CC BY
128Опыт экономически развитых стран в использовании промышленных твёрдых отходов
Пинаев В.Е. [email protected]) МГУ им. М.В. Ломоносова
Увеличение использования твердых отходов осуществлялось в мировой промышленности в течение всего 20 века, с различной эффективностью в разных отраслях и регионах, иногда неосознанно, но чаще с целью сокращения издержек производства. Например, мировое производство вторичных металлов в 2000 г. составило (в % от общего производства): стали- около 40, алюминия -25, рафинированной меди - 10, золота -23, серебра- 23 [19, с.с. 9-21, 275; 27-29; 31; 32]. Тем не менее к концу века в наиболее экономически развитых странах проблема размещения, переработки промышленных отходов приобрела особую остроту и наряду с экономическим приняла экологический, социальный характер, по существу став глобальной проблемой. Следует отметить, что наибольших успехов в использовании ПТО достигли в странах с развитой промышленностью, где в течение последних 30 лет осуществляется переход от удаления отходов ко всё более полному их вовлечению в хозяйственный оборот.
В таблице 1 представлены 11 стран, производящих три четверти мирового объема ВВП.
Таблица 1
Показатели экономического развития некоторых стран (2000 г.)[17; 15; 14; 2, т. 14; 23]
Показатели
Страны Население Млн. чел Территория Тыс. кв. км Площадь лесов Тыс. кв. км ВВП Млрд.долл. Производство Электроэнергии Млрд. квт-часов Добыча угля Млн. тон Добыча железной руды Млн. тон Производство чугуна Млн.тон Производство стали Млн. тон Выбросы С02* Млн.тон Место в мировом экологическом рейтинге
Весь мир 6057 133704 38602 31492.8 15454 4534 1010** 541** 847 23622
США 282 9629 2260 9837.41 3971 976 57 4*** 46.3*** 101 5583 45
Япония 127 378 241 4841.58 1065 3.1 0.0 82 106 1143 78
Германия 82 357 107 1872.99 564 205 0 2**** 27 9*** 46.4 828 50
Китай 1262 9598 1635 1079.95 1313 1171 211 131 126 3155 129
Россия 146 17075 8514 251.11 878 258 86.8 44.6 59.2 1430 72
Канада 31 9971 2446 687.88 585 69.2 33 2*** 8 9*** 16.6 496 4
Великобритания 60 243 26 1414.56 372 32 0.0 10.0 15.1 552 91
Франция 59 552 153 1294.25 540 4.7 0 3*** 13.6 21.0 372 33
Индия 1016 3287 641 456.99 542 332 75.4 20.1*** 26.9 1118 116
Бразилия 170 8547 5325 595.46 349 5.6 189*** 24 5*** 27.8 306 20
Австралия 19 7741 1581 390.11 211 306 156 6.5 8.5 336 16
Е 3254 67378 22929 22722.2 10390 3362.6 809.3 415.4 554.5 15319
% от всего мира 53.7 50.4 59.4 72.1 67.2 74.2 80.1 76.8 65.5 64.9
Примечание: *- оценка с учетом данных на душу населения за 1999 год; **- предварительные
данные
***- 1999 год; ****- 1998 год Эти 11 стран, занимающих половину мировой территории, производят почти 75% угля, 80% железной руды и более 75% чугуна от мирового уровня, а также большую часть другой продукции, являющейся вместе с перечисленной основным источником ПТО. Несмотря на высокий технологический уровень большинства из этих стран, они производят около 65 % мирового объема выбросов двуокиси углерода, газа, определяющего развитие парникового эффекта. Такое количество газообразных промышленных выбросов является следствием масштабов ресурсопотребляющих отраслей и трудностей улавливания и использования газообразных выбросов. Огромные количества ПТО и опасных для климата планеты газов образуются как в довольно больших по территории государствах (США, Китай), так и вовсе на незначительных территориях (Япония, Германия). Из перечисленных 11 государств только Канада входит в первую десятку наиболее благополучных в экологическом отношении стран мира. Австралия и Бразилия вошли во второй десяток. Количество населения в этих трех странах не является чрезмерным, территории огромны, а лесов достаточно даже в Австралии. Эти факторы в сочетании с довольно высоким технологическим уровнем послужили основанием для определения места этих стран в мировом экологическом рейтинге. Учитывая экономический и технический уровень перечисленных в таблице стран, объёмы образующихся в них промышленных отходов и площади лесов (около 60% мирового количества), эти страны могут оказать наибольшее влияние на решение многих глобальных проблем, в том числе использования ПТО. Следует отметить, что образование ПТО может служить индикатором потребления природных ресурсов и сокращения вредных выбросов, в том числе и газовых выбросов в атмосферу. а) опыт США
Почти треть мирового объема ВВП производится в США. Продолжение экономического роста, научный и технический прогресс в современных условиях даже в такой высокоразвитой стране становятся все более зависимыми от уровня энерго- и ресурсосбережения, степени безотходности производства любой продукции и количества перерабатываемых промышленных и бытовых отходов. Опыт ресурсосбережения в США заслуживает тщательного изучения и учета при осуществлении экономической реформы в России и может являться темой самостоятельного исследования. Здесь в некоторой степени будет рассмотрено решение проблем использования ПТО в отраслях, производящих и потребляющих сталь, алюминий и медь, а также в деревообрабатывающей отрасли.
