Когда-то Вальтер Штахель подарил миру выражение «от колыбели к колыбели», означающее замкнутый цикл. Сегодня этот швейцарский аналитик считается одним из выдающихся специалистов по циклической экономике.
- Расскажите нам о модели экономики замкнутого цикла, или, иными словами, о принципе «от колыбели к колыбели».
В 1970-е основным способом утилизации отходов были мусорные свалки. Обсуждение этого вопроса породило понятие «от колыбели до могилы» и вращалось вокруг повышения качества «могил» для мусора, что, по моему мнению, нельзя было называть прогрессом. В ответ я начал использовать термин «от колыбели к колыбели», придавая особое значение тому, что «могилы» - это крайняя мера.
Термину «от колыбели к колыбели» я предпочитаю выражения «экономика замкнутого цикла» или «циклическая экономика», поскольку в них используется слово «экономика». Изучив экономическую сторону вопроса, мы сразу поймем, что даже самые малые циклы - повторное использование, восстановление, модернизация и повторный маркетинг товаров и компонентов в промышленности - приносят большую финансовую выгоду. Причина тому - минимальные затраты для покупателя и максимальная прибыль для изготовителя.
При изучении экономических показателей необходимо одновременно рассматривать, что именно принесет максимальную прибыль. Например, при разработке новых продуктов важно знать фактическое или эквивалентное содержание воды в сырье.
Будучи трудоемкими, малые циклы приносят большую выгоду и в социальном плане. Потребляя очень небольшое количество сырья и энергоресурсов, и имея локальный характер, они повышают уровень занятости на местах и, тем самым, стимулируют экономику соответствующих регионов. В контексте же устойчивого развития мы постоянно работаем над оптимизацией этих трех факторов: экономического, экологического и социального.
Есть области, где экономика замкнутого цикла применяется многие годы, и мы даже можем не осознавать тех явлений нашего мира, что уже отвечают ее критериям. Возьмем, например, концепции повторного использования, повторного маркетинга товаров и компонентов или восстановления. Ярчайшим примером их успешного применения являются и eBay, и любой другой национальный или региональный сайт, при помощи которого бывшие в употреблении товары продаются потребителем потребителю (c2c) или коммерческой компанией потребителю (b2c). И хотя до eBay существовали блошиные рынки или одежные комиссионные магазины, то что мы имеем сегодня - это огромная глобальная платформа повторного маркетинга. По сути - то, чего мы пытаемся достичь в рамках модели экономики замкнутого цикла.
Цель eBay состоит в сбыте товаров по максимальной цене. Иными словами, основной целью бизнес-модели экономики замкнутого цикла является доходность, а задачей - результат. Это подразумевает переосмысление идеи приобретения и продажи товаров как услуг, а не продуктов и превращает покупку и продажу в результат.
Хотя бизнес-модель аренды товаров всегда существовала в рамках индустриальной экономики, в экономике замкнутого цикла она охватила гораздо более широкий набор товаров. Если мы можем взять в аренду машину, квартиру или офис, то почему бы не арендовать одежду? Аренда одежды для особых случаев стала привычной, но почему бы не брать напрокат и другие виды одежды? Аренда дамских сумочек пока еще только развивается, а аренда инструментов и оборудования для строительных площадок уже стала привычным явлением. Практически в любом аэропорту потребители могут арендовать компьютеры и мобильные телефоны.
Экономика замкнутого цикла благоприятствует и коллективному потреблению товаров как услуг, что можно наблюдать на примере общественного транспорта, включая железные дороги, авиацию, метро, муниципальные велосипеды и такси, а также платные дороги, мосты и туннели. Во всех этих операциях вы приобретаете результат. Вместе с приобретением права использовать предмет вы получаете уверенность в гарантированном результате и в том, что было обеспечено надлежащее управление жизненным циклом этого предмета.
Одной из последних сфер, на которую распространилась покупка результата, стали электронные товары. Мы все используем Интернет, смартфоны, облачные услуги, электронные банковские услуги и тому подобное, забывая, что для обеспечения их работы используются спутники. Даже при простейшем снятии денег в банкомате, когда вы находитесь за рубежом, задействуются облачная среда, Интернет и спутники. Сегодня GPS используется практически во всех отраслях, начиная с авиации и материально-технического обеспечения, перевозки грузов и добычи нефти и заканчивая нашими автомобилями. Во всех этих случаях мы приобретаем услугу без какой-либо ответственности за содержание товара. Мы просто получаем удовольствие от результата.
Экономика результата использует принципы экономики замкнутого цикла, пока мы не перестанем покупать товары и переключимся просто на услуги. В определенной мере мы как потребители, бизнесмены и даже политики уже включились в эту новую экономику.
- Что Вы думаете о возврате материалов в контексте повторного использования или уничтожения токсичных веществ?
Сохранение права собственности на товар стимулирует компанию к отказу от использования токсичных веществ в продукте. Если же их использования избежать невозможно, она предпримет меры к упрощению процесса их извлечения и отделения и приложит большие усилия к тому, чтобы не допустить обратного. Особенно верным это утверждение становится в отношении дорогостоящих веществ, например, редкоземельных элементов, используемых в электрических и цифровых товарах, не подлежащих переработке.
- Почему Вы считаете, что экономика замкнутого цикла не получила широкого распространения?
Только потому, что проблемы, которые мы обсуждали, свойственны главным образом промышленно развитым государствам Европы и Северной Америки. Перед развивающимися странами стоят совершенно другие проблемы, связанные с нехваткой ресурсов, квалифицированной рабочей силы, товаров и продуктов питания. В условиях дефицита наилучшей стратегией повышения уровня жизни населения оказывается массовое производство недорогих товаров.
Страны же с переходной экономикой, например Китай, сформировав инфраструктуру, запасы товаров и систему общественных услуг, могут заняться их обслуживанием, надлежащей эксплуатацией и поддержанием в рабочем состоянии. Что касается бедных и испытывающих недостаток ресурсов африканских стран, экономика замкнутого цикла в их условиях бесполезна. Перед тем как начать накопление запасов товаров и развитие инфраструктуры, которые они смогут обслуживать и сохранять, им необходимо достигнуть некоторого уровня благосостояния.
Экономика замкнутого цикла никогда не будет глобальной моделью. Она уже пришла в развивающиеся страны, но лишь из-за их бедности. Население этих стран вынуждено восстанавливать и полностью модернизировать продукты, но делается это на низком технологическом уровне. Повторное использование товаров в этих странах сопровождается высоким уровнем загрязнения. На африканских и азиатских заводах по переработке электронные приборы сжигают для извлечения редкоземельных элементов. Так что выходит, что многие не самые развитые страны уже применяют принципы экономики замкнутого цикла, однако по иронии судьбы при этом они наносят урон окружающей среде и здоровью своих граждан.
Традиционное, линейное понятие индустриальной экономики до сих пор имеет множество преимуществ в глазах субъектов экономической деятельности, и одно из них - возможность экстернализации стоимости риска и отходов производства. Если вы можете переложить эту стоимость на государство или потребителей, ваша прибыль увеличится, вы получите больше денег.
В долгосрочной перспективе необходимо учитывать политическую стабильность. Например, в пустыне Сахара реализуется экологический проект под названием «DESERTEC». Это огромная солнечная панель, которая будет вырабатывать электричество для снабжения стран Европы. Проект реализуется около пяти лет и поддерживается крупными европейскими компаниями. Если же взглянуть на текущее состояние Сахары, может показаться, что инвестировать миллиарды в регион, контролируемый «Аль-Каидой», - чистое сумасшествие. Я думаю, что если вы хотите помочь Африке или множеству других стран, то вам нужно предоставить им такую помощь, которая позволит им помочь самим себе, но ни в коем случае нельзя пытаться делать за них эту работу.
