Материал: Промышленность и окружающая среда.

щую среду, к мероприятиям по недопущению этих загрязнений на конечном этапе производственного цикла. Иначе говоря, с некоторым опозданием на первый план выходит проверенный временем принцип “профилактика луч­

ше, чем лечение”.

2. Более ясен стал всеохватывающий характер ЭЧП. Оценка всего про­ изводственного цикла (ЖЦИ) стала реальностью. Борьба с загрязнениями на отдельных стадиях производственного процесса, что было характерно для 1970-1990 гг., оказалась неэффективной. ЭЧП стало трактоваться как стратегия, а не как один из видов производственных технологий. Подход к работе предприятий на основе ЭЧП охватывает все стадии производствен­ ного процесса. На начальном этапе такой подход позволяет изучить предна­ значение продукции и оценить материальные и энергозатраты. На конеч­ ном этапе можно определить последствия использования продукции и воз­ можностей ее переработки после окончания срока эксплуатации как “отло­ женного отхода”. По сути дела, эта концепция дает возможность опреде­ лять, насколько необходима продукция или услуга и насколько обоснована структура потребления, вызывающая необходимость этой продукции. В связи с этим впервые возникает проблема “устойчивого потребления”.

3. ЭЧП означает постоянное и безграничное совершенствование, уста­ новление новых целей, новых оценочных критериев и стандартов. По мере развития технологий, углубления наших знаний в области проблемы “ресур- сы-экономика-окружающая среда” происходит ужесточение критериев ЭЧП. Уже в настоящее время акцент обсуждения смещается в направлении экспериментальной деятельности в таких новых областях, как более точная оценка ЖЦИ, экодизайн, глобальная и региональная оценка экологичности производственных процессов. Практически во всех промышленно развитых странах созданы неправительственные центры чистых технологий.

Широкое использование определения “устойчивый” вызвало частое применение понятия “устойчивое производство”. В связи с этим в настоящее время термины “экологически чистое производство” и “устойчивое произ­ водство” можно считать синонимами.

Впоследние годы выработаны основные методы оценок производств.

Виндустриально развитых странах уже в настоящее время технология, не прошедшая экспертизы на соответствие критериям ЭЧП, не имеет перспе­ ктив на будущее. При лицензировании эксперты сравнивают предлагаемую для использования в производстве технологию с ВАТ (“Best Available Technology”) - лучшей из возможных технологий. ВАТ в отличие от ВРТ (“Best Possible Technology”) осуществлена на практике, и именно ее показа­ тели сравнивают с характеристиками предлагаемой технологии.

Таким образом, в основу оценок “экологически чистых производств” за­ ложены не конкретные численные значения, а уровень приемлемых на се­ годняшний день, а также лучших достигнутых в производстве показателей. То есть, в понятие “чистой технологии” заложен принцип непрерывного со­ вершенствования производства.

Действующие и проектируемые производства при экспертизе на соот­ ветствие критериям “экологически чистого производства” оцениваются:

- по величине энергозатрат,

—по сбережению материалов и использованию различных вариантов рециклинга,

- по величине выбросов в окружающую среду.

Наряду с этим принимаются во внимание уровень сертификации продук­ ции и систем управления качеством, квалификация персонала и др.

Затраты энергии и материалов на технологический процесс и выбросы вокружающую среду правильнее учитывать в соответствии с расчетной ве­ личиной экобаланса на основе анализа жизненных циклов изделия. К сожа­ лению, до настоящего времени опыт подобных расчетов в Российской Феде­ рации невелик и большинство оценок основано в лучшем случае на базе от­ раслевых подходов. Это следует иметь в виду, анализируя и официально опубликованные (“государственные”) данные об эффективности различных производств.

5.2. ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ

Расход энергии на действующее или проектируемое производство явля­ ется одной из наиболее важных характеристик. Особое значение это имеет для Российской Федерации. Удельная энергоемкость внутреннего валового продукта (ВВП) в России в 2-3 раза выше, чем в США и Западной Европе. При этом ссылки на климатические условия не убеждают. Не менее суров климат Канады. Между тем эта страна потребляет 330-340 млн т у.т., а Рос­ сия - 860-870 млн т у.т.; при этом ВВП России меньше, чем у Канады. По количеству сжигаемых первичных топливно-энергетических ресурсов наша страна прочно удерживает третье место в мире после США и Китая с его миллиардным населением, поглощая эти ресурсы больше, чем все страны Европейского сообщества, вместе взятые. Доля энергии в себестоимости ва­ лового продукта Российской Федерации и стран СНГ достигает 50%, в то время как в развитых странах - менее 5%. У нас без всякой пользы уничто­ жается, выбрасывается на ветер от 460 до 540 млн т у.т. ежегодно.

Первопричина такой расточительности - в пороках затратной экономи­ ки. Например, общие расходы энергии на производство и продажу 1 кг хле­ ба в агрохимическом комплексе (начиная от снегозадержания на полях, вспашки, посева, внесения удобрений, уборки, транспортировки и хранения зерна до транспортировки и продажи готовой продукции) составляют 2,5 кг у.т. (в Европе и США - 0,2-0,3 кг у.т.). Аналогичные расчеты относительно 1 кг молока дают расход 1,5 кг у.т.

В 1990-1998 гг. энергоемкость промышленного производства России выросла на 46%.

Наиболее эффективное направление энергосбережения —уменьшение расхода энергии путем совершенствования технологических процессов и

оборудования.