Большое значение для чёрной металлургии США имеет использование вторичного сырья, образующегося в автомобилестроении, производстве бытовой техники и строительстве. Большая часть американских автомобилей, отслуживших свой срок, идёт в переработку. В 1999 г. в США перерабатывалось 58 % использованных стальных банок. Уровень переработки бытовых приборов
и устройств оценивается в 77%. Наибольшую трудность представляет переработка чёрных металлов, применяемых в строительстве. Например, уровень переработки прутьев, используемых в железобетоне, и других строительных конструкций составляет 45% (данные Института по переработке стали). Однако листовая сталь и балки используются на 95%. В целом же, производство стали из металлолома в США составило: 1984 г. -40%, 1988 г. -50%, 1991 г. -более 60%, 1999 г.-58% [3, с. 180-181]. Для переработки использованной стали применяются высокоэффективные электродуговые печи, потребляющие в три раза меньше энергии, чем при выплавки стали из руды (при выплавке 1т. стали экономится более 1 тыс. квт-час электроэнергии стоимостью чуть более 40 долларов в ценах 1998 г.) [3, с. 182; 5, с. 13; 10, с. 129]. Таким образом выплавка стали в США в 1999 г. обошлась примерно на 2,3 млрд. долларов дешевле, чем при гипотетической выплавке такого же количества стали только из руды (0,58*97,4*40,2=2,27 млрд. долларов). При этом загрязнение и разрушение окружающей среды оказались значительно меньшими [15 , с. 180].
Одной из наиболее быстро развивающихся подотраслей цветной металлургии США является производство вторичного алюминия. Например, в 2000 году производство вторичного алюминия составило 3,45 млн. т при производстве первичного алюминбия 3,76 млн. т.[6, с.56-59]. Значительная часть потребляемого в США алюминия выпадает из хозяйственного оборота. Например, безвозвратно пропадает алюминий, используемый при выплавке сталей, изготовлении лаков и красок, применяемый в качестве антикоррозийного покрытия строительных конструкций, деталей, транспортных средств и т.д. Тем не менее наблюдается тенденция к росту производства вторичного алюминия и увеличению его доли в общем производстве алюминия. Это свидетельствует о бережном отношении США к природным ресурсам, высокой эффективности производства и применения вторичного алюминия. А высокие и постоянно растущие цены алюминиевого скрапа стимулируют его сбор (по данным Национальной ассоциации продавцов алюминия США затраты на потребляемый скрап составляют 80 % от цен вторичных алюминиевых сплавов). Кроме того, способность алюминия многократно подвергаться переплавке с небольшим уровнем потерь и прогресс в технологии переработки скрапа, позволивший обеспечить требуемый уровень свойств и качества изделий из вторичного алюминия, делают реалистичным увеличение производства вторичного алюминия в США до максимально возможного уровня. Одним из основных потребителей вторичного алюминия является автомобильная промышленность. В настоящее время около 63% алюминия, используемого в расчете на один автомобиль в США, - это вторичный металл. В 1999 году в среднем на один автомобиль в США расходовалось 112 кг. алюминия[6, с.57]. Общее количество алюминия, поставленного в том же году на американский рынок легковых автомобилей и легких грузовиков, достигло 1,9 млн. т [6, с.59], в том числе вторичного 1,2 млн. т. По оценкам фирмы А^п, к 2010 г. американский автомобиль будет
содержать в среднем около 156 кг. алюминия при увеличении в этом количестве доли вторичного алюминия. Большим спросом пользуются алюминиевые сплавы в строительной отрасли США. При росте спроса на алюминий отмечается возрастание требований потребителей к качеству рециклированного металла, поставляемого потребителям в виде слитков, чушек или в расплавленном состоянии. Алюминиевая подотрасль в США соответствующим образом реагирует на этот рост. Например, в конце 2000 года фирма «Hydro Aluminium» ввела в эксплуатацию в городе Хендерсон (штат Кентукки) завод для производства из скрапа слитков для прессования мощностью 90 тыс. т/г. и стоимостью 33 млн. долл. Считается, что при минимальных инвестициях производство алюминиевых сплавов на этом заводе может быть увеличено до 120 тыс. т/г [6, с.60]. При этом «вторичные» слитки не будут отличаться по качеству от «первичных» и для них может быть отменено пока еще существующее в США разграничение между первичным и рециклированным алюминием. Высокий уровень автоматизации, характерный для всех видов нового оборудования для рециклирования алюминия, способствует не только повышению эффективности его работы и снижению издержек производства, но и уменьшает влияние субъективного фактора (квалификации и опыта работы персонала) на качество выпускаемой продукции. Опыт США показывает, что только крупные компании имеют возможность эффективного ведения производства, удовлетворения строгих экологических требований, закупок современного оборудования, проведения маркетинговых исследований, рекламных кампаний и предоставления более качественных услуг потребителям. Для российских металлургов может представлять большой интерес организация производства на алюминиевом заводе фирмы «RRI» (город Френдли), выпускающем и поставляющем потребителям 110 тыс. т/г. жидкого металла, получаемого от переработки шлака. [6, с.61]
США являются крупнейшим производителем вторичной меди в мире. В таблице 2 приведены статистические данные о производстве первичной и вторичной меди в США.