- Какие основные препятствия на государственном уровне Вы видите и как их преодолеть?
Главным образом они связаны с существующей экономической моделью. Политики в основном живут в индустриальной экономике. Иными словами, если они хотят создать новые рабочие места или предпринять меры по развитию экономики, все, что доступно их пониманию, - это программы наподобие «Деньги за драндулеты» (Cash for Clunkers). Они хотят отправить на свалку машины, которым больше восьми или девяти лет, и заставить людей покупать новые. При этом они совершенно игнорируют альтернативный вариант, заключающийся в полной модернизации двигателей, а ведь экологические характеристики определяются главным образом ими. Полная модернизация двигателя, возможно, будет стоить столько же, сколько расходуется в рамках программы «Деньги за драндулеты», но позволит сохранить 80% материальных вложений в машину.
На мой взгляд, самое значимое, что политики могут сделать, - изменить систему налогообложения. Внедрение системы социально-ответственного налогообложения, то есть обложения налогами невозобновляемых ресурсов (энергии и сырья) и освобождения от налогов возобновляемых, к которым относится и человеческий труд, оказалось бы огромным стимулом для развития экономики замкнутого цикла.
Вторым важным аспектом социально-ответственного налогообложения может быть применение налога на добавленную стоимость только в отношении операций, в ходе которых добавленная стоимость действительно образуется. Поскольку в случае операций, совершаемых в рамках экономики замкнутого цикла, такого не происходит, то о применении НДС и речи идти не может. Эта концепция была принципиально принята британским казначейством и рядом других европейских стран (в частности, Скандинавскими), где применяется НДС, равный 25%. Отказ от взимания НДС с восстановления, полной модернизации или повторного маркетинга товаров покажет деловым кругам выгоду социально-ответственной деятельности в условиях экономики замкнутого цикла.
Подоходный налог был изобретен в Европе и был предназначен для финансирования военных действий. Во Франции это были Наполеоновские войны и Первая мировая война. По окончании военных действий налог не был отменен.
В Китае, России, Индии и ряде других стран отсутствует налог на заработную плату. В 11 штатах США не применяется подоходный налог, еще в 12 ведется речь об отказе от него. Так как же правительства этих субъектов получают свой доход? В Техасе, например, налоги берут с нефтедобычи. Во Флориде похожая ситуация: там облагается строительство. Половина государственных поступлений в российский бюджет обеспечена добычей и продажей нефти и газа.
Государствам следует облагать налогом то, что они хотят ограничивать, и освобождать то, что они хотят стимулировать, например труд. Конечно же, каждая страна должна самостоятельно регулировать вопросы налогообложения, опираясь на свои приоритеты.
- Каким образом деловые круги могут стимулировать экономику замкнутого цикла?
Разработка бизнес-моделей возврата или повторного маркетинга собственных продуктов - это самое большее, что деловые круги, желающие принять участие в пропаганде экономики замкнутого цикла, могут сделать. Для этого необходимо разработать продукты с учетом их полного жизненного цикла и применением модульной концепции, основанной на стандартизированных компонентах, отдавая предпочтение системным, а не изолированным решениям.
Все очень просто: если компания не желает возврата своих товаров, она не может извлечь прибыль из них по окончании срока их службы. Если разработка экологичных продуктов увеличивает расходы и приносит слишком мало прибыли, то стимула к этому практически нет. Зачем производить интеллектуальные товары, если прибыль из них извлечет кто-то другой? Если же компания начнет продавать результат применения своих продуктов, сохранив право собственности на них, а следовательно, и вложенные в них ресурсы, то ее будущий доход может существенно вырасти.
На протяжении XX века товарные цены неуклонно снижались. С 2000 года начался их рост, и сегодня они достигли уровня, сопоставимого с 1900 годом. Очевидно, что сохранять за собой право собственности на материалы и ресурсы бессмысленно, если новый товар дешевле купленного десять лет назад.
Этот подход обоснован при росте товарных цен, поскольку, если в двух словах, сегодняшние товары - это завтрашние ресурсы, реализуемые по вчерашним ценам.
Начав продавать результат вместо товаров и сохраняя за собой право собственности благодаря применению аренды или лизинга, компания получает гарантию того, что через пять или десять лет в ее распоряжении будут все необходимые ресурсы для производства новых товаров.
Кроме того, вместо запуска цикла переработки компонентов или товаров целиком компания может заняться их полной модернизацией. В случае сохранения права собственности это решение остается за конкретными производителями. Только они могут принять решение о наиболее выгодном для них варианте действий по окончании срока службы продукта.
- В одних отраслях относительно несложно перейти к аренде или лизингу, в других подобный переход потребует существенных капиталовложений для запуска новых процессов. Как компании определить правильный момент перехода?
Честно говоря, я не думаю, что сейчас подходящее время. Очень удачный момент был пять или десять лет назад, когда компании активно росли, и из-за этого рынок не так настойчиво требовал от них применения новаторских решений. На самом деле, если вы решитесь на изменение корпоративной стратегии, любой момент будет правильным.
Игрокам рынка аренды недвижимости легко достичь устойчивости, достаточно всего лишь обеспечить надлежащую изоляцию и высокую энергоэффективность предлагаемых зданий. С учетом школ, льготного жилья и правительственных учреждений доля общественных зданий в общем фонде существенно вырастает. Приведение этих зданий к современным стандартам теплоизоляции очень трудоемко, но при этом практически не требует затрат на энергоресурсы и материалы. Если бы стоимость труда была ниже, например, за счет освобождения от налогообложения, то затраты можно было бы значительно урезать.
В долгосрочной перспективе выигрыш заключается в большом снижении энергозатрат на обогрев или охлаждение этих зданий. Это относится к одной из загадок, которую большая часть правительств так и не решила, - к Киотскому протоколу. Правительственные круги обращались к нам за разъяснениями о возможностях значительного сокращения выбросов диоксида углерода или парниковых газов при создании новых рабочих мест на локальном рынке. Я думаю, что если бы компании, занятые в строительстве, приняли эту бизнес-модель целиком и начали требовать от правительств поддержки, то последним было бы крайне сложно заявить, что они не могут себе этого позволить.
Главный вопрос - это стимулы. Дело в том, что вместо модернизации зданий строительные компании могут делать свой выбор в пользу сноса и нового строительства, ведь именно в этом заключается их работа. В то же время реконструкция и технологическая модернизация существующих зданий требуют немного времени, финансов и, по большому счету, гораздо лучше обеспечивают энергоэффективность.
- С какими основными сложностями могут столкнуться компании при переходе на модель экономики замкнутого цикла?
Давайте рассмотрим этот вопрос на примере компании по производству ковров Interface. Рей Андерсон, генеральный директор компании, провел такой переход и первым предложил аренду ковров на 10 лет. Эта идея пока что привлекла немногих. Проблема заключается не в самой компании, а в ее клиентах, которые могут считать себя способными управлять всей системой с гораздо более низкими затратами.
Бюджетные платежи, например, недвусмысленно предназначены для обеспечения школ, дорог, вооруженных сил. Стоит предложить обязывающее соглашение о социальной ответственности на 20 лет, схожее с предложением Interface об экологичной аренде ковров, как казначейство сталкивается с серьезным препятствием, поскольку, приняв такое соглашение, оно не сможет свободно перечислять денежные средства между секторами.
Заключив договор об аренде, правительству придется ежегодно выплачивать фиксированную сумму. Если же они покупают ковер и при помощи местной сферы услуг пользуются им в течение 20 лет, то по окончании этого срока они оказываются в сложной финансовой ситуации (наподобие секвестра, имевшего место в США, или режима экономии в ЕС), и поэтому они принимают простое решение: не покупать новый ковер.
