Генеральный директор ООО «Технологическое оборудование»
Доклад на круглом столе «Оценка эффективности дополнительного обременения при выдаче квот на вылов водных биологических ресурсов»
Рыбохозяйственный комплекс играет существенную роль в продовольственном комплексе страны и является одним из основных источников занятости населения приморских регионов России. Это определяется наличием значительного потенциала водных биологических ресурсов, что является естественным конкурентным преимуществом России в глобальной экономике и составляет основу развития экономики и социальной сферы прибрежных субъектов.
1. Наделение правом на вылов на 2018-2043 гг.
Текущая ситуация в рыбохозяйственном комплексе Российской Федерации характеризуется положительной динамикой основных показателей. Так, за последние пять лет вылов водных биоресурсов вырос с 3801,4 тыс. тонн в 2009 году до 4296,8 тыс. тонн в 2013 году, или на 13%. Производство рыбы и рыбных продуктов, полуфабрикатов и продуктов глубокой переработки увеличилось за это же время с 3309 тыс. тонн до 3682 тыс. тонн (на 11%). Доля отечественной пищевой рыбной продукции на внутреннем рынке выросла с 72,4% в 2009 году до 78,2% в 2013 году, но пока еще не достигла порогового значения на уровне 80%, определенного Доктриной продовольственной безопасности. Существует ряд факторов, которые сдерживают развитие отрасли. Среди них одно из ключевых мест отводится моральному и техническому старению основных материальных фондов отрасли (в их числе - береговые перерабатывающие производства, флот).
На сегодняшний день производственный потенциал отрасли практически исчерпан. Необходим действенный механизм, способный дать толчок инвестированию в производство.
Депутатами Госдумы подготовлен законопроект, согласно которому срок закрепления квот на вылов ВБР предлагается увеличить с 10 до 25 лет. Более широкий горизонт планирования позволит привлечь в отрасль инвестиции для развития тех секторов рыбного хозяйства, которые сегодня остро нуждаются в модернизации и реновации.
Вместе с тем необходимо соблюсти принципы, которые станут гарантией того, что предпринимаемая мера будет эффективной и достаточной.
Право на вылов «2018 – 2043» должно дополнительно:
Закрепить принципы, гарантирующие устойчивое развитие отрасли;
Сбалансировать решение социально-экономических задач и сохранять природный (ресурсный) потенциал отрасли;
Отвечать экономическим и социальным интересам как государства, так и хозяйствующего субъекта;
Обеспечивать доступ к ресурсу и поощрять его рациональное и эффективное использование;
Стимулировать обновление основных материальных фондов отрасли.
Соответствие данным принципам при наделении ресурсом позволит стимулировать развитие как отрасли в целом, так и предприятий в частности.
2. Завод замкнутого цикла – точка стратегического развития отрасли
До настоящего времени не сформировано единого понимания сущности, принципов ограничений (обременений) прав на вылов. Между тем, необходимость обоснованного и документарного осмысления этого вопроса существует. Не только для государства, но и для осуществления практической, хозяйственной деятельности. Как было отмечено, право на вылов должно стимулировать субъекты бизнеса направлять средства в обновления фондов, но при этом не должно противоречить самой логике ведения экономической деятельности.
В качестве возможного механизма подобного стимулирования может рассматриваться сама необходимость модернизации производств, предполагающая внедрение на предприятиях современной технологии переработки поступающего сырья, которая позволит работать без отходов. Предприятия с правильно организованным технологическим циклом становятся замкнутыми, перерабатывающими все поступающее сырье в полезные продукты.
Заводы замкнутого цикла могут быть рассмотрены в качестве новой стратегической точки развития как отрасли в целом, так и предприятий в частности.
Современная технология, которая закладывается сразу при проектировании предприятия (как берегового производства, так и судового), позволит обеспечить:
Высокую технологичность производства (автоматизация);
Его эффективность (высокая степень переработки сырья);
Увеличить производительность труда до европейского уровня;
Увеличить добавленную стоимость каждой выловленной тонны ВБР.
Завод замкнутого цикла предполагает, что каждый шаг переработки имеет значение. Технология позволит принять, рассортировать, сохранить и переработать рыбу и морепродукты таким образом, чтобы на каждом этапе они не потеряли свое качество. Более того, завод замкнутого цикла также подразумевает, что любая часть (будь то прилов либо отходы производства) могла быть эффективно использована для получения рентабельной продукции.
Все, что вошло на завод, должно превращаться в товарную продукцию. Данная технология может быть реализована и на берегу, и на флоте. При этом она позволит работать на всех объектах промысла. В том числе включить в производственный цикл такие водные биологические ресурсы как сайра, сельдь, лосось, а также приловы и неодуемые объекты и все отходы производства.
Рассмотрим эффективность обозначенной концепции на следующих примерах:
а) Модернизация судовых рыбомучных установок
б) Модернизация берегового рыбоперерабатывающего комплекса по приемке лососевых.
_____________________________________________________________________
а) Традиционно основная масса гидробионтов добывается на судах в исключительной экономической зоне. Объем добычи ВБР в Дальневосточном бассейне составляют в год до 2,6 млн. тонн. При этом отходы от переработки гидробионтов на судах составляют от 30 до 40%, или 560 тыс. тонн.
Все крупнотоннажные суда оборудованы рыбомучными установками «традиционного» прессового типа для производства рыбной муки. Из-за несовершенства этой технологии до 25% сухих веществ удаляется из перерабатываемых отходов со сбросом за борт подпрессового бульона.