Таблица 2
1996 1999 2000
Общее производство рафинированной меди, 2352 2130 1640
В т.ч. вторичной рафинированной меди (из скрапа) 375 242 170
Потребление рафинированной меди 2621 2987 2508
Прямое использование медного скрапа для производства сплавов 986 1055 791
Импорт скрапа меди и медных сплавов 211 136 122
Экспорт скрапа меди и медных сплавов 384 317 404
Крупнейшим потребителем меди в США является строительство. С 1960 по 1997 год доля потребляемой в строительстве меди увеличилась почти в 2 раза (с 22% до 42%). За последние годы в стране значительно возросла популярность медных крыш и водостоков. Более половины всех медных кровельных листов и 2/3 медных водопроводных труб в США изготавливаются из
рециклированного медного скрапа. В 1997 году из рециклированного скрапа было изготовлено 222 тыс. т медных водопроводных труб. Однако само строительство является сравнительно небольшим источником медного скрапа, так как срок службы зданий и жилых домов достаточно велик, а использование меди в строительстве до недавнего времени было существенно меньшим. Крупным потребителем меди в США являются электротехника и электроника (25%) [6, с.70]. Многие виды электротехнической продукции (силовые кабели, обмотки трансформаторов и электрических машин, телефонная проволока) являются значительным источником медного скрапа, хотя имеют длительный срок службы (20-30 лет). Электронная аппаратура, бытовые электроприборы становятся источниками вторичного сырья значительно раньше. В транспортном секторе США потребляется 13% меди. Автомобильная электроника, радиаторы систем охлаждения являются важным источником вторичной меди. Промышленное оборудование и машины в США используют 12% меди, потребляемой в стране, но имеют длительный срок службы, вследствие чего лишь эпизодически являются источниками медного скрапа. Для производства потребительских товаров используется 9% меди. Важным источником вторичной меди являются боеприпасы (артиллерийские и стрелковые гильзы, медные снарядные пояски, латунные взрыватели и др.). Значительную часть общего объема вторичных медных сплавов составляет стружка, главным образом, латунная. Основные американские заводы по производству вторичных медных сплавов расположены в городах Чикаго (штат Иллинойс), Бедфорд (Огайо), Кливленд (Огайо), Саулет (Иллинойс), Кэроллтон (Джорджия) и др [6, с.71].
Совершенствование технологий позволило сократить использование меди для производства промышленного оборудования и машин, электротехнической и электронной продукции, бытовых электроприборов (холодильников, стиральных машин, пылесосов и др.) и других потребительских товаров. Это позволило уже в 2000 году заметно сократить производство и потребление рафинированной меди, а избыток скрапа меди и медных сплавов был использован для экспорта.