Подобная свобода казначейства в своих действиях невозможна, если правительство получает ковер в аренду на условиях долгосрочного соглашения. Обычно людям не хочется говорить об этих трудностях, но это та самая причина, по которой множество новых бизнес-моделей просто разваливаются еще на этапе маркетинга. Причина проста: у потребителя свои проблемы, не связанные с ковром, но решить их он не в состоянии.
Все завязано на виде деятельности. «Мишлен» продает шины как услугу, а производители реактивных двигателей - мощность по часам. В силу четкой определенности этих рынков потребитель может видеть преимущества в обоих случаях. Ему больше не надо думать о продуктах, поскольку он получает их в форме услуги по фиксированной цене, и для него это оптимальный вариант.
Рассмотрим автомобилестроение - еще один рынок товаров массового производства. Здесь идея продажи результата или машин как услуги противоречит тому, что делается сегодня: высокоэффективное производство в рамках централизованных, глобальных цепочек поставок с последующей реализацией через дилеров.
Намерение автопроизводителя заняться арендой или предложением машин в совместное использование означает, что ему нужны представители или бюро аренды в каждом аэропорту и в каждом городе, что, в свою очередь, означает, что он уже не может оптимально использовать свои знания по эффективному производству машин.
Зачастую при переходе от продажи товаров к продаже услуг компании сталкиваются с проблемой, совершенно им незнакомой, не имеют нужных навыков и вынуждены налаживать новые каналы распределения и возврата. И бизнесмены задаются вопросом: «А почему бы нам просто не продолжать и дальше реализовывать традиционную бизнес-модель, даже несмотря на то, что она не является социально ответственной?» Или «Даже если моя текущая деятельность не позволяет создавать новые рабочие места, экономить ресурсы или предотвращать образование отходов, а изменение ситуации в краткосрочной перспективе невыгодно ни правительству, ни промышленности, зачем мне это?»
- Так почему компаниям надо делать это?
Вообще-то, они не обязаны это делать. Когда в 90-е годы я вел презентации, посвященные экономике замкнутого цикла, часто заканчивал их слайдом, на котором говорилось: «Вы не обязаны делать ничего из того, о чем здесь говорилось. От вас никто не требует выжить». После того как кто-то сказал мне, что этот слайд вызывает депрессию, я прекратил это делать. Но он остается аргументом за устойчивое развитие. Вы можете полностью проигнорировать все концепции экономики замкнутого цикла, но если хоть один из ваших конкурентов воспользуется ими и преуспеет, то окажется, что ваше решение стало причиной ухода вашей компании с рынка.
- Сегодня большое внимание уделяется скорее сокращению производства отходов, чем сбрасыванию их со счетов.
Я думаю, что по соображениям прибыли материальные затраты всегда были объектом внимания обрабатывающей отрасли. Сегодняшние изменения заключаются в том, что от процессов, связанных с расходом материалов, мы переключимся на процессы, в рамках которых мы создаем продукты, и это означает отсутствие отходов производства.
Прекрасным примером подобных перемен являются 3D-принтеры, которые пока работают главным образом с пластиком. Если их можно приспособить для работы с металлами, то настанет эпоха намного более материало- и энергоэффективных безотходных производственных процессов.
Экономика замкнутого цикла способна решить проблему отходов, образующихся в конце срока службы продуктов. Я никогда не был сторонником так называемых безотходных технологий, поскольку в западном мире ноль - немотивирующая цель. Гораздо лучше посмотреть на ситуацию с другой стороны и заменить идею безотходности идеей стопроцентной прибыли. Ваши акционеры ожидают, что вы превратите тонну материалов в тонну продуктов, которые потом продадите, поэтому стоит заговорить о концепции стопроцентной прибыли с любым западным руководителем, и он сразу же заинтересуется.
- В Великобритании весьма популярен другой подход - компенсация выбросов углерода.
Сегодня цена углерода составляет около 3 евро за тонну, что говорит нам: этот рынок, если он вообще существовал в Европе, обрушился.
Другая связанная с компенсацией выбросов проблема заключается в поиске инвестиционных возможностей. На долю инвестиций в социальную устойчивость сегодня приходится лишь 5 % всех капиталовложений. Если посмотреть на крупные компании, у которых вы можете приобрести эту компенсацию, то увидите, что они вкладываются главным образом в денежные рынки, поскольку просто не видят достаточно возможностей инвестировать в деятельность, связанную с компенсацией выбросов.
Да, идея действительно была интересной, но она означала, что компании могут попытаться скрывать свой углеродный след. В действительности, и я говорил об этом раньше, либо вы делаете это для себя, либо находите другое решение. Привлечение внешних ресурсов решить эту проблему не поможет.
Вы можете сократить выбросы диоксида углерода, переключившись с угля или нефти на природный газ. Сланцевая революция, которую мы наблюдаем в США, имеет место лишь потому, что в любом виде природного газа, будь то метан или биогаз, больше молекул водорода и меньше углерода, что приводит к сокращению выбросов диоксида углерода и увеличению образования воды. Таким образом, вы сократите выбросы не только диоксида углерода, но и всех парниковых газов, включая оксиды азота и серы, примерно на 80%. Но при этом не растет энергоэффективность!
Поэтому, заботясь о запасах и оптимальных путях их использования, мы отказываемся от решения своих проблем за счет производства большего числа товаров (как минимум в промышленно развитых странах), и при этом наша экономика на один шаг приближается к модели замкнутого цикла, а общество извлекает пользу из создания рабочих мест в регионах, сокращения образования отходов и значительного снижения ресурсопотребления.
ЦИКЛЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ - периодические колебания, проходящие через схожие фазы взаимодействия природы и общества.. Они отражают воздействие, с одной стороны, природных циклов, с другой - циклов в развитии общества и характеризуют нарушение и восстановление равновесия между обществом и окружающей средой.
IV группа. Содержание вредных компонентов. Наличие вредных компонентов в минеральном сырье является резко отрицательным показателем его потребительского качества . Понятие "вредность" при этом может определяться тремя обстоятельствами. Во-первых, наличие таких компонентов может сильно снижать качество получаемого из них полезного продукта (например, наличие фосфора в стали). Во-вторых, оно может проявляться в виде вредных выбросов в окружающую среду (сжигание высокосернистых углей). Наконец, в-третьих, оно может затруднять добычу или переработку минерального сырья (разработка угольных пластов, опасных по содержанию метана). Отмеченные последствия в ряде случаев могут оказываться весьма серьезными. Известны, например, крайне отрицательные экологические последствия широкомасштабного использования высокосернистого угля ("сернистые дожди" и их влияние на биосферу). Наиболее радикальным путем избавления от вредных примесей является улавливание и преобразование их в побочный полезный продукт посредством малоотходных технологий "замкнутого цикла". Хорошим примером здесь может служить предварительная дегазация угольных пластов, существенно облегчающая процессы добычи угля и дающая, помимо того, дополнительные объемы газового топлива потребителям. Столь же заманчивыми выглядят попытки извлечения серы из отходящих газов угольных электростанций. Удовлетворительное решение этих проблем, в основном, предстоит еще найти.