Модернизация существующих РМУ позволит увеличить выход рыбной муки на 15% и протеина - до 62%.
Так, суда типа МРКТ типа «Старжинский», имеющие судовую рыбомучную установку производительностью 150 тонн по сырью, при модернизации смогут увеличить выход рыбной муки на 6,3 тонны в сутки, что в денежном эквиваленте равно 260 тыс. рублей. И это только за одни рыбопромысловые сутки.
Если экстраполировать данный пример на отрасль, то мы увидим: 1,6 млн. тонн тресковых пород добывается в ИЭЗ РФ ежегодно. При использовании традиционной прессовой технологии образуется подпрессовый бульон, который при модернизации судовых РМУ декантерными центрифугами может дать дополнительно 32 тыс. тонн высококачественной протеиновой муки. В рублевом эквиваленте это равняется 1,2 млрд. рублей (37 млн. долларов).
б) В настоящее время на береговых предприятиях Дальнего Востока перерабатывается более 700 тыс. тонн разнообразных пород рыб – от камбалы до нерки. При этом отходы производства рыбопродукции составляют до 30%, или более 200 тыс. тонн. Зачастую они никак не используются. В лучшем случае предприятия перерабатывают отходы на малоэффективных прессовых установках в муку, однако большинство – сбрасывает отходы в море в 7-мильной зоне, либо закапывает.
Существующее на большинстве предприятий отрасли оборудование не способно обеспечить защиту экологических интересов и рациональное природопользование с одной стороны, с другой – производить из вторичного сырья качественные продукты для последующего использования в сельском хозяйстве, медицине и других отраслях, т.е. зарабатывать на отходах.
Среди основных причин, почему на данный момент отходы не используются эффективно, можно выделить следующие:
Отсутствие технологии сбора отходов;
Отсутствие инфраструктуры, позволяющей эффективно переработать отходы для получения на выходе маложирной муки с высоким содержанием протеина и рыбьего жира медицинского качества;
Отсутствие технологии, позволяющей эффективно перерабатывать малые (до 200 тонн в сутки) объемы отходов жирных пород рыб;
Малый объем доступных данных о специфике переработки жирных пород рыб (прежде всего, лосося).
Вместе с тем за одну лососевую путину при производстве обезглавленной продукции доля отходов составляет 15-20%, или около 66 тыс. тонн от 330 тыс. тонн освоенных лососевых. Пользуясь современной технологией на базе декантера, возможно извлечь из этого объема порядка 15 тыс. тонн муки и 11,5 тыс. тонн рыбьего жира.
По информации IFFO, за период с марта по сентябрь 2013 года стоимость муки достигала исторического максимума – 2018 долларов за тонну. Стоимость тонны рыбьего жира - 1,3 тыс. долларов, пищевого – 2200 долларов за тонну. Таким образом, только в текущем году отрасль недополучила более 50 млн. долларов США.
_____________________________________________________________________
И на флоте, и на берегу отходы могут стать точкой роста как предприятия, так и отрасли.
Внедрение заводов замкнутого цикла позволит продолжить нынешнюю тенденцию сокращения отходов и увеличения использования побочных продуктов обработки рыбы, что будет приносить растущую пользу в экономическом, социальном, природоохранном и экологическом плане.
Таким образом, внедрение заводов замкнутого цикла в рамках модернизации производств позволит нам сделать отрасль эффективной и закрыть вопрос «обременения» права на вылов.
2.1. Потребности рынка
Согласно данным Минсельхоза, потребность российского рынка в рыбной муке составляет 500 тыс. тонн. Производство при этом едва превышает 145 тыс. тонн, однако около половины объема – порядка 70 тыс. тонн – уходит на экспорт. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), потребность мирового рынка в рыбной муке составляет 10 млн. тонн в год.
Согласно прогнозам, потребность мирового рынка в рыбной муке и жире продолжит расти быстрее, чем темпы производства. Так, в период до 2015 года спрос на рыбную муку вырастет как минимум до уровня 6 млн. тонн в год. Повышенный спрос на муку будет обеспечиваться за счет роста аквакультуры, объем продукции которой, по прогнозам ФАО, увеличится на 10% - до 70-75 млн. тонн.
Что касается рыбьего жира, то наиболее перспективным направлением является производство рыбьего жира медицинского качества. Согласно докладу ФАО, глобальный спрос в 2010 году на компоненты с Омега-3 составил 1,595 млрд. долларов США.
Анализ аптечных продаж продукции, содержащей рыбий жир, демонстрирует высокую динамику: в упаковках рост этого сегмента составил +17%, а объемы продаж в денежном выражении выросли на 32%.
Всего в 2012 году через аптеки было реализовано 210 млн. упаковок БАД на сумму 29,9 млрд. рублей, при этом доля БАД, содержащих рыбий жир, составила 7,8 млн. упаковок (26%) на сумму 1 млрд. рублей.
Средневзвешенная стоимость у продукции, содержащей рыбий жир, выросла с 76,1 рублей в 2008 году до 126,6 рублей в 2012 году (на 40%).
Согласно данным «Розничного аудита БАД в РФ»™ (IMS Health), ежегодно ассортимент препаратов увеличивается на 8-14 наименований БАД, содержащих в качестве основного действующего вещества Омега-3 ЖК рыбьего жира. Если в аптечных продажах 2008 года из 113 торговых наименований сегмента препаратов РЖО-3 97 были БАД, то в 2012 году из 144 торговых наименований 129 являлись БАД. Доля лечебных средств (ЛС) сегмента в упаковках составила 11,5% (еще в 2008 году она составляла 20,9%), при этом и в денежном выражении – 10,2%.