В США накоплен более чем полувековой опыт промышленного использования древесных отходов. Уже с середины 70-х годов минувшего века на технологические цели в США использовалось более 50 % отходов лесопильных и деревообрабатывающих производств [9, с.45-48]. Потребление технологической щепы увеличилось с 3,6 млн. м3 в 1950 г. до 73,5 млн.м3 в
33
1975г., в том числе 9,2 млн. м щепы из отходов лесопиления и 64,3 млн. м из отходов деревообработки. Древесные отходы в общем объеме потребляемой в США в 1975 г. древесины составили:
- целлюлозно-бумажное производство (ЦБП) - 35 %
- производство древесностружечных плит - более 90 %
- производство древесноволокнистых плит - более 90 %
Недостаточно использовались лесосечные отходы и кора. Из 57 млн. м3 коры (1970 г.) использовалось менее 30 %, в основном, в качестве промышленного топлива. Однако, в США проводились серьезные научные исследования, осуществлялось совершенствование технологий с целью увеличения выхода полезной продукции из древесных отходов. Например, в США была впервые в мире разработана технология производства химической древесной массы из лесосечных отходов. Производство щепы из цельных деревьев позволяет получить древесного волокна на 20 -30 % больше при разработке сосновых насаждений и на 50 - 200 % при разработке насаждений лиственных. Серьезное внимание в США было уделено внедрению пневматического способа межцехового перемещения и погрузки технологической щепы, что позволило существенно сократить транспортные расходы [11, с.127]. С внедрением заготовки целых деревьев увеличились возможности использования маломерных деревьев, ветвей, пней, коры, хвои для получения тепловой и электрической энергии и продуктов химической переработки [11, с .126-127]. Основное внимание было уделено увеличению выработки из всех видов древесных отходов метилового спирта для использования в качестве автомобильного топлива и для отопления жилых домов. Многочисленные научные исследования позволили существенно увеличить использование коры. Кора является ценным органическим топливом, экономическая эффективность использования которого увеличивается с ростом дефицита традиционных видов топлива. Наиболее распространенным способом подготовки древесных отходов к сжиганию считается брикетирование. В США был разработан технологический процесс превращения коры в гранулированный материал, который горит так же хорошо, как и каменный уголь, но получаемая при этом тепловая энергия в два раза дешевле [11, с.131]. В США кору также используют в виде добавок к древесине при производстве ДСП и ДВП (до 50 % общей массы плит). А так как теплоизолирующая способность коры выше, чем древесины, она используется и как чистый изолирующий наполнитель [11, с.130]. Кроме того, в США кора применяется для очистки промышленных сточных вод от примесей тяжелых металлов. Был также разработан способ разложения коры в среде муравьиной кислоты для получения фенолов [11, с.132].
Результаты научных исследований и внедрения технологий, достигнутые в США к 1975 году, можно оценить в качественном отношении по структуре использования древесных отходов (по данным для четырех штатов на Юго-Востоке), представленной в таблице 3.
Таблица 3
3
Структура использования древесных отходов в США (тыс. м ) [11, с.60-61]
Кусковые Мягкие отходы Кора
Направления отходы
использования Всех Хвой- Всего В том числе Всех Хвой
пород ные разные стружка поро -ные
Хвой- Листвен Хвой Листвен д
ные -ные -ные -ные
Волокнистые 8376 6611 1134 793 154 166 21 63 23
полуфабрикаты для
ЦБП и производства
ДВП
Древесностружечные 111 42 1134 352 65 686 29 1 1
плиты
Древесный уголь 75 73 172 77 24 70 1 57 49
Пиленые изделия 389 369 — - - - — - -
Промышленное 80 19 1458 1018 311 109 20 4042 3207
топливо
Топливо местного 84 - - - — - — 38 19
использования
Прочее 29 22 683 311 126 209 37 371 304
Не использовано 394 219 1871 1114 681 55 21 1529 1017
Всего отходов 9538 7355 6450 3665 1361 1295 129 6101 4620
Уровень 96 97 71 70 50 96 84 75 78
использования, %
Внедрение более совершенных технологий позволило существенно увеличить количество перерабатываемых в США древесных отходов, повысило экономическую эффективность их использования, способствовало улучшению экологической обстановки в стране, имело серьезные положительные социальные последствия.
В США активно функционирует рынок промышленных твёрдых отходов, измеряемый десятками миллиардов долларов. Бизнес в области обращения с ПТО в США является прибыльным. Поэтому понятна конкуренция между участниками рынка отходов за расширение своего присутствия на нем. Особенно жесткая конкуренция наблюдалась в минувшем десятилетии между предприятиями по переработке отходов в энергию (ППОЭ) и фирмами, занимающимися транспортировкой и размещением твердых отходов. Свои интересы различным участникам рынка ПТО неоднократно приходилось отстаивать в судах различного уровня, вплоть до Верховного суда США [12]. Хотя проблем в области использования отходов в США достаточно, активное функционирование рынка ПТО стимулирует увеличение инвестиций, направленных на совершенствование технологий и научные исследования в области обращения с ПТО. б) Прогрессивный опыт Японии Японская промышленность по праву является одной из самых передовых в мире. В связи с этим японцы стали задумываться над проблемами экологии и природопользования раньше других
наций. Это произошло из-за малой величины Японии (377.835 тыс. кв. км.), высокой плотности населения ( 336 чел./кв. км.) и раннего достижения высокого уровня научно-технического прогресса.