Мировой опыт убедительно показывает, что экономии, например элек­ троэнергии, невозможно достичь регулированием отопления, своевремен­ ного отключения света в помещениях и т.д.; эффект такой экономии в сум­ ме не более 4—5% общего энергопотребления, зато возникает масса не­ удобств. Надо производить ту же продукцию и обеспечивать те же услуги при меньших удельных энергозатратах. После мирового энергетического кризиса 1973-1974 гг. автомобильные компании США с 1975 по 1985 г. пу­ тем совершенствования конструкций автомобилей добились снижения рас­ хода бензина с 18,2 до 8,2 л / 100 км пробега, что снизило потребление неф­

ти на 2 млн барреля в сутки, или почти на 12%. Современные доменные пе­ чи с высоким уровнем технологии управления процессом расходуют энерго­ носителей на 10-20% меньше, чем печи с ведением процесса устаревшими методами. Анализ вновь разрабатываемых процессов жидкофазного вос­ становления черных металлов показывает, что расчетный расход энергии в них отличается на 10-50%.

Значительные резервы сокращения расхода энергоносителей в метал­ лургии России имеются также в сталеплавильном производстве (замена мартеновского производства конверторным позволяет снизить расход ус­ ловного топлива на 0,1-0,12 т у.т. на 1 т стали), в электросталеплавильном производстве (удельный расход электроэнергии в России —660-670 кВт ч/т, т.е. выше, чем в Японии и Германии, на 15-25%, что объясняется наличием большого количества маломощных дуговых электропечей с устаревшей двухшлаковой технологией и отсутствием внепечной обработки стали). Ус­ тарели, морально и физически изношены агрегаты энергохозяйств пред­ приятий промышленности. Так, около 40% котлов и турбоагрегатов черной металлургии находятся в эксплуатации почти 50 лет.

Совершенствование структуры энергопотребления. Распределение энергоисточников между отраслями промышленности и предприятиями от­ расли складывалось хаотично. Например, в черной металлургии распреде­ ление происходило на основе приоритетности технологических характери­ стик топлив, т.е. удобства его использования в основном производстве. Именно этим можно объяснить повышенную долю газообразного топлива на крупных металлургических предприятиях России и соответственно знаг чительный объем низкокалорийных твердых топлив на предприятиях миш- и микрометаллургического профиля. Между тем мировая практика показы­ вает, что при приоритете эффективности энергопотребления все складыва­ ется как раз наоборот.

Приоритеты энергосбережения вынуждают еще раз рассмотреть буду­ щее различных производственных процессов, основанных на преимущест­ венном использовании электроэнергии. Так, в черной металлургии получе­ ние стали в различных электропечах, получение ферросплавов проводится по схеме: добыча и подготовка энергоносителя —» транспортировка энерго­ носителя к тепловым электростанциям —> производство электроэнергии -» транспортировка электроэнергии —» перевод электроэнергии в тепловую в электрометаллургических печах. Потери энергии на каждом этапе этой ме­ таллургической цепочки обусловливают крайне низкий КПД использова­ ния энергоносителя (не выше 20-25%).

Еще менее выгодно использование “энергоемких” интенсификаторов производства, таких, как повышенная подача кислорода. Известно, что для получения 1000 м3 кислорода требуется затратить 70(М000 кВт-ч электро­ энергии. Некоторые процессы, например жидкофазное получение чугуна вне доменных печей, требуют для получения 1 т чугуна 800-1000 м3 кисло­ рода, что вызывает суммарный расход только электроэнергии на 1 т чугуна в 1,5-2 раза выше, чем для производства стали в электропечах.

Подобные рассуждения можно привести и в случае использования низ­ котемпературной плазмы и др.

В табл. 5.1 приведено распределение энергии между различными под­ разделениями предприятия на примере завода ОАО “Северсталь”.

Распределение электроэнергии на предприятии между потребителями (ОАО "Северсталь", 1998 г.)

Использование вторичных энергоресурсов. Это направление имеет хорошие перспективы в будущем. Фактическое использование вторич­ ных энергоресурсов (ВЭР) в черной металлургии России составляет в на­ стоящее время 12—16% и осуществляется в основном за счет использова­ ния котлов-утилизаторов (около 55%) и систем испарительного охлажде­ ния (около 30%). Практически не используются: тепло газов конвертер­ ных и ферросплавных печей, пара, шлаков, воды (в том числе воды, ох­ лаждающей кристаллизаторы машин непрерывного литья заготовок). Не используется также тепло готового проката; тепла теряется в 2,5 раза больше, чем всего утилизируется. Невелика доля использования энергии давления отходящих газов, несмотря на многолетний опыт применения, например, такого эффективного устройства, как газовые утилизацион­ ные бескомпрессорные турбины (ГУБТ), которыми в настоящее время оборудованы 25% доменных печей России. По данным Московского ин­ ститута стали и сплавов, для предприятий ОАО “Северсталь” доля ВЭР в энергии, необходимой для производства готовой продукции, не превыша­ ет 12%, а собственно уровень использования ВЭР составляет 15-20%. Между тем, по современным оценкам, для черной металлургии доля ВЭР в производстве энергии для получения черных металлов может достигать 50-55%.

Выработка электроэнергии на производственных предприятиях. Все крупные металлургические предприятия полного цикла в России имеют в своем составе тепловые электростанции, но при этом обеспечивают себя электроэнергией, как правило, только на 40-50%. Необходимость привле­ чения электроэнергии “со стороны” приводит к естественным ее потерям при транспортировке. Однако получение электроэнергии непосредственно на предприятии связано с его мощностью и целесообразно лишь на крупных

производствах.

Комплексное использование топлива. Проблема комплексной перера­ ботки, особенно твердых топлив, имеет чрезвычайно важное значение. В частности, являясь самым распространенным видом ископаемых топлив, уголь имеет низкий уровень рентабельности, его промышленный потенци­ ал в настоящее время используется крайне нерационально.

Во-первых, до сих пор не разработаны эффективные промышленные способы газификации углей и других видов топлив.