Аналитики компании Frosn&Sullivan, проведя глубокое исследование, включавшее анализ данных о ключевых поставщиках сырья, конкурентной среде, производстве, спросе, распределении, ценообразовании, заболеваемости и других факторах, влияющих на перспективы потребления Омега-3 ингредиентов, прогнозируют 10-процентный среднегодовой темп роста мирового рынка полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК).
Одним из путей насыщения изучаемого сегмента рынка продукцией отечественных заводов-изготовителей может быть использование импортозамещающих технологий производства современных лекарственных форм.
2.2. Линия
Завод замкнутого цикла может существовать как в цепочке из нескольких предприятий, привязанных к основным центрам рыбопереработки с различной производительностью и единым центром производства и логистики, например, в порту. Так и быть обособленной, автономной структурой. Ключевое решение – технология безотходного производства.
3. Оценка влияния внедрения на практике заводов «замкнутого цикла» в стратегическом плане
С точки зрения государственного управления и с учетом целей и задач ФЦП внедрение заводов замкнутого цикла:
1. Соответствует принципам рационального природопользования, в том числе:
Решает экологические проблемы;
Исключает давление на промысловую базу.
2. Отвечает экономическим и социальным интересам государства и субъекта бизнеса, в том числе:
Является рычагом, стимулирующим увеличение поставок рыбопродукции на внутренний рынок;
Позволяет модернизировать рыбоперерабатывающий сектор (как береговые комплексы, так и на судах);
Увеличивает производство продукта с высокой добавленной стоимостью на территории страны;
Обеспечивает высокотехнологичное развитие рыбохозяйственного комплекса;
Имеет мультипликативный оздоровительный эффект для экономики территорий:
Стимулирует рост валового регионального продукта;
Приводит к увеличению доходов в бюджеты всех уровней.
Для субъектов бизнеса внедрение заводов замкнутого цикла позволяет:
Максимально эффективно использовать сырье в 100% объеме без увеличения себестоимости вылова;
Обеспечить непрерывный режим работы;
Добиться высокой автоматизации процессов;
Дает возможность перерабатывать любую рыбу, в первую очередь, наиболее жирные виды (универсальность);
Расширить номенклатуру предлагаемых товаров;
Извлечь максимально возможную прибыль;
Повысить конкурентоспособность предприятия на рынке;
Обеспечить высокий уровень экологической безопасности.
____________________________________________________________________
Заключение
Согласно распоряжению Правительства РФ от 25.10.2010 №1873-р, одной из основных задач государственной политики РФ в области здорового питания населения на период до 2020 года является развитие промышленного производства специализированных продуктов детского питания, продуктов функционального назначения, диетических (лечебных и профилактических) пищевых продуктов и БАД к пище, в т.ч. для питания в организованных коллективах.
|
Проработав эту главу, вы должны уметь: 1. Охарактеризовать основные направления экологизации промышленного производства, энергетики, сельского хозяйства и транспорта. 2. Дать определение безотходной и малоотходной технологиям и прокомментировать возможности их реализации. 4. Оценить современные промышленные технологии с точки зрения их природоемкости. 5. Привести примеры биотехнологий и рассказать об их достоинствах и недостатках. 6. Перечислить методы и средства защиты окружающей среды, оценить вклад средозащитной техники в экологизацию производства. 7. Изложить свои соображения по поводу постиндустриальных технологий. |
Основные направления. Начиная с 60-х годов экологическая ситуация и возрастание (в основном через экономику и законодательство) экологических требований к ведению хозяйства привели в разных странах к ряду изменений в промышленном производстве, энергетике, транспорте в направлении усиления природоохранных и средозащитных функций. Прежде часто беспечное и беспорядочное отношение к отходам производства, не подлежащим утилизации или вторичной переработке, сменилось более организованным их складированием и захоронением, созданием специализированных полигонов и хранилищ. Во многих случаях эта деятельность носила стихийный характер и была связана со стремлением скрыть опасные загрязнения. Примером может служить домпинг - «утопление» в водоемах, морях вредных химических и радиоактивных отходов в емкостях или просто «навалом».
По существу концентрированно и перемещение вредных веществ в пространстве или, наоборот, их разбавление в больших объемах транспортирующих сред - воздуха и воды - до сих пор остаются главными способами «охраны окружающей среды», хотя с экологической точки зрения представляют собой «заметание сора под лавку». В последние десятилетия это направление дополнилось довольно циничной «экологической геополитикой», при которой опасные агенты экспортируются в слаборазвитые страны - как в виде строительства там высокоотходных предприятий, так и в форме натурных загрязнителей.
Более прогрессивное направление - очистка выбросов и стоков от загрязнителей - по мере совершенствования соответствующих технологий постепенно переходит к улавливанию отходов уже в виде вторичного сырья, полезных материалов. Циклы реутилизации вторичного сырья включают производство различных изделий, сжигание органических отходов с получением полезной энергии, переработку мусора в компост, получение биогаза, обеспечение биотехнологий и др. Переориентация различных производств на малоотходные циклы основана на создании совершенного очистного и средозащитного оборудования, «экологизированной» техники, мусороперерабатывающих агрегатов и предприятий. В ряде развитых стран такая «экологическая промышленность» оказывается в ряду лидирующих производств, заметно расширяет сферу занятости и приносит немалую прибыль. Возникает ситуация, при которой экологические требования не противоречат экономическим интересам, когда капитал приобретается не за счет ухудшения состояния среды, а благодаря решению экологических проблем. Другими словами, происходит экологическая конверсия производства.