Страна восходящего солнца небогата полезными ископаемыми. Практическое значение имеют лишь запасы каменного угля, медной и свинцово-цинковой руд. Благодаря новым технологиям становится более рентабельным использование ресурсов Мирового океана (добыча марганцевых конкреций с океанского дна; извлечение урана, поваренной соли из морской воды и т.д.) [18, с.481]. Свои потребности по большинству видов полезных ископаемых Япония удовлетворяет в основном за счет импорта (железная руда, металлолом, нефть, уголь, газ, уран и др.). Тем не менее Япония является одним из крупнейших в мире производителей стали (2-е место) и электроэнергии (3-е место) [15, с. 163, 164, 179, 180]. Негативной стороной высокого индустриального развития Японии является загрязнение промышленными предприятиями окружающей среды. По промышленным выбросам СО2 (5% мировых выбросов) Япония занимает 4-е место в мире[4; 8].
Вместе с тем вследствие применения передовых технологий в Японии достигнута высокая степень переработки промышленных твёрдых отходов в черной металлургии, энергетике, автомобилестроении, цементной промышленности и др.
В черной металлургии послевоенной Японии предприятия изначально строились с использованием новейших технологий производства и разливки стали: ускоренное охлаждение, разработка и производство сверхдисперсных металлов (низкоуглеродистых сталей без дефектов в междоузлиях, применяемых в автомобилестроении). За счет улучшения качества металла потребление его на единицу продукции уменьшилось, и автомобили японского производства стали дешевле и лучше, что способствовало увеличению оборота и повышению привлекательности для инвесторов, одновременно решались экологические проблемы: на защиту окружающей среды расходовалось до 50% средств от общих затрат[16,с.17-18], а использование металла лучшего качества позволяло экономить природные ресурсы, т.к. такой металл служит дольше. Около 1/3 стали выплавляется в электропечах, остальные 2/3 - в электроконверторах, т.е. наиболее экономичными способами. Значительному сокращению отходов способствует и почти 100%-ное применение на японских металлургических предприятиях метода непрерывной разливки стали [31, 33].
Развитию металлургической промышленности Японии последних десятилетий способствовало грамотное размещение новых и модернизируемых предприятий в приморских районах, обеспечивающих удобство подвоза импортного сырья и топлива, а также вывоза продукции дешевым морским путем. Крупнейшими металлургическими центрами в Японии являются многие портовые города: Иокагама, Кобе, Осака, Токио и др.
Для российской черной металлургии полезен опыт реструктуризации заводов японской фирмы Ниппон Стил (Nippon Steel Corporation). Целью реформирования металлургических заводов полного цикла фирмы являлся переход от требований по обеспечению роста объема выпускаемой продукции к повышению ее качества, а также ресурсосбережения (экономии материалов и энергии), защиты окружающей среды и др. Поэтапно, начиная с 1956 года, на заводах фирмы внедрялись новые, передовые технологии производства широкого ассортимента товарной продукции стабильно высокого качества. Уже к концу 60-х годов результаты проявились в высоких темпах экономического роста. Вызванное энергетическим кризисом начала 70-х годов снижение темпов роста вынудило Ниппон Стил последовательно осуществлять меры по экономии энергии, в результате которых к 1983 г. удалось снизить потребление энергии на 23%. Основные методы экономии энергии:
- Утилизация неиспользованной энергии и снижение потребления электроэнергии.
- Использование избыточной энергии, привлечение недорогих источников и централизованного компьютерного управления энергопотоками.
В 1977-1990 гг. проводилось дальнейшее интенсивное усовершенствование структур производства, разрабатывались новые виды продукции высокого качества и были приняты решительные меры по охране окружающей среды. Старые заводы закрывались, а на новых наращивались темпы производства высококачественной продукции. Сократились количество действующих доменных печей (от 12 до 8) и число работающих с 28000 до 15000; а также затраты (на единицу продукции). В производственных процессах широко использовалась электроника, новые химические материалы, биотехнологии и другие новые материалы динамически развивающихся отраслей промышленности. Повышение качества стали имело следствием повышение качества скрапа, большую часть которого стал составлять старый скрап [1, с. 71-81].
Основной концепцией охраны окружающей среды, принятой еще в 1970 г., является предотвращение появления новых источников загрязнения, что должно быть частью технической политики предприятия и предусматривать:
1. Снижение общего количества выбросов;
2. Удаление и сведение к минимуму загрязнений;
3. Открытый и согласованный контроль за загрязнениями;
4. Привлечение прогрессивных экологических методов для создания здоровой среды, окружающей большой комплекс металлургических предприятий.
Начиная с 1993 г. в ответ на возросшие требования была разработана новая стратегия по охране окружающей среды, которая включает усовершенствование оборудования, технологий и др., а также непосредственный контроль за снижением загрязнений. Благодаря своей универсальности, эта стратегия может быть использована любым металлургическим
предприятием. Она представляет собой долговременную, непрерывно обновляющуюся в соответствии с уровнем развития техники и технологий программу модернизации металлургической промышленности, целью которой является обязательное решение экологических проблем. Разработки Ниппон стил в области охраны окружающей среды получили мировое признание [16, с. 52-56].