Несколько иной оттенок имеет понятие качества в технической практике. Здесь принято считать более качественной продукцию, отдельные свойства которой превосходят ранее достигнутые в отечественной или зарубежной промышленности. Показателем качества при этом становится мера совершенства конструкции, чистота обработки материала, мощность машины, производительность станка или какой-либо другой чисто технический параметр. Особенность такого понимания качества - его безотносительность к экономическим результатам потребления продукции. Конечно, такой голый техницизм в демонстративной форме в настоящее время почти изжит. К инженерам пришло осознание, что существенны не только сами по себе технические свойства продукта, но, главным образом, то, насколько они удовлетворяют определенную потребность . Поэтому техническое совершенство продукции признается потребителем лишь в той мере, в какой оно повышает степень его удовлетворения при заданном бюджетном ограничении . "Технически качество может быть очень высоким, а экономически - нет". [З.С.14]. Например, промышленный робот с 10-ю степенями свободы рабочих органов может заменить несколько рабочих сборщиков и сварщиков, но ввиду большой стоимости управляющей системы его применение пока экономически нецелесообразно. Слово "пока" здесь оттеняет важное соображение о том, что экономически целесообразный предел совершенствования технических параметров изделия это всегда вопрос меры, выявляемой оптимизационным расчетом для конкретного этапа жизненного цикла данного изделия. Со временем оптимальное значение любого качественного параметра сдвигается на более высокий уровень в технологически освоенной области. Но такой сдвиг не произволен, а обусловлен взаимодействием комплекса технических, экономических, социальных, демографических, экологических факторов . Стратегия управления качеством во многом опирается на экономически обоснованный факторный прогноз оптимальных величин качественных параметров продукции. Таким образом, будучи принципиально непрерывным и бесконечным, процесс повышения качества представляет известную из диалектики узловую линию мер, т.е. последовательных оптимальных для своего времени ступеней восхождения к совершенству. Это имеет огромное значение.
В тоже время изъятие из кругооборота природы ресурсов, подошедших к стадии полного формирования - задача ответственного природопользования и содействия поддержанию активности естественных циклов. Рациональное использование масштабных древесных и других ресурсов леса с точки зрения потребительских интересов человека позволяет сохранить перспективные возможности жизнеобеспечения страны, компенсировать экономические и социальные издержки хозяйственной деятельности , а также экологическое равновесие.
Сокращение площади застройки позволило снизить объемы работ нулевого цикла за счет уменьшения числа свай на 1000 (свыше 2 тыс. т железобетона) и объемов земляных работ . Это, в свою очередь, способствует рациональному использованию природных ресурсов , поскольку железобетон и сталь обладают наибольшей экологической вредностью прежде всего из-за высокой энергоемкости их изготовления. Например, на выплавку 1 т стали расходуется 6-8 т сырой нефти. Выпуск стали сопровождается большими отходами и загрязнением окружающей среды на всех фазах и стадиях производственного цикла - от добычи и обогащения руды до получения стали и ее проката, при этом изымаются значительные территории для горных разработок, размещения отвалов породы и отходов обогащения . Не намного лучше в этом смысле обстоит дело и с производством цемента. Кроме этого, необходимо принять во внимание прямую экономию топливно-энергетических ресурсов за счет сокращения объемов перевозок свай (железной дорогой , автотранспортом) и механизированных работ по их забивке.
Общество производства и потребления должно находиться в сложном равновесии и быть встроено в природные циклы (например, посредством вторичной промышленной переработки). Известно, что кратковременные преимущества, например приносимые производством прибыли или благосостояние потребителей, могут привести к глобальному ухудшению условий жизни. Новые информационные технологии , построенные на базе теории сложных систем, должны помочь в выборе подходящей стратегии использования энергии, климата, достижения благосостояния с учетом циклов и состояний в экономико-экологической системе.
Организации-партнеры, участвующие в этом проекте, охватывают весь диапазон требуемых дисциплин, дополняя друг друга . Опыт крупного европейского производителя стекла сочетается здесь с университетскими знаниями и прикладными исследованиями группы, в течение длительного времени занимающейся разработками в области горения. Партнеры планируют тесно сотрудничать с крупным европейским поставщиком топлива, а также использовать опыт распространения технологий используемых производителями горелок и датчиков. В целом проект будет способствовать ускорению модернизации различных отраслей промышленности с непрерывным циклом производства , когда крупная промышленность -пользователь будет способствовать развитию малых и средних предприятий, демонстрируя новые, экологически дружественные продукты и используя опыт и знания исследователей.
К такому феномену привели одновременно разразившиеся кризисы а) очередной кризис перепроизводства б) наступление (через примерно 50 лет после 1929-1933 г.) понижательной волны большого цикла в) резкое обострение экологического кризиса. Последняя причина состояла в том, что развивающиеся страны решительно выступили против поставок Западу крайне дешевого сырья и энергоносителей, национализировали свои природные ресурсы и подняли цены на мировом рынке в 1973-1974 гг. в 10-20 раз. Это привело предпринимателей Запада в шоковое состояние и вызвало скачок в инфляции издержек. Из такого шока западная экономика выходила примерно 10 лет посредством внедрения экономичных высоких технологий.
Если для традиционной технологии характерно загрязнение окружающей среды , то высокие технологии, как правило, являются экологически чистыми. В них применяются закрытые системы водопотребления, замкнутые циклы производства , широко используются вторичное сырье и производственные отходы. Это обеспечивает рост экономической и социальной эффективности хозяйственной деятельности.
Для снижения уровня и постепенного устранения экологической опасности всем странам необходимо выделять на охрану окружающей среды сотни миллиардов долларов в год. Ученые и практики советуют сокращать отходы и потери не только с помощью дополнительных очистных систем и сооружений или восстановительных работ, а прежде всего путем внедрения безотходных технологий , вторичного использования для нужд производства лома, стеклотары, макулатуры и т.д. Подобные методы хозяйствования весьма эффективны. Они способствуют сокращению материале- и энергоемкости, снижению степени опасности хозяйственной деятельности для человека и природы. Капиталовложения в безотходные технологии по всему их циклу быстро окупаются и приносят высокий доход. Рекомендуется также повысить ответственность за причиняемый природе ущерб путем
В зависимости от характера и особенностей рекламного материала и стадий жизненного цикла товара различают информационную и агрессивную рекламу. Например, на первой , когда товар новый и его еще не выпускают фирмы-конкуренты, предпочтительнее информационная реклама , подчеркивающая отличительные преимущества данного, оригинального по своим качественным и эксплуатационным характеристикам товара. Эта реклама информирует покупателей о товаре. Однако на третьей стадии жизненного цикла товара , стадии зрелости и насыщения рынка, осуществляется агрессивная реклама, демонстрирующая преимущества товара именно этой фирмы, например качество, сервис, сроки поставки , безопасность, экологическую чистоту и т.д., так как в этот период фирме необходимо активно бороться с конкурентами, производящими аналогичную продукцию. В последнее время в маркетинговой деятельности фирмы все большее внимание уделяется информационной и разъяснительной рекламе.
Некоторые предприятия (существующие или строящиеся) в ходе производственного цикла перерабатывают сырье и имеют отходы производства , которые могут отрицательно влиять на окружающую среду . С этой целью в бизнес-плане определяются результаты предварительного анализа воздействия объекта на окружающую среду при нормальном режиме эксплуатации и в аварийных ситуациях, излагаются намечаемые меры по предупреждению возможных неприемлемых для общества экологических ситуаций и связанных с ними экономических и других последствий, а также дается оценка инвестиционных затрат на природоохранительные мероприятия.
ЦИКЛЫ - регулярно повторяющиеся периоды в развитии природы и общества. Различают природные, производственные, научно-технические, экономические, экологические циклы. Экономические циклы - помимо циклов экономической активности - включают циклы демографические , инновационные, структурные, управленческие. Экологические циклы являются результатом взаимодействия природных и экономических циклов.
ISO 14040 (Серия документов) Методология оценки жизненного цикла - оценки экологического воздействия, связанного с продукцией, на всех стадиях ее жизненного цикла
Все остальные документы рассматриваются как вспомогательные. Например, ISO 14004 содержит более развернутое руководство по созданию системы экологического менеджмента, серия документов 14010 определяет принципы аудита ЭМС. Серия 14040 определяет методологию оценки жизненного цикла , которая может быть использована при оценке экологических воздействий, связанных с продукцией организации (такая оценка требуется стандартом ISO 14001).