Экологизация промышленного производства нацелена на одновременное повышение эффективности и снижение его природоемкости. Она предполагает формирование прогрессивной структуры общественного производства, ориентированной на увеличение доли продукции конечного потребления при снижении ресурсоемкости и отходности производственных процессов. Существует несколько принципиальных направлений снижения природоемкости:
изменение отраслевой структуры производства с уменьшением относительного и абсолютного количества природоемких высокоотходных производств и исключением выпуска антиэкологичной продукции;
кооперирование разных производств с целью максимального использования отходов в качестве вторичных ресурсов; создание производственных объединений с высокой замкнутостью материальных потоков сырья, продукции и отходов;
смена производственных технологий и применение новых, более совершенных ресурсосберегающих и малоотходных технологий;
создание и выпуск новых видов продукции с длительным сроком жизни, пригодных для возвращения в производственный цикл после физического и морального износа; сокращение выпуска расходных материалов;
совершенствование очистки производственных эмиссии и транспортирующих сред от техногенных примесей с одновременной детоксикацией и иммобилизацией конечных отходов; разработка и внедрение эффективных систем улавливания и утилизации отходов.
Каждое из этих направлений в отдельности способно решить лишь локальную задачу. Для снижения природоемкости производства в целом необходимо объединение всех этих способов. При этом центральное место занимают проблемы технологического перевооружения, внедрения малоотходных технологий, экономического и технического контроля экологизации.
Экологизация энергетики помимо требований, относящихся к промышленному производству, предполагает осуществление разнообразных мер, которые направлены на:
постепенное сокращение всех способов получения энергии на основе химических источников, т.е. с помощью экзотермических химических реакций, в том числе окислительных и электрохимических, и в первую очередь - сжигания любого топлива;
максимальную замену химических источников природными возобновимыми источниками энергии, среди которых ведущая роль должна принадлежать солнечной энергии.
О соответствующих ресурсах и технических возможностях уже говорилось (гл.5). В идеале единственным действительно экологичным химическим топливом может стать только водород, полученный на основе ге-лиоэнергетического фотолиза воды. Что касается ядерной, в том числе и будущей термоядерной энергетики (на основе того же водорода, но в существенно меньшем количестве), то даже при абсолютном устранении всех форм радиационного загрязнения (что весьма проблематично) ocraeft ся неустранимое тепловое загрязнение экосферы.
Экологизация энергетики в рамках преобразования ее топливных ресурсов содержит множество резервов и принципиальных технических решений - от общего сокращения объема энергетики на основе всех форм экономии энергии до изменения структуры использования топлив и технологий преобразования энергии. Сейчас уже и энергетикам становится ясно, что главным мотивом вынужденной экологизации энергетики является не столько близость исчерпания топливных ресурсов, сколько требования глобальной экологии.
Экологизация транспорта предполагает:
включение экологических требований в организацию транспортных потоков с целью уменьшения транспортного загрязнения за счет сокращения холостых пробегов и рационализации маршрутов;
подавление тенденции индивидуализации транспортных средств и содействие развитию комфортного и экономичного общественного транспорта с целью уменьшения общего числа транспортных единиц:
создание новых транспортных средств и замена одних средств транспорта другими, более экологичными, а также создание новых, более экологичных двигателей для имеющихся транспортных средств;
разработка и применение более безопасных топлив или других энергоисточников; замена вредных топливных присадок каталитическими средствами оптимизации сжигания; дожигание и очистка выхлопов двигателей внутреннего сгорания;
пассивная и активная защита от шума.
Все эти меры очень важны, так как без них общая природоемкость транспорта в скором времени может превзойти природоемкость стационарной энергетики и промышленного производства.
Экологизация сельского хозяйства еще в недавнем прошлом казалась бы излишним требованием, так как неиндустриализированное земледелие и животноводство были по существу самой экологичной областью хозяйственной деятельности человека. Однако в XX веке произошло быстрое превращение сельского хозяйства в агропромышленное производство со всеми последствиями механизации и химизации. Индустриализация агрокомплексов и ферм, широкое применение минеральных удобрений и ядохимикатов повысили удельную продуктивность агроценозов, но снизили их экологичность и экологические качества сельскохозяйственной продукции. Для преодоления этой тенденции необходим комплекс мер, который помимо требований экологизации, характерных для промышленности, включает также:
ограничение использования солевых форм минеральных удобрений и замена их специально трансформированными органическими удобрениями и колловдированными органоминеральными смесями (эту технологию иногда обозначают как «биологическое» или «органическое» земледелие);
минимизацию применения пестицидов и максимальную замену их биологическими средствами борьбы с вредителями;
исключение гормональных стимуляторов и химических добавок при кормлении животных;
предельную осторожность в использовании трансгенных форм сельскохозяйственных растений и других продуктов генной инженерии;
применение наиболее щадящих методов обработки земли. Дальнейшее изложение касается в основном средств экологизации промышленного производства.
Модели производственных процессов с точки зрения экологии. Любой производственный процесс представляет собой некоторую систему, органически связанную с внешней средой. Такая производственная система получает из окружающей среды исходное сырье, материалы, энергию, а отдает в нее готовую продукцию и всевозможные отходы. Функционирование системы осуществляется благодаря потоку энергии, подводимой извне (электрической, солнечной и т.п.) либо генерируемой внутри системы за счет физико-химических процессов. К отходам относятся все вещества и материалы, тепловые выбросы, физические и биологические агенты, которые попадают во внешнюю среду и в дальнейшем уже не участвуют в получении продукции или энергии.