Новый рынок сырья в Японии формирует автомобильная промышленность. Это старые машины, которые являются основным источником металлического лома. В настоящее время автомобили «Тойота» на % их общей массы изготовляются из стального лома[31; 33]. Примечательно, что из 12 выпускавшихся в мире в 2002 г. моделей экологически чистых автомобилей (работающих на природном газе или электроэнергии аккумуляторов) десять произведены в Японии. Их сбыт составил около 40% от общего числа новых машин, проданных в Японии в течение года. Повышение спроса на такие автомобили в Японии, возможно, связано не столько с борьбой населения за защиту окружающей среды, сколько с существенными финансовыми льготами при приобретении экологически чистых автомобилей. Налог при покупке такой машины примерно на 50% ниже по сравнению с теми, которые приходится платить за автомобили с бензиновыми двигателями [7, с.53]. Это представляет прекрасный пример экономического управления экологическими процессами.
Заслуживает внимания организация функционирования алюминиевой промышленности Японии. Например, в 2002 году в Японии было выплавлено всего 6,4 тыс. т. первичного и 957,8 тыс. т. вторичного алюминия. Не имея собственного природного сырья для производства алюминия, Япония практически не закупает бокситы, а использует свой и импортный алюминиевый лом, что приводит к упрощению и уменьшению вредности технологии производства алюминия, существенной экономии электроэнергии, а в итоге к повышению конкурентоспособности продукции [27].
Пример рационального отношения к использованию природных ресурсов дает и электроэнергетика Японии. На 2/3 используются в стране гидроресурсы, хотя количество производимой на ГЭС электроэнергии составляет менее 10%. Большая часть электрической энергии производится на ТЭС (около 60%) [33]. Зола и шлаки, образующиеся от сжигания углей на ТЭС, почти полностью используются для производства цемента и других строительных материалов (см. таблицу 4). Около 30% электроэнергии Японии производится на АЭС (51 атомный блок в 2000г.) [20]. Несмотря на мировую тенденцию к заметному снижению темпов развития атомной энергетики, Япония, наоборот, объявила о своем намерении увеличить количество атомных блоков [33]. Япония вынуждена увеличивать производство электроэнергии на АЭС, т.к. ее ресурсный потенциал использования возобновляемых источников энергии невелик. Тем не менее, в Японии есть приливные электростанции (ПЭС) и даже экспериментальная
электростанция, использующая энергию морских течений. Япония также намеревается до 2010 года обеспечить до 2% вырабатываемой электроэнергии за счет использования энергии Солнца [20].
Таким образом, внедрение передовых технологий и в электроэнергетике позволяет Японии обеспечить максимальное использование промышленных твердых отходов. Но общий объем промышленного производства даже при самых передовых технологиях оставляет пока еще много проблем в области охраны окружающей среды. Часть их Япония намерена решать дальнейшим совершенствованием технологий. Часть - покупкой у других государств квот на выбросы газов, а также перемещением некоторых «грязных» производств за пределы своей территории.
Отходы различных отраслей находят применение в цементной промышленности. По данным Японской цементной ассоциации (Japan Cement Association) [28] количество промышленных отходов, используемых цементной промышленностью Японии, выглядит следующим образом:
_Таблица 4 [28]
Вид отходов 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000
Доменный шлак (млн. тонн) 12,9 12,5 12,7 12,7 11,4 11,4 12,2
Шлак металлургический (млн. 1,0 1,2 1,2 1,2 1,1 0,9 0,8
тонн)
Неметаллургические шлаки 1,4 1,4 1,7 1,7 1,2 1,3 1,5
(млн. тонн)
Угольные хвосты (млн. тонн) 1,9 1,7 1,8 1,8 1,1 0,9 0,7
Угольная зола (млн. тонн) 2,9 3,1 3,5 3,5 3,8 4,6 5,1
Мусор, осадки (млн. тонн) 0,8 0,9 1,2 1,2 1,4 1,7 1,9
Гипсосодержащий мусор (млн. 2,3 2,5 2,5 2,5 2,4 2,6 2,7
тонн)
Прочие (млн. тонн) 1,5 1,8 2,0 2,0 2,0 2,2 2,5
Всего (млн. тонн) 24,7 25,1 26,6 26,6 24,4 25,6 27,4
Заметим, что 73% наполнителей принадлежит доменному шлаку, угольной золе и гипсосодержащему (строительному) мусору. В 2002 году наблюдалось увеличение использования угольной золы.
Использование уникальных технологий японской цементной промышленностью позволяет перерабатывать отходы и побочные продукты различных производств в виде сырья и топлива. Таким образом не только достигается экономия первичных природных ресурсов (ископаемого топлива и глины), но и решается проблема утилизации отходов различных отраслей. Данный подход является наиболее ярким отображением претворения в жизнь концепции нулевых отходов, позволяющей сохранить для потомков хотя бы остатки былого природного богатства.