В целях улучшения экологической ситуации в промышленных регионах необходимо обеспечить санитарно-гигиеническое состояние атмосферного воздуха, а также исключить потребление воды для очистки технологических газов, тем самым эксплуатацию замкнутого водного цикла и шламового хозяйства. Для этого в программах необходимо предусматри-
Таким образом, показано, что отработанный фосфорнокислотный катализатор может быть полностью переработан по "замкнутому циклу". Предложенный способ позволяет практически полностью исключить вывоз отработанного катализатора в отвал и тем самым улучшить экологические показатели процессов
Технологическая политика государства не может не ориентироваться на переход к устойчивому природоориентированному развитию, в отличие от природных процессов, для которых относительная замкнутость вещественно-энергетических циклов, в традиционных технологических системах такие циклы разомкнуты. В результате их функционирования создается не только основной продукт, ради которого эти циклы и организуются, но и определенный набор отходов, поступающих в природную среду и разрушающих ее естественные циклы. Если поставить вопрос более широко, необходима разработка стратегии экологической безопасности России с определением изменения экономической ситуации при различных вариантах социально-экономического развития, ибо угроза истощения природных ресурсов и ухудшение экологической ситуации в стране находится в прямой зависимости от уровня развития экономики и готовности общества осознать глобальность и важность этих проблем. Нарастают тенденции использования территории России в качестве места захоронения опасных для окружающей среды материалов и веществ, размещения на российской территории вредных производств. Ослабление государственного надзора и отсутствие эффективных правовых и экономических механизмов предупреждения и ликвидация чрезвычайных ситуаций увеличивают риск катастроф техногенного характе-
Я. В. Бекетов. Регионализм и цикличность коэволюции природы и общества экологический аспект// Циклы. Материалы Межрегионального семинара (Ставрополь, июнь, 2002 г.). Ставрополь Изд-во Северо-Кав-казск. гос. техн. ун-та, 2002. С. 36-38.
Реализация технологии добычи и транспортировка нефти, газа и конденсата с морских месторождений значительно улучшит технико-экономические и эргономические показатели нефтегазодобычи, позволит осуществить техническое перевооружение обустраиваемых месторождений, строить экологически чистые нефтегазопромыслы, работающие в закрытом цикле.
Но и это проблематично, поскольку доказано, что фазы экономических циклов не наступают с определенной регулярностью через точные промежутки времени, так как научно-технический прогресс , выявляющий цикличность развития производства , не развивается циклически. Необходимо отметить, что процедура разработки прогнозов на базе имеющихся индикаторов отдана на откуп разработчикам, она слабо алгоритмирована и носит сугубо индивидуальный характер. В силу этого, реальная динамика индикаторов интерпретируется различными прогнозистами по-разному, и поэтому на основе одних и тех же данных разрабатываются прогнозы, серьезно отличающиеся друг от друга. Необходимо учитывать и тот факт, что фазы циклов развития экономики любой страны не повторяются по всем параметрам. Стечением времени качественно меняется экономическая, экологическая и политическая ситуация в самой стране и за ее пределами - внешнеэкономические факторы в части состояния экономики стран - партнеров по торговле и производству, состояние мирового финансового рынка и т.д. Поэтому изменяется и характер зависимости выбранных По прошлому опыту экономических индикаторов и состояние экономики страны.
Каждое государство обладает спецификой, порожденной особенностями исторического, экономического, социо-культурного развития. Попытки слепо копировать опыт других стран, а также применение навязываемых международными организациями единых рецептов экономической политики оказываются, как правило, малопродуктивными, а подчас ведут к ухудшению экономической ситуации. Не случайно, что в последнее время деятельность этих организаций подвергается суровой критике. Несмотря на усиливающуюся глобализацию, экономическое развитие отдельных стран по-прежнему происходит неравномерно, сохраняется асинхрон-ность цикла. Интересы национального государства остаются важнейшим фактором общественного развития и международных отношений . Государство продолжает играть ведущую роль в решении многих экономических, финансовых, социальных, экологических вопросов, в обеспечении национальной безопасности. Нацио-
Типы энергоустановок. Удельная стоимость, топливная экономичность, численность персонала и экологические характеристики дифференцируются в широких пределах по типам энергоустановок. В свою очередь, типы энергоустановок могут различаться видом топлива или первичного энергоресурса (ТЭС, ГЭС, АЭС, НВИЭ), начальными параметрами пара (ТЭС, АЭС), схемой энергетического цикла (ГТУ, ПГУ), отсутствием или наличием отборов пара для теплоснабжения (КЭС, ТЭЦ) и другими характеристиками.
Идеи Н.Д. Кондратьева и Й. Шумпетера вновь привлекли внимание с середины 70-х годов, когда под влиянием глобального экономического и экологического кризисов началась новая волна базисных инноваций. В книге под характерным названием Технологический пат инновации преодолевают депрессию (1975) немецкий ученый Герхард Менш провел анализ отобранных им 112 крупных инноваций за период с середины XVIII в. по 60-е годы XX в. и установил, что если изобретения распределяются во времени сравнительно равномерно, то массовое освоение технических инноваций приходится на повышательные волны кондратьевских циклов.
Д.х.н. Н.Д. Чичирова, профессор, директор «Института теплоэнергетики», зав. кафедрой «Тепловые электрические станции»,
д.х.н. А.А. Чичиров, профессор, зав. кафедрой «Химия»,
С.С. Паймин, аспирант кафедры «Тепловые электрические станции», ФГБОУ ВПО «КГЭУ», г. Казань;
к.т.н. А.Г. Королёв, начальник Производственно-технического отдела, ОАО «ТГК-16», г. Казань;
к.т.н. Т.Ф. Вафин, инженер, ОАО «Генерирующая компания», г. Казань
К числу наиболее значимых направлений стратегического развития большинства отечественных ТЭС относятся разработки, позволяющие минимизировать количество сбросов сточных вод, образующихся в технологическом процессе производства тепловой и электрической энергии, за счет создания малоотходных и безотходных схем водопользования, а также усовершенствования многих существующих технико-экономических решений по обработке воды.
Реализация концепции создания экологически безопасной ТЭС возможна по двум направлениям.
Первое направление основано на разработке и внедрении экономичных и экологически совершенных технологий подготовки добавочной воды парогенераторов и подпиточной воды теплосети. В этом аспекте разработка эффективных технологических схем водоподготовки на ТЭС с сохранением базисного оборудования является наиболее перспективным направлением, отвечающим поставленным требованиям, в особенности там, где речь идет о расширении и реконструкции функционирующих установок.
Второе направление связано с разработкой и внедрением технологий максимально полной переработки и утилизации образующихся сточных вод с получением и повторным использованием в цикле станции исходных химических реагентов .
Рассмотрим результаты, которые удалось достигнуть за счет проведения комплекса мероприятий по совершенствованию технологии во- доподготовки Казанской ТЭЦ-3 .
Построена по проекту 1960-х гг., который не предусматривал бессточных или малосточных и экологически безопасных схем. При ежегодном потреблении от 9,5 до 11,5 млн т технической воды, согласно проекту, происходил сброс до 4-5 млн т минерализованных сточных вод после их нейтрализации через систему промышленно-ливневой канализации в р. Казанка и далее в Волгу.
Принципиальная схема водоподготовки, реализованная на Казанской ТЭЦ-3, представлена на рис. 1.