Рис. 10.1. Принципиальные модели технологических процессов:
А - незамкнутый; Б - замкнутый; В - изолированный
Если пользоваться представлениями термодинамики, то, как и все системы, технологические процессы в принципе подразделяются на три категории: незамкнутые (открытые), замкнутые и изолированные. Они представлены на рис. 10.1 в виде блоковых моделей. Абсолютное большинство реальных технологических процессов относятся к категории незамкнутых (рис. 10.1, А). Замкнутыми считаются такие системы, у которых отсутствует обмен с внешней средой веществом, но возможен обмен
энергией. Технологическим аналогом замкнутой системы может служить такой процесс, в котором полностью отсутствуют отходы химических веществ - твердые, жидкие и газообразные выбросы (рис. 10.1, Б). Например, конечная сборка изделия из готовых деталей. При этом обмен с внешней средой исходным сырьем и готовой продукцией во внимание не принимается, хотя продукцию также можно рассматривать как отложенный отход. Теоретически возможны и изолированные процессы, которые не дают ни материальных, ни энергетических отходов (рис. 10.1, В).
В общем случае все технологические процессы можно рассматривать с точки зрения их экологического соответствия. Относительно экологичными можно считать такие технологические процессы и производства, воздействие которых на окружающую среду в рамках определенных количественных соотношений не нарушает нормального функционирования природных экосистем. Неэкологичные техпроцессы создают повышенную техногенную нагрузку и оказывает негативное воздействие на состояние окружающей природной среды.
Неэкологичным может быть любой технологический процесс. Так, замкнутый техпроцесс, не имеющий отвода химических веществ в окружающую среду, нельзя считать экологичным, если он сопровождается вредными физическими воздействиями: тепловыми выбросами, шумами, электромагнитными полями и т.п.
Экологичность производственных процессов можно оценить с помощью метода сырьевых балансов, который основан на законах сохранения: масса всех используемых ресурсов (сырья, топлива, воды и т.п.) в конечном итоге равна массе готовых продуктов и промышленных отходов. Рассмотрим схемы материальных потоков в производствах разной степени замкнутости (рис. 10.2). Приняты следующие обозначения:
R - поток ресурсов (исходное сырье, основные и вспомогательные материалы, полуфабрикаты);
W - поток отходов (химические вещества и энергия), загрязняющий среду и уносящий определенную часть полезных ресурсов;
W y - поток уловленных отходов;
Р - поток готовой продукции.
Незамкнутому производственному процессу (рис. 10.2, А) соответствует следующее уравнение материально-технического баланса:
R = Р + W = (R – W y) + W. (10.1)
Скобки в уравнении указывают на единство потока (ресурсов и отходов). «Отходность производства» можно оценить по коэффициенту К отх = W/R. Соответственно коэффициент безотходности К б = Р/ R. Производственный процесс, предусматривающий очистку загрязняющих потоков, представлен схемой 10.2, Б, а при использовании уловленных веществ W y в качестве вторичного сырья - схемой 10.2, В. В последнем случае материально-технический баланс описывается системой уравнений:
(R + W y) = (R + W y - W)+W;
W = (W - W y) + W y .
В замкнутом производственном цикле (рис. 10.2, Г) происходит полная переработка и утилизация потока отходов W y , который вновь возвращается в сферу производства. Здесь потоки W и W y количественно равны, а поток готовой продукции Р соответствует потоку R.
В ряде работ рассматриваются математические модели экологичности техпроцессов с различными схемами входных, промежуточных и выходных потоков. В качестве характеристик потоков принимаются не только массовые расходы вещества, но и его концентрации, температура, давление, расход тепла и другие физические параметры, связанные между собой балансовыми уравнениями. Методы моделирования производственных процессов оказываются полезными при решении задач оптимизации технологий по экологическим критериям.
Рис. 10.2. Материальные потоки в производственных процессах различной степени замкнутости
ЦИКЛ ЗАМКНУТЫЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ - многократное использование материального ресурса (воды, воздуха и т. п.) в производстве с предварительным охлаждением, очисткой и т. п. процессами, возвращающими ресурсу необходимое для заданной технологии качество. Ц. з. п. может охватить ряд производств; при этом ресурс из последнего в цепи производства поступает в первый.[ ...]
Производство фосфора и его переработка связаны с расходом значительных количеств воды. В процессе производства эта вода загрязняется многочисленными примесями, среди которых наиболее токсичными являются: желтый фосфор, фтористые, цианистые и сернистые соли, фенолы, фосфин. Организация работы фосфорного завода без выпуска стоков в водоемы и сброса шламов является наиболее целесообразной, как для защиты окружающей природной среды и рационального использования водных ресурсов, так и с точки зрения экономики производства. Такая организация использования воды основана на наличии взаимосвязанных замкнутых циклов, с промежуточной очисткой воды до установленных норм. Главным звеном в этой организации является цех очистки сточных вод. Принимая химически загрязненную воду завода, он должен переработать ее и выдать воду установленного регламентом качества для снабжения технологических процессов, систем мокрой пыле-газоочистки и других потребителей, а также переработать и подготовить к утилизации шламы, получаемые при очистке сточных вод.[ ...]
С этой целью решаются сложные проблемы создания бессточных производств, использования воды в замкнутых циклах, совершенствуется технология обезвреживания различных видов стоков и максимальная утилизация отходов. И именно здесь оказываются особо эффективными современные приемы опреснения воды - приемы, в основе которых лежат процессы отделения воды от содержащихся в ней примесей.[ ...]