Действия сторонников концепции нулевых отходов направлены на полный отказ от сброса отходов человеческой деятельности в окружающую среду. По аналогии с циклами устойчивого
развития в природе (экосистемами), целесообразно создание промышленных кластеров, которые совместили бы в себе различные производственные процессы. Материалы, которые однажды были признаны отходами, могут переродиться как «новые ресурсы», приближая нас к обществу нулевых отходов. Все материалы, изъятые из Природы, должны превращаться либо в конечные продукты, либо становиться сырьевыми материалами для других производственных процессов. Сближение производств приведет к созданию устойчивых промышленных кластеров, минимизирующих нагрузку на окружающую среду.
Например, можно предложить следующую модель промышленного кластера: в центре -производство цемента и ЖБИ; вокруг предприятия, использующие их продукцию (чёрной и цветной металлургии, химической промышленности, нефтехимии, строительной отрасли), а также мунициполитеты и электростанции.
Использование отходов в цементной промышленности, как показывают исследования, дает возможность производить экоцемент, по своим качествам соответствующий цементу, произведенному без участия вторичных ресурсов.
Одним из наиболее революционных предложений Tai Heyo Cement Corp является использование в производстве цемента мяса и костной муки. В 2002г. прошли тесты на кальцинацию такого типа цемента на заводе Tosa (Kochi, Kochi-city). Не вполне, правда, ясно, является ли такой способ утилизации мяса и костной муки наиболее выгодным, или это был запоздалый ответ на эпидемию коровьего бешенства в Соединенном Королевстве.
Хотелось бы отметить, что данный тип промышленного кластера не является, конечно, единственно возможным направлением утилизации отходов. В частности, не следует игнорировать ассимиляционную способность природы. в) Достижения Германии
Бережное отношение к отходам является естественным элементом бытовой, технической и экологической культуры Германии, одной из самых развитых в экономическом отношении стран мира. Германия располагает многими видами полезных ископаемых, из которых наибольшее значение для экономики страны имеют бурый и каменный угли, калийная и каменная соли. Добываются медная, свинцовая, цинковая руды. Добыча железной руды незначительна (в 1998 году всего 0,2 млн. т) [15, с.175; 18, с.104-109]. Потребности страны в минеральном сырье обеспечиваются, в основном, за счет импорта. В таблице 5 представлено производство некоторых видов полезных ископаемых и промышленной продукции, являющихся источниками твердых промышленных отходов. Таблица 5
Производство полезных ископаемых и промышленной продукции (млн. т)
[2, т.6 с.404, т. 14 с. 239; 18, с.104-109; 14, с.642-643; 15, с.173,175,177,179,181,195,224]
Вид продукции 1950 1970 1990-е 2000
ГДР ФРГ гдр ФРГ гдр ФРГ
Каменный уголь 2,8 126 1,0 111 76,6 43,8
Бурый уголь 137 76 260,6 108 280 108 161
Чугун 0,3 9 2,0 34 27 9***
Сталь 1,0 12 5,1 45 38,8* 46,4
Минеральные удобрения 1,556 1,702 3,181 4,786 4,3 2,7 4 9***
Цемент 1,4 11 8 38 38,0
Соль 8,06
Легковые автомобили, млн. шт. 0,0072 0,216 0,1266 3,132 5,0* 5,459**
Примечание: * - сведения за 199
г;
**
сведения за 1998 г;
***
- сведения за 1999 г.
Объединение 3 октября 1990 года ФРГ и ГДР в единое государство привело к замедлению темпов экономического роста страны. Тем не менее, несмотря на кризисную ситуацию в восточных землях (территория бывшей ГДР), именно в последнее десятилетие минувшего века в Германии были достигнуты значительные результаты в охране окружающей среды, энерго- и ресурсосбережении, что подтверждается данными Федерального ведомства по вопросам окружающей среды и Федерального статистического ведомства Германии.
Таблица 6
Некоторые показатели влияния экономики Германии на окружающую среду
[25, с.9,10,21; 15, с.78; 17, с.69]
Показатели 1991 1993 1995 1997* 1999* 2000 *
ВВП (в ценах 1995 г), млрд. евро 1711 1730 1801 1840 1911 1969
Население, млн. чел. 80,0 81,2 81,7 82,1 82,1 82,2
Изъятие из природы твердых материалов, млн. т. 3968 3689 3380 3139 2981 Н/д
в том числе:
неиспользуемых используемых 2686 1282 2422 1260 2089 1291 1897 1242 1741 1240
Импорт сырья (твердых материалов), млн. т. 433 423 464 482 489 Н/д
Экспорт сырья (твердых материалов), млн. т. 211 202 225 249 265 Н/д
Возврат в природу неиспользуемых твердых 2527 2258 1934 1751 1588 Н/д
материалов, млн. т.