В систему подготовки воды поступают компоненты, содержащиеся в продувочной воде системы оборотного охлаждения, а также реагентах: сернокислом железе, извести, серной кислоте, едком натре и хлориде натрия. В процессе известкования и коагуляции воды в осветлителях из системы выводится часть этих компонентов в виде шлама, содержащего карбонат кальция, гидроксиды магния и железа, кремнекислые и органические соединения. Кроме того, часть компонентов выводится с подпиточной водой теплосети.
Основной задачей проводимых на станции мероприятий явилось максимальное сокращение количества используемых реагентов, обработка и утилизация сточных вод.
В 2001 г. на Казанской ТЭЦ-3 внедрена новая экологически чистая и ресурсосберегающая технология химического обессоливания воды. Данная технология была разработана в Азербайджанском инженерно-строительном университете применительно к условиям Казанской ТЭЦ-3, с учетом требований, предъявляемых к охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов .
Согласно новой технологии изменился режим химического обессоливания известково- коагулированной воды на установке, а также технологии регенерации как в Н-, так и ОН-ионитных фильтрах (рис. 2).
Рис. 2. Цепочка фильтров химического обессоливания:
НОВ - насосы очищенной воды; Н пред, Н осн - предварительный и основной Н-катионитный фильтр; А 1 , А 2 - анионитовые фильтры первой и второй ступени; Н 2 - Н-катионитный фильтр второй ступени; Д - декарбонизатор; БДВ - бак декарбонизованной воды.
Изменение режима химического обессоливания предусматривало предварительное умягчение обессоливаемой воды в предвключенном Н-катионитном фильтре. Для перевода катионита в этом фильтре на Na-форму использовались концентрированные порции отработанного регенерационного раствора Н- и ОН-фильтров.
Улучшение экономических и экологических показателей ионирования было достигнуто применением двухпоточно-противоточной технологии регенерации ионитных фильтров.
Для реализации данной технологии была произведена реконструкция схемы регенерации цепочки химического обессоливания № 5 с установкой в Н осн -, Н 2 - и А 2 - фильтрах среднего распределительного устройства.
Суть регенерации анионитовых фильтров «цепочки» заключается в следующем. Подаваемый в анионитовый фильтр второй ступени регенерационный раствор щелочи разделяется на два потока. Один из потоков подается сверху, другой снизу. Отработанный раствор щелочи после анионитового фильтра первой ступени собирается в бак щелочных вод для повторного использования в последующих регенерациях.
Регенерация Н осн - и Н 2 - фильтров «цепочки» осуществляется раздельно, независимо друг от друга по двухпоточно-противоточной технологии. Регенерационный раствор кислоты полностью пропускается через нижние части этих фильтров по направлению снизу вверх. Регенерация верхней части катионитной загрузки, расположенной выше среднего распределительного устройства, в этих фильтрах осуществляется отработанным раствором кислоты из бака кислых вод.
Экономическая эффективность достигается за счет экономии химических реагентов, используемых для регенерации фильтров, снижения расхода воды на собственные нужды химводоочистки, снижения затрат на приготовление известково-коагулированной воды, снижения потребления сырой волжской воды и объема сбросных сточных вод.
В результате внедрения новой технологии химического обессоливания воды были получены следующие данные:
■ расход воды на собственные нужды снизился с 36,3 до 26,4%;
■ удельный расходы кислоты на регенерацию Н-фильтров снизился на 3,5 г/г-экв и составил 123,4 г/г-экв;
■ удельный расход щелочи на регенерацию ОН-фильтров снизился на 10,6 г/г-экв и составил 63,2 г/г-экв;
■ снижение расхода извести и коагулянта в осветлителе в результате уменьшения расхода обессоленной воды на собственные нужды составило 64,2 и 25,7 т, соответственно.
При этом выработка обессоленной воды существенно не менялась, оставаясь в среднем на уровне 2,8-3 млн т/год.
Параллельно с проводимыми работами по реконструкции установки химического обессоливания внедрялась технология приготовления обессоленной воды методом термического обессоливания .
В соответствии с проектом, выполненным в 1980-х гг, на станции сооружены две шестиступенчатые испарительные установки, укомплектованные испарителями типа И-600. Проектная производительность каждой установки по 100 т/ч. В конце 1990-х гг эти установки были пущены в эксплуатацию. Однако проектная производительность не была достигнута из-за избыточного пара последних ступеней установки, который не мог быть полностью использован в технологической схеме, т.к. сама установка была смонтирована в отдельно стоящем здании, удаленном от основного технологического оборудования, использующего пар таких параметров. В результате, в летний и переходный периоды времени испарители останавливали или переводили в режим работы со сбросом избыточного пара (до 10 т/ч) в атмосферу. Такая работа установок негативно отражалась на технико-экономических показателях испарителей, и в 2000 г. было принято решение о сооружении на базе действующей испарительной установки термообессоливающего комплекса производительностью 300-350 т/ч. Комплекс включает в себя две существующие шестиступенчатые испарительные установки, два испарителя мгновенного вскипания типа ИМВ-50 с глубоковакуумными многокамерными деаэраторами.
В ИМВ используется избыточный пар испарительных установок (до 6 т/ч на каждый испаритель), при этом суммарно дополнительно вырабатывается до 100 т/ч дистиллята с двух ИМВ. Разработанные ИМВ полностью адаптированы к условиям комплекса.
Указанные решения позволили обеспечить оптимальное использование пара разного давления в тепловой схеме комплекса. Например, исходный пар производственного отбора давлением 13 ата используется в качестве греющего для первого испарителя И-600, избыточный пар многоступенчатой испарительной установки давлением 1,2 ата - для ИМВ, а пар последней ступени ИМВ давлением 0,12 ата - в вакуумном деаэраторе.
При совершенствовании комплекса, направленном на повышение его экономичности и надежности за счет совершенствования системы регенерации тепла испарительных установок, в существующую схему были дополнительно включены пароводяные и струйно-барботажные подогреватели. Это позволило увеличить температуру дистиллята и, как следствие, снизить удельный расход тепловой энергии на его производство (рис. 3). Данный показатель является важнейшей характеристикой экономичности установки термического обессоливания.
В настоящее время выработка дистиллята покрывает практически 50% потребности станции в обессоленной воде.
Обеспечивая требуемые нормы качества воды, применяемой для подпитки котлов с давление перегретого пара 140 ата, технология термического обессоливания имеет значительно более низкие значения расходов воды на собственные нужды по сравнению с химическими методами (9 и 28% соответственно).
Экономическая эффективность при замещении традиционного химического способа водоподготовки термическим достигается также за счет сокращения расхода химических реагентов.
Следует отметить, что в рассматриваемый период по аналогии с реконструкцией цепочки химического обессоливания № 5 были проведены работы по улучшению технико-экономических показателей цепочек № 6 и № 7.
За счет проведения реконструкции цепочек № 6 и № 7 и автоматизации технологического процесса удалось дополнительно снизить в целом по ТЭЦ значения удельных расходов кислоты (со 110,6 до 91,9 г/г-экв) и щелочи (с 62,7 до
60,4 г/г-экв).
Опыт создания малоотходных водоподготовительных комплексов показывает, что основная часть кальция и магния, содержащихся в стоках, может быть выведена в виде твердых осадков, пригодных для последующего использования, либо длительного безопасного хранения. В результате в сточных водах остаются в основном соединения натрия, в первую очередь, его сульфаты и хлориды . В этой связи при разработке схемы утилизации сточных вод водоподготовительной установки Казанской ТЭЦ-3 принята концепция максимального использования солей натрия, содержащихся в сточных водах, что позволило снизить затраты на привозной хлорид натрия.