С целью развития малоотходных производств с замкнутым циклом разрабатываются реестры отходов промышленных предприятий, схемы и комплексные планы по проблеме межотраслевого использования отходов и исходного сырья.[ ...]
В связи с этим в современном обществе резко возрастают роль и задачи инженерной (технической) экологии, призванной на основе оценки степени вреда, приносимого природе индустриализацией производства, разрабатывать и совершенствовать инженерно-технические средства защиты окружающей срёды, всемерно развивать основы создания замкнутых и безотходных технологических циклов и производств.[ ...]
В связи с большой водоемкостью фосфорных производств и острым дефицитом воды в основных регионах их размещения, получили распространение способы повторного использования воды в замкнутых оборотных циклах. Обычно на этих предприятиях используют два вида циркуляционного водоснабжения - повторное использование химически загрязненных стоков и оборотное - для охлаждения теплообменного оборудования. В настоящее время эти системы обеспечивают более 98% потребности в воде фосфорных производств. Сброс воды из оборотных систем составляет 7-8 ООО м /сут, и часть ее после осветления в прудах-накопителях используется для подпитки этих систем.[ ...]
Инженер производства должен понимать, что порочный круг можно преодолеть, и это всецело находится в руках вооруженного знаниями человека. В настоящее время усилия ученых направлены на то, чтобы сделать ресурсный цикл замкнутым, т. е. с одной стороны, разрабатываются и совершенствуются процессы, связанные с извлечением и переработкой необходимых ресурсов, а с другой - обусловливается возвращение их в трансформированном (измененном) виде в производство для повторного и неоднократного использования.[ ...]
Переход к замкнутой системе - непрерывному кругообороту веществ в процессе производства, где переработка отходов - конечное звено одного цикла и начальное следующего, есть непременное требование современного экономического развития. В соответствии с этим вопрос сбора и переработки отходов пластических масс требует решения уже в условиях производства, потребляющего полимерные материалы.[ ...]
Организация замкнутого цикла промышленного водоснабжения предприятия путем возврата очищенных сточных вод в общем случае не может ограничиваться направлением этих стоков в оборотные теплообменные системы. Потребность в воде таких систем во многих отраслях промышленности меньше объема всех промышленных и бытовых биологически очищенных сточных вод промышленного узла, поэтому основная масса воды расходуется для технологических или энергетических процессов. К качеству этой воды требования обычно выше, чем к воде оборотных систем водоснабжения, а в ряде химических, целлюлозно-бумажных производств и в теплоэнергетике расходуется в значительном количестве вода с содержанием солей менее 10-15 г/м3, жесткостью, не превышающей 0,01 г-экв/м3 и окис-ляемостью до 2 г 02/м3.[ ...]
При создании замкнутых систем водного хозяйства проектирование систем водоснабжения и канализации промышленных предприятий должны проводить одновременно с проектированием основного производства. При этом необходимо выделить три самостоятельных цикла водоснабжения: охлаждающий, технологический и транспортный.[ ...]
По сравнению с твердыми отходами жидкости обладают повышенной степенью вредного воздействия на организм человека и окружающую среду. При работе с ними особенно необходимо обеспечить гигиенические и безопасные условия труда. В задачу современной технологии входят не только устранение вредностей и опасностей производства, но и разработка новых схем технологических процессов и конструирование аппаратов, которые с самого начала были бы лишены этих недостатков. В числе мероприятий по созданию безопасной и безотходной технологии должны быть следующие: разработка систем замкнутого цикла, обеспечение возврата используемых реагентов и воды, полная утилизация вторичных продуктов. Из всей совокупности производственных отходов жидкие отходы занимают наибольший удельный вес, и утилизация их сопряжена с наибольшими материальными и энергетическими затратами. Это необходимо учитывать при разработке мероприятий по дальнейшему развитию принципов безотходной технологии.[ ...]
По сравнению с используемыми методами радиационная очистка ликвидирует необходимость больших площадей, интенсифицируя тем самым производство и ускоряя процесс выработки продукции - чистой воды. Особенно выгодным, очевидно, явится использование этого способа очистки при условии создания замкнутого цикла - кругооборота используемой воды, поскольку это позволит снизить необходимые объемы потребляемой воды. Продемонстрируем это на следующем конкретном примере.[ ...]
Для современного производства, как правило, требуется многоступенчатая очистка, особенно если номенклатура примесей многообразна. Так, при производстве электронной аппаратуры количество вредных веществ доходит до 20-30 наименований: от углекислого газа и пыли до соединений меди и свинца, формальдегида и эпихлоргидри-на. Поэтому необходимы сухие и мокрые аппараты, адсорбенты и абсорбенты наряду с электрофильтрами. Но и для этого производства основная задача - уменьшение объема и перечня отходов, их рециклизация, создание замкнутых циклов.[ ...]
Развитие малоотходных производств с замкнутым циклом находится пока в начальной стадии. Успех этого большого дела зависит в значительной степени от технологов, занимающихся разработкой новых и совершенствованием действующих технологических процессов. Однако трудности во внедрении безотходных производств с замкнутым циклом создает узкоотраслевой подход к развитию отдельных отраслей промышленности. Необходимо, чтобы предприятия, отходы которых используются вторично, были заинтересованы в изменении связанных с этим технологических процессов. К примеру, отходы тепловых электростанций, состоящие из золы и шлаков от сжигаемого топлива, как правило, идут в отвал в смешанном виде. Между тем при производстве строительных материалов их используют раздельно, в связи с чем необходимы некоторые изменения в устройстве и эксплуатации ГРЭС. Новочеркасским политехническим институтом разработано соответствующее предложение по этому вопросу для Новочеркасской ГРЭС.[ ...]
