Обсуждая стратегии выхода человечества из глобального геоэкологического кризиса, мы говорили также о необходимости и принципиальной технической возможности повысить в обозримом будущем эффективность использования энергии на порядок, то есть примерно в 10 раз. Такие действия вполне соответствовали бы осуществлению одной из обсуждавшихся нами ранее переходных стратегий, направленных на решение глобального геоэкологического кризиса.
Из этого краткого обзора основных геоэкологических вопросов энергетики следует, что энергетика – одна из сложнейших природно-технических систем.
Х.4. Геоэкологические проблемы промышленности
Промышленность – это область вещественного материального производства, создающего орудия производства и основную часть предметов потребления. Разнообразная деятельность промышленности и ее геоэкологические последствия могут быть схематизированы в виде производственно-экологической пирамиды, несколько похожей на экологическую пирамиду (рис. 23).
Рис. 23. Соотношение типов промышленности, использования природных ресурсов и загрязнения окружающей среды
В основании пирамиды лежит добыча сырья, преимущественно минерального. Известно, что около 98 % добываемого на этом этапе сырья идет в отходы в виде пустой породы, руды низкой концентрации, грунта, нестандартной древесины и пр.
Только 2 % сырья достигает следующего уровня, который можно назвать уровнем переработки сырья. В результате него получают промежуточную продукцию, например, железо, сталь, прокат различного сортамента, цветные металлы, разнообразные химические вещества, различные пиломатериалы и пр.
Промежуточная продукция используется на следующей стадии, условно называемой машиностроением и легкой промышленностью, производящей разнообразные орудия труда и предметы потребления. На этой стадии доля полезного продукта от исходного количества сырья еще более сокращается.
Наконец, на высшей стадии промышленного производства мы имеем дело с современной индустрией высокой сложности и точности, производящей аппараты электроники и прецизионного машиностроения, композитные материалы, продукты биотехнологии и прочие товары так называемой «высокой технологии» (high-tech). На этой стадии объем используемых материалов минимален, главные вложения оказываются в виде личного опыта персонала, передовой технологии и дорогостоящих комплектующих. Одна из тенденций современной индустрии в том, что значительная часть промышленности высокой сложности и точности перестала продавать свою продукцию. Продукция сдается в аренду, а компания-изготовитель обеспечивает ее обслуживание. Так происходит переход к стадии услуг, и роль услуг имеет тенденцию к росту.
Стадия «высокой технологии» есть результат современной научно-технической революции. Зачастую при чтении литературы создается ошибочное впечатление, что человечество, или, по крайней мере, развитые страны, целиком и полностью перешли на эту стадию. На самом деле, все четыре стадии необходимы и нуждаются в развитии и совершенствовании, а без низшей стадии невозможно достичь более высокой. По-прежнему необходим металл, энергия, продукция химической промышленности и пр., без них не достичь высот «высокой технологии».
В соответствии со стадиями промышленного производства (от «сырьевой» до «high-tech») возникают определенные тенденции изменения геоэкологических проблем: a) объем извлекаемых ресурсов и перерабатываемого сырья снижается; б) объем загрязняющих отходов, сбрасываемых в окружающую среду, сокращается; в) однако токсичность сбросов резко увеличивается, так что результирующее загрязнение может и не уменьшиться.
Экологические воздействия промышленности охватывают всю технологическую цепочку от добычи сырья и первичной обработки через собственно процессы производства до получения конечного продукта и размещения отходов. Промышленность – весьма важный потребитель природных ресурсов (металлических и неметаллических руд, продуктов сельского хозяйства, энергии различных видов). В результате индустриальных процессов возникают запланированные или неожиданные сбросы вредных газов, твердых отходов и разнообразных жидких стоков. Это может случиться в процессе производства или позднее при использовании продукта. Некоторые из отходов и продуктов промышленности весьма токсичны и могут нанести значительный ущерб.
Отрасли промышленности, в наибольшей степени загрязняющие атмосферу, – это теплоэнергетика, черная и цветная металлургия:
Энергетика(тепловые электростанции) 43%
Черная и цветная металлургия 23%
Нефтеперерабатывающая промышленность 11 %
Прочие отрасли 23%
Геоэкологические последствия в различных секторах промышленности показаны в таблице.
Для борьбы с неблагоприятными геоэкологическими последствиями промышленного производства существует два принципиальных подхода:
а) управление загрязнениями на конечной стадии производства;
б) системная перестройка производственного цикла.
По сути дела, при стратегическом подходе типа а) управление загрязнениями осуществляется после завершения технологического цикла, в виде как бы дополнения к нему. Этот подход носит название «на конце трубы». Переработка загрязнений «на конце трубы», как правило, не сокращает объем или массу загрязнителей. Она попросту перемещает отходы, после их обработки, из одной среды в другую, более удобную при данном технологическом цикле, например, из воздуха в землю. Во многих случаях обработка отходов перемещает эмиссии, выпускаемые в воздух, в водную среду. Такого рода операции нежелательны в долгосрочном плане, хотя и могут казаться приемлемыми как временная мера. К сожалению, на самом деле обработка отходов «на конце трубы» чрезвычайно широко распространена, хотя по сути и не решает экологические проблемы. Такая технология носит название «малоотходная», или, более того, «безотходная», что, как мы видели, неверно.
Таблица 21
Геоэкологические воздействия различных отраслей промышленности
При стратегическом подходе типа б) в качестве долгосрочной и скорее всего недостижимой на 100 % цели, ставится задача добиться такого производства, которое было бы полностью замкнутым, подобно космическому кораблю в продолжительном, автономном полете. С этих позиций существует три класса технологических подходов, требующих системной перестройки промышленного производства для действительного снижения объема, массы и токсичности отходов, сбросов и эмиссий.
1) Экономия сырья, материалов и энергии.
К этой категории относятся изменения производственного цикла, в том числе такие мероприятия, как внедрение более экологически и экономически эффективных производственных процессов, использование новых материалов, а также такие мероприятия, как повышение теплоизоляции производственных помещений, установка более эффективного освещения, применение более легких грузовиков и пр.