Следует также учитывать, что количество и состав сточных вод водоподготовительной установки зависит от ее производительности, состава исходной воды и удельных расходов реагентов на регенерацию. Именно при химическом обессоливании в систему водоподготовительной установки вводится основное количество натрия в виде NaOH и сульфатов в виде серной кислоты. При этом основную проблему представляет едкий натр. В этой связи при оптимизации режима эксплуатации установки химического обессоливания максимальное внимание уделяется сокращению расхода едкого натра. Избыток серной кислоты менее опасен, т.к. при нейтрализации известью основная часть сульфатов выводится в осадок в виде гипса.
При работе установки утилизации сточных вод в зимний период образуется около 6,1 т/сут. гипсового шлама (при 30%-й влажности). В летний период количество влажного шлама уменьшается до 2,7 т/сут. За год образуется около 1600 т влажного или 1200 т сухого шлама. Основным компонентом шлама является гипс - 90-95%. Содержание гидроксида магния составляет 4-5%, карбоната кальция - 1,52%. Этот шлам может быть использован для получения гипсового вяжущего высокого качества и других целей.
При определении экономического эффекта от внедрения установки утилизации сточных вод учитывалось снижение платы за количество используемой исходной воды и сброс сточных вод.
При неизменном производстве внедренные на станции технологии позволили добиться существенного снижения потребления технической воды с 11330 тыс. м 3 в 2003 г. до 6958 тыс. м 3 в 2009 г. Немаловажен тот факт, что в рассматриваемый период стоимость исходной воды возросла в 11 раз.
Наряду со снижением водопотребления удалось добиться снижения сброса промышленных сточных вод (рис. 4), основную долю которых составляют сточные воды химического цеха. Применение современных способов водоподготовки позволило существенно снизить и массу загрязняющих веществ в сточных водах (рис. 5). За счет снижения сброса загрязняющих веществ плата за этот сброс также снизилась (рис. 6).
В продувочной воде испарительной установки содержится весь натрий, поступивший с исходной водой и введенный с едким натром при регенерации фильтров химобессоливающей установки, хлориды, введенные с исходной водой, а также небольшая часть сульфатов, введенных с исходной водой, коагулянтом и серной кислотой при регенерации фильтров.
Следует обратить внимание на высокое содержание щелочи и щелочных компонентов (карбонат натрия) в продувке. Щелочь и сода - дорогостоящие продукты, которые широко используются на водоподготовительных установках ТЭС. Отметим также практически полное отсутствие ионов жесткости. В связи с чем была сформулирована идея разделения продувочной воды на щелочной и умягченный растворы и их использования в цикле станции .
Для утилизации избытка продувочной воды испарителей разработана технология с использованием в качестве основного элемента элект- ромембранных аппаратов (ЭМА) (рис. 7) .
На первой ступени происходит частичное отделение щелочи от исходного раствора в ЭМА с катион- и анионообменными мембранами. Поскольку селективность процесса невысока, в качестве продукта возможно получение щелочного раствора, содержащего соли исходного раствора.
На ЭМА первой ступени получается концентрированный щелочной раствор и дилюат-1. Последний представляет собой более разбавленный раствор исходных солей и оставшейся щелочи. Дилюат-1 является исходным раствором для ЭМА второй ступени.
ЭМА второй ступени собран с биполярными мембранами и служит для разделения раствора солей на щелочной и кислый растворы. В качестве продуктов на второй ступени образуется дилюат-2, представляющий собой более разбавленный раствор исходных солей, неконцентрированные растворы щелочи и смеси кислот.
Дилюат-2 направляется на ЭМА третьей ступени, щелочной раствор - на концентрирование в первую ступень или в ЭМА-концентратор щелочи. Кислый раствор, содержащий смесь серной, соляной и азотной кислот, направляется потребителю.
На ЭМА третьей ступени осуществляется процесс концентрирования-обессоливания дилюата-2 с получением частично обессоленной воды с концентрацией солей примерно 0,3 г/л (дилюат-3) и концентрата.
В схеме (рис. 7) используются три аппарата с суммарным потреблением электроэнергии 100 кВт.ч на 1 тонну обрабатываемого раствора. В результате обработки образуется 0,4 т щелочного раствора (5% щелочи, 1% солей) и 0,6 т кислого раствора (1,2% кислот, 1% солей). Представленная схема достаточно гибкая. Возможно последовательное сокращение ступеней, начиная с последней.
Если убрать третью ступень ЭМА, частично обессоленную воду для второй ступени можно забирать с ВПУ ТЭС. Эквивалентное количество воды в виде дилюата-2 (раствор натриевых солей) направляется на подпитку теплосети. Таким образом происходит обмен водой между водоподготовительной и электромембранной установками.
При сокращении третьей и второй ступеней одновременно, на ЭМА первой ступени возможно получение щелочного раствора и дилюата-1. Щелочной раствор отправляется на концентрирование или непосредственно потребителю. Дилюат-1 (солевой раствор) можно использовать на регенерацию Na-катионитных фильтров, на подпитку теплосети или подпитку испарителей.
В схеме на рис. 8 используются два ЭМА с суммарным потреблением электроэнергии 13 кВтч на 1 тонну обрабатываемого раствора . Продуктами переработки продувочной воды испарителей в этом случае являются 0,1 т щелочного раствора (4% щелочи, 2% солей) и 1 т солевого раствора (2,5% исходных солей).
Сравнительно невысокие эксплуатационные затраты делают наиболее целесообразным использование схемы, указанной на рис. 8, для утилизации продувочной воды испарителей с получением концентрированного щелочного и умягченного солевого растворов, которые используются в технологическом цикле станции .
1. На Казанской ТЭЦ-3 внедрена новая технология переработки жидких отходов водоподготовительной установки с получением и повторным использованием в цикле станции умягченного солевого и щелочного растворов.
2. Создан замкнутый цикл, обеспечивающий бессточность технологии водоподготовки ТЭС.
3. Результаты исследований, а также разработанные схемы могут быть использованы при создании малоотходных комплексов водопользования как на существующих ТЭС и других производствах в процессе их реконструкции, так и при сооружении новых.
1. Абрамов А.И., Елизаров Д.П., Ремезов А.Н. и др. Повышение экологической безопасности тепловых электростанций: Учеб. пособие для вузов / Под ред. А.С. Седлова. М.: Издательство МЭИ, 2001. 378 с.
2. Ларин Б.М., Бушуев Е.Н., Бушуева Н.В. Технологическое и экологическое совершенствование водоподготовительных установок на ТЭС // Теплоэнергетика. 2001. №8. С. 23-27.
3. Чичирова Н.Д., Чичиров А.А., Королёв А.Г., Вафин Т.Ф. Экологическая и экономическая эффективность внедрения ресурсосберегающих технологий на тепловых электрических станциях // Труды Академэнерго. 2010. № 3. С. 65-71.
4. Седлов А.С., Шищенко В.В., Федосеев Б.С., Потапкина Е.Н. Выбор оптимального метода водоподготовки для тепловых электростанций // Теплоэнергетика. 2005. №
5. Седлов А.С., Шищенко В.В., Фардиев И.Ш., Закиров И.А. Комплексная малоотходная ресурсосберегающая технология подготовки воды на Казанской ТЭЦ-3 // Теплоэнергетика. 2004. № 12. С. 19-22.
6. Фардиев И.Ш., Закиров И.А., Силов И.Ю., Галиев И.И., Королёв А.Г., Шищенко В.В., Седлов А.С., Ильина И.П., Сидорова С.В., Хазиахметова Ф.Р. Опыт создания комплексной малоотходной системы водопользования на Казанской ТЭЦ-3 // Новое в Российской электроэнергетике. 2009. № 3. С. 30-37.
7. Фейзиев Г. К. Высокоэффективные методы умягчения, опреснения и обессоливания воды. М.: Энергоиздат, 1988.