Собственно экологизацией производства следует считать уподобление производственных (технологических) процессов, т. е. ресурсных циклов, естественным «замкнутым» круговоротам подвижной части химических элементов в биосфере. Понятно, что биогеохимические циклы также не являются абсолютно замкнутыми: часть вещества исключается из круговорота на очень длительный срок (переходит из малого круговорота в большой). Принципиальное отличие заключается в том, что выходящее из цикла в природе вещество не является ксенобиотиком, не представляет собой загрязнения и уходит не в отход, а в запас. Понятно также, что полностью уподобить ресурсный цикл естественному биогеохимическому циклу невозможно. Закон сохранения вещества с очевидностью показывает, что безотходная технология в принципе невозможна, и в общем случае под ней следует понимать идеальное и теоретически недостижимое сочетание технологических процессов, в которых масса полученных продуктов равна массе израсходованных сырьевых и прочих материалов.[ ...]
Производственные процессы с замкнутым циклом и комплексным использованием исходного сырья уже практически реализованы на Лисичанском содовом заводе имени Ленина, Невинномысском производственном объединении «Азот». Успешно используются отходы Ростовского химического завода в качестве добавок в производстве строительных материалов.[ ...]
Первоначально безотходным производством называли такой способ производства некоторой группы продуктов потребления, при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле «сырьевые ресурсы - производство - вторичные сырьевые ресурсы - отходы производства и потребления», и все воздействие на ОС, сопровождающее названный цикл, не нарушает ее (среды) нормального функционирования, т. е. под безотходным производством понималась замкнутая система, организованная по аналогии с природными экологическими системами.[ ...]
При проектировании химического производства практический интерес представляет сравнение безотходной технологической схемы с традиционной схемой получения данного продукта. Для проведения такого анализа составляются эталонные проекты, предназначенные для выработки и планирования технической политики в области создания безотходной технологии. Понятие “эталонный проект” подразумевает такую совокупность технологических стадий в цикле “ресурсы - производство - потребление - ресурсы”, при которой обеспечивается замкнутое движение материальных и энергетических потоков.[ ...]
Конкретные мероприятия по борьбе с загрязнением водоемов общеизвестны.[ ...]
Создание экономически рациональных замкнутых систем водного хозяйства является трудной, но разрешимой задачей. Сложный физико-химический состав сточных вод, разнообразие содержащихся в них соединений и их взаимодействие делают невозможным подбор универсальной структуры замкнутых систем, пригодных для применения в различных отраслях народного хозяйства. Создание таких систем зависит от особенностей технологии предприятия, его технической оснащенности, требований к качеству получаемой продукции и используемой воды и др. Вопросы рационального использования воды по замкнутому циклу специалисты должны решать в самой тесной связи с разработкой технологии основного производства. Сейчас в стране уже действует более 200 промышленных предприятий и отдельных крупных производств, на которых созданы замкнутые системы технического водоснабжения.[ ...]
Электрокоагуляцию можно применять в производствах с замкнутым циклом водообеспечения. Но использование этого метода в каждом конкретном случае требует предварительной отработки и определения оптимальных условий очистки сточных вод.[ ...]
В перспективе будут более широко создавать производства с замкнутыми технологическими циклами. В них воздух используется многократно, а все отходы утилизируются.[ ...]
Одним из общих принципов создания безотходного производства является цикличность материальных потоков. К простейшим примерам цикличных материальных потоков можно отнести замкнутые водо- и газооборотные циклы. В конечном итоге последовательное применение этого принципа должно привести к формированию сначала в отдельных регионах, а впоследствии и во всей техносфере сознательно организованного и регулируемого техногенного круговорота вещества и связанных с ним превращений энергии. В качестве эффективных путей формирования цикличных материальных потоков и рационального использования энергии можно указать на комбинирование и кооперацию производств, создание ТПК, а также разработку и выпуск новых видов продукции с учетом требований повторного ее использования.[ ...]
Эталонный проект - совокупность технологических стадий с цикле сырьевые ресурсы - производство - потребление - ьторичные сырьевые ресурсы, обеспечивающих замкнутое движение материальных н энергетических потоков. При составлении эталонного проекта для отдельных видов химической продукции используют наиболее совершенные технологические схемы получения этой продукции и переработки отходов, при которых не образуются вторичные отходы.[ ...]
В Соединенных Штатах Америки проектируются схемы хлорных производств с однократным использованием воды в замкнутых системах. Наиболее прогрессивными являются следующие решения: хлоргаз и водород охлаждают в поверхностных холодильниках, образующиеся конденсаты направляются в цикл подпиточных вод, используемых в основном для приготовления рассола и для подземного растворения соли.[ ...]
Совершенствование технологии промышленного и сельскохозяйственного производства ставит целью сведение до минимума выбросов и отходов, загрязняющих природную среду. Идеальной моделью такого производства является безотходная технология с замкнутыми циклами водопотребления. Большие средства вкладываются в строительство очистных сооружений - фильтров, пылеулавливателей, отстойников и т. п. В сельском хозяйстве переход на более прогрессивный метод орошения - дождевание - значительно снижает расходы воды и потери земель вследствие вторичного засоления и заболачивания.[ ...]
Данный фрагмент схемы технологического процесса отражает только часть производства с замкнутым циклом использования воды.[ ...]
