, обогаще­ния руды, плавки металла, изготовления деталей, сборки всего продукта). Кроме того, если в ходе и после завершения экологической пищевой цепи производимые продукты раз­рушаются редуцентами и содержащиеся в них элементы вовлекаются в новый производственный цикл, то технологичес­кая цепь должна завершаться утилизацией продуктов после их физического (или морального) износа, что также требует дополнительной энергии.

Симбиоз. В биологии как симбиоз рассматриваются отно­шения устойчивого сосуществования разных видов - мутализм и паразитизм. В промышленной экологии используется понятие «промышленный симбиоз» как объединение нескольких предприятий, совместно использующих энергию и ресур­сы (их также называют экоиндустриальными парками). При­меры экоиндустриальных парков: ТЭС и рыборазводное пред­приятие, использующее тепло пруда-охладителя; предприя­тие, принимающее старые автомобили, и завод, где из этого вторичного сырья производятся детали; пивоваренный завод и группа предприятий, которые на его отходах выращивают грибы и овощи, разводят свиней и рыбу; сахарный завод и скотооткормочный комплекс.

Симбиоз создали предприятия разных отраслей в Калун-борге (Дания). Горячая вода электростанции используется близлежащей рыбоводческой фермой, ил с этой фермы слу­жит удобрением для фермерской земли, а сажа электростан­ции идет на производство цемента. Эта схема сохраняет фир­мам миллионы крон, повышает использование ресурсов и резко сокращает количество отходов (примерно 1,3 млн т твер­дых отходов и 135 тыс. т выбросов в атмосферу углерода и серы).

Футурологи считают, что можно сократить потребление первичных ресурсов, по крайней мере, в 10 раз. Австрия вклю­чила «фактор 10» (90% снижения расхода первичных ресур­сов) в национальный экологический план, а правительства Дании и Германии совместно с Организацией экономичес­кого сотрудничества и развития также заявили о своем стрем­лении следовать по пути радикального сокращения расхода первичных ресурсов.