8. Фейзиев Г.К., Кулиев А.М., Джалилов М.Ф., Сафиев Э.А. Пути создания высокоэффективных схем бессточного обессоливания воды химическими методами // Химия и технология воды. 1984. № 1. С. 68-71.
9. Седлов А.С., Шищенко В.В., Ильина И.П., Потапкина Е.Н., Сидорова С.В. Промышленное освоение и унификация малоотходной технологии термохимического умягчения и обессоливания воды // Теплоэнергетика. 2001. № 8. С. 28-33.
10. Хазиахметова Д.Р., Шищенко В.В. Обработка и утилизация минерализованных сточных вод химобессоливаю- щихустановок//Теплоэнергетика. 2004. № 11. С. 66-70.
11. Седлов А.С., Шищенко В.В., Сидорова С.В., Ильина И.П., Ларюшкин Н.И., Егоров С.А. Опыт освоения малоотходной технологии водоподготовки на Саранской ТЭЦ-2// Электрические станции. 2000. № 4. С. 33-37.
12. Чичирова Н.Д., Чичиров А.А., Ляпин А.И., Королёв А.Г., Вафин Т.Ф. Разработка и создание ТЭС с высокими экологическими показателями // Труды Академэнерго. 2010. № 1. С. 34-44.
13. Чичирова Н.Д. Электромембранные технологии в энергетике: монография/Н.Д. Чичирова, А.А. Чичиров, Т.Ф. Вафин. - Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2012. 260 с.
14. Вафин Т.Ф., Королёв А.Г., Чичирова Н.Д., Чичиров А.А. Внедрение электромембранной технологии для очистки стоков Казанской ТЭЦ-3 // Материалы докладов VII Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН В.Е. Алемасова. Казань. 2010. С. 434-436.
15. Патент на полезную модель РФ № 121500. Установка для переработки промышленных сточных вод и получения концентрированного щелочного раствора и умягченного солевого раствора / Т.Ф. Вафин, А.А. Чичиров. Опубл. 27.10.2012, Бюл. № 30.
16. Вафин Т.Ф., Королёв А.Г. Электродиализная установка для утилизации сточных вод ВПУ ТЭС и генерации щелочи // Материалы докладов V Международной молодежной научной конференции «Тинчуринские чтения». Казань, КГЭУ. 2010. Т.2. С. 167-168.
17. Чичирова Н.Д., Чичиров А.А., Вафин Т.Ф., Ляпин А.И. Технико-экономическая оценка эффективности использования электромембранных технологий на отечественных ТЭС // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2013. № 3-4. С. 14-25.
Создание замкнутых производственных циклов связано с совершенствованием методов очистки техногенных выбросов и возможностью их повторного использования.
Разработка эффективных методов очистки газов решается по нескольким направлениям, основные из которых следующие:
совершенствование и разработка новых технологий и методов очистки;
применение современных коррозионно- и термостойких материалов и агрегатов в системах газоочистки.
Пыль является одним из токсичных компонентов, присутствующих в газовых выбросах. Для тонкой очистки газов от пыли в различных отраслях промышленности применяют электрофильтры, которые характеризуются высоким потреблением электрической энергии.
В настоящее время разрабатываются и внедряются экономичные тканевые фильтры. В них используют современные тканевые материалы на коррозионно- и термостойкой основе. Такие аппараты могут заменить электрофильтры и работать при температуре до 750 °С. Новые конструкции тканевых рукавных фильтров нашли применение в цветной металлургии.
В различных отраслях промышленности широко используется абсорбционная очистка газов, но при этом образуется большое количество шламов, которые не находят применения и транспортируются на промышленные свалки или в шламонакопители.
В качестве альтернативы в настоящее время разрабатывают методы адсорбционной очистки с применением твердых сорбирующих материалов и последующей регенерацией адсорбента, что позволяет значительно сократить количество шламов.
Разрабатываются и применяются технологические процессы с замкнутым циклом рециркуляции газов. По этой технологии отходящие газы промышленных производств проходят очистку, освобождаются от пыли и токсичных примесей, а затем их вновь подают на технологическую стадию.
Таким образом, уже сейчас имеются достаточно эффективные методы газоочистки и технологические процессы, позволяющие значительно снизить или ликвидировать выброс токсичных газов в атмосферу.
Вопросы уменьшения жидких техногенных выбросов решаются путем совершенствования методов очистки промышленных сточных вод и организации замкнутых водооборотных циклов.
Состав сточных вод весьма различен, что делает невозможным подбор универсальных методов очистки. Одним из наиболее распространенных и эффективных способов является биологическая очистка. Использование уникальных свойств микробных клеток позволяет значительно ускорить процессы самоочищения загрязненной воды за счет создания искусственных условий, благоприятных для роста микробов.
Наиболее признанным и эффективным технологическим приемом является организация замкнутых водооборотных циклов. При этом сокращается водопотребление и уменьшается сброс промышленных вод в природные водоемы благодаря многократному использованию воды.
Реализация водооборотных схем зависит от технологий очистки загрязненной воды, обеспечивающих возможность ее возврата в цикл. Обычно устанавливают локальные устройства для очистки сточных вод до норм, позволяющих использовать воды повторно. В этом случае свежая вода расходуется только для восполнения потерь.
Замкнутые водооборотные циклы реализованы на многих производствах. Например, в химической промышленности при производстве экстракционной фосфорной кислоты, при получении серной кислоты и аммиака. В сочетании с реализацией новых аппаратурно-технических решений при производстве фосфорной кислоты это дало возможность уменьшить потребление воды в 20 раз.
Современное состояние экологической системы Земли приводит к различного рода усовершенствованиям и изменениям. Решение проблемы сохранения природных ресурсов, в том числе и водных, заключаетмся в создании и использовании безотходных сисетм производства. В основе безотходных технологий лежит принцип комплексного использования сырья и энергии. Также к моделям безотходного производства относят малоотходные принципы функционирования предприятий. Малоотходной называется такая технология, в которой по каким-то причинам не может быть реализована идеальная модель безотходного способа.
Основные отходы большинства предприятий - это отработанные воды с разной степенью загрязнения. Очистные сооружения предполагают изначально сбор, перевозку и затем очищение вод. Обычно при транспортировке и сборе отработанных вод происходит неизбежное смешение близких по своим свойствам и совершенно различных соединений, и это приводит к усложнению выделения нужных составляющих и очистки воды до нужного состояния. Иногда решение этой задачи остается невыполненным.
Сточные воды заводов химической промышленности изобилуют веществами одного лимитирующего признака вредности, которые проявляют мощное аддитивное действие. Поэтому действие очистных сооружений должно быть максимально направлено на то, чтобы снизить остаточное содержание отходов до нижнего порога допустимых концентраций. Это связано с серьезными капитальными и эксплуатационными затратами очистных сооружений.
Очистные сооружения, действующие по принципам механической, химической и биологической очистки сточных вод, не гарантируют уменьшения солесодержания в стоках, а иногда, в результате некорректной подготовки механизмов, эти концентрации существенно повышаются.
Создание замкнутых систем водоснабжения приводит к тому, что удельный расход испольсования свежей воды значительно снижается. На заводах химических волокон этот процесс проходит в два этапа. Первый этап заключается в мероприятиях, ведущих к снижению водопотребления без капитальных затрат. Второй же этап основывается на осуществлении этих мероприятий с помощью разнообразных очистных сооружений.
Создание замкнутых систем и соответствующих им очистных сооружений обусловлено тремя причинами: недостатком воды, снижением ассимилирующей способности у объектов, которые предназначены для приема промстоков и экономическими выгодами перед прямоточными системами водообеспечения.
Использование этих систем и соответствующих очистных сооружений позволяет выстраивать химические предприятия в районах с минимальными водными ресурсами, но приемлимыми с точки зрения экономико-географическими показателями.