Ведущим направлением в разрешении проблемы защиты водоемов от загрязнений отходами промышленных производств является создание такой технологии, которая сводила бы к минимуму образование сточных вод в основном процессе производства, и разработка методов переработки отходов производства на вторичное сырье. Среди производств, для которых данная проблема уже решена, можно назвать производство фенола с замкнутым циклом сточных вод, анилина и других ароматических аминов, получаемых контактными методами, фталевого ангидрида и ряд других.[ ...]
Основным направлением защиты атмосферы от загрязнений является создание малоотходных технологий с замкнутыми циклами производства и комплексным использованием сырья. Но это в идеале, в настоящее время очистка газов от загрязнений является пока единственным эффективным методом обезвреживания атмосферы. Существующие методы очистки можно разделить на две группы: некаталитические (абсорбционные и адсорбционные) и каталитические. Рассмотрим ряд методов химической очистки от наиболее распространенных загрязнителей.[ ...]
Основным направлением защиты воздушного бассейна от загрязнений вредными веществами является создание новых малоотходных технологий с замкнутыми циклами производства и комплексным использованием сырья. К технологическим защитным мероприятиям также относятся: рекуперация растворителей, герметизация оборудования, сокращение неорганизованных выбросов, замена сухих процессов мокрыми, применение малодымного и малосернистого топлива, строительство высоких (до 300 м) труб для удаления зоны максимального загрязнения и снижению концентрации в приземном слое. К техническим мерам борьбы с выбросами автотранспорта относится регулировка двигателя с выбором оптимального состава горючей смеси и режима зажигания.[ ...]
Вероятно, самопроизвольный процесс взаимной нейтрализации требует еще дополнительного изучения. Однако эта идея при невозможности организации производства с замкнутым циклом заслуживает внимания. Авторы проведенного исследования считают, что добавка к случайно сложившемуся процессу составляющие и их соотношение) специальных присадок позволила бы получить вещества с заранее заданными свойствами. Это приводит к мысли дополнять складывающиеся в каком-либо регионе промышленные комплексы еще одним предприятием - своеобразным физико-химико-био-логическим комбинатом, дорабатывающим все то, что остается на основных предприятиях, и превращающим их отходы в безвредные.[ ...]
В практическом достижении этой цели пользуются и другими терминами: развитие ресурсосберегающей и энергосберегающей технологии; использование вторичных энергетических ресурсов; применение производств с замкнутым циклом, безотходное и малоотходное производство. В последнем случае предполагается, что все отходы, в том числе загрязняющие воздух и воду, почти полностью отсутствуют или используются в других технологических циклах данного производства, смежных Отраслей промышленности или в сельском хозяйстве. Производства, работающие с использованием отходов потребления, являются также безотходными (малоотходными). Производства, не отвечающие этим требованиям, называют рядовыми.[ ...]
Физико-химические методы очистки атмосферы от газообразных загрязнителей. Основное направление защиты воздушного бассейна от загрязнений вредными веществами - создание новой безотходной технологии с замкнутыми циклами производства и комплексным использованием сырья.[ ...]
В ряде случаев отдельно взятое мероприятие, направленное на защиту окружающей среды, в полном объеме ее не решает. Наиболее эффективными являются комплексные решения, включающие весь арсенал средств и методов охраны окружающей среды с организацией производства по замкнутому циклу и переходу к безотходным технологиям.[ ...]
По данным института экономики Академии наук СССР, целлюлозно-бумажная промышленность является одним из основных загрязнителей окружающей среды, выбрасывая до 75 % всех отходов в виде взвешенных частиц. Нужны перспективные решения, при реализации которых резко сократятся выбросы в атмосферу и водоемы. Поэтому в бумажном производстве необходимо сократить расход свежей воды на 1 т готовой продукции с применением при этом максимально замкнутых циклов использования оборотной воды, что одновременно должно привести к уменьшению себестоимости изготовляемой бумаги. Кроме экономии воды, волокон и наполнителей при замкнутом цикле использования оборотной воды достигается также и более рациональное использование тепла, что в ряде случаев, например в производстве газетной бумаги, очень важно. Действительно, максимальное использование тепла, заключенного в потоке древесной массы (основного компонента газетной бумаги), способствует повышению температуры массы, поступающей на сетку бумагоделательной машины. Это облегчает процесс обезвоживания массы и повышает температуру оборотной воды, что приводит к повышению температуры массы, поступающей на сетку бумагоделательной машины.[ ...]
Промстоки (производственные сточные воды) и фекальные стоки от объектов соцкультбыта характеризуются рядом параметров: количеством (в кг или в л), физико-химическими свойствами от растворенных, эмульгированных или взвешенных веществ, степенью их токсичности, канцерогенно-сти, мутагенности, щелочностью или кислотностью, органолептическими характеристиками - запахом, цветом, вкусом. Промстоки подразделяются на условно чистые (от охлаждения технологического оборудования) и грязные (от прочих цехов, участков, стройплощадок и др.). Условно чистые стоки подвергают охлаждению в отстойниках или градирнях, очищают от взвесей и масел, а затем возвращают в производство с ограниченной добавкой холодной воды (потери на испарения). Такой процесс называют замкнутым циклом водопотребления, с точки зрения охраны природы он наиболее безвреден. Грязные промстоки отводят к очистным сооружениям по канализационным коллекторам, удаляют из них твердые фракции, отфильтровывают нефтепродукты, затем обеззараживают и направляют в устройства глубокой очистки или отстойники.
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.
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.