Твердые отходы (общее кол-во), млн. т. 354 363 365 399 Н/д Н/д
Потребление первичной энергии, петадж. 14611 14310 14629 14614 14193 1418 0
Потребление сырья, млн. т. 1460 1413 1485 1440 1439 1432
Площадь населенных пунктов и дорог, км (% от Н/д 40305 Н/д 42052 42976 4344
общей площади страны) (11,3) (11,8) (12,0) 7 (12,2 )
Примечание: * - неполные данные
Анализ приведенных в таблицах данных показывает, что потребление сырья экономикой Германии (с учетом импорта) в течение 90-ых гг. сократилось на 1,9%. Значительное сокращение количества неиспользуемых твердых материалов (почти на 1 млрд. т в 1999 г. по сравнению с 1991 г.) явилось, в основном, результатом уменьшения объемов вскрыши из-за падения добычи бурого угля в новых землях.
За эти же 10 лет потребление энергии экономикой Германии уменьшилось на 2,9%. Сокращение потребления экономикой Германии природных ресурсов и энергии при одновременном увеличении в 90-е годы ВВП на 15% свидетельствует о повышении эффективности их использования. Для оценки экономической эффективности энерго- и ресурсосбережения германские эксперты применяют такие критерии, как продуктивность энергии и продуктивность сырья, являющиеся отношением ВВП к потреблению энергии и сырья. В период с 1991 г. по 2000 г. продуктивность энергии в Германии увеличилась на 18,6 %, а продуктивность сырья - на 17, 3%. Федеральное правительство в рамках национальной стратегии (апрель 2002 г.) сформулировало цель - до 2020 г. удвоить продуктивность энергии и сырья по сравнению с 1991 -1994 гг.
Образование твердых отходов в Германии по сравнению с 1991 г. увеличилось в 1997 г. примерно на 45 млн. т и в последние годы стабилизировалась на уровне около 400 млн. т. [25, с.10]. Данные о составе твердых отходов представлены в таблице:
Таблица 7
Состав твердых отходов (тыс. т)[25, с.21]
Виды отходов 1996 1997 1998*
Муниципальные отходы 44 390 45 593 44 094
Горные породы 54 308 57 590 56 155
Отходы предприятий различных отраслей 43 012 48 088 47 963
Строительный мусор, вынутый грунт, отходы строительных участков и дорожного строительства 231 480 229 338 230 997
Отходы, требующие особого контроля (вредные отходы) 18 281 18 860 19 102
Всего 391 472 399 469 398 311
Примечание: * - без Гамбурга
Из последней таблицы видно, что большую часть поступления твердых отходов составляют строительные отходы (около 60%). Отходы горной промышленности и производственных предприятий составляют около 25%. Вредные отходы составляют около 5% общего количества твердых отходов. Неиспользуемые твердые отходы (вскрышные породы и др.) в статистику образования промышленных твердых отходов не включаются и учитываются отдельно.
Лом черных и цветных металлов эффективно используется в черной и цветной металлургии Германии. И хотя он считается одним из видов ПТО (Дополнение IIB, пункт R4 «Закона о содействии хозяйственному обороту... отходов»), к числу вредных отходов не относится[24].
О том, какое внимание уделяется в Германии обращению с твердыми отходами, можно судить по доле расходов на утилизацию твердых отходов в общем объеме расходов на охрану окружающей среды:
Таблица 8
Расходы на охрану окружающей среды (млн. евро*) [25, с.12]
Источники финансирования 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998* *
Производственные предприятия *** в т.ч. для утилизации твердых отходов 8110 1430 8660 1510 8890 1700 8910 1650 8950 1680 9000 1800 7900 1640 6220 1360
Государство в т.ч. для утилизации твердых отходов 13030 4770 15240 5740 14720 5240 14640 5230 14030 5510 12700 5430 11270 4720 10470 4490
Частные специализированные предприятия в т.ч. для утилизации твердых отходов Н/д Н/д Н/д Н/д Н/д Н/д 10230 5060 12460 6040 14130 6720 14860 7550 Н/д Н/д
Всего на охрану окружающей среды в т.ч. для утилизации твердых отходов % от общих расходов на охрану ОС 33780 11940 35 35440 13230 37 35830 13950 39 34030 13680 40 33900
Примечания: * - в ценах соответствующего года;
** - предварительные сведения;
*** - без учета расходов строительных предприятий, а также текущих расходов и инвестиций в проведение интегрированных мероприятий по охране окружающей среды
В 1997 году расходы на охрану окружающей среды в Германии составили 1,8% ВВП, в том числе на утилизацию твердых отходов, включая муниципальные, 0,7% ВВП. Следует обратить внимание на то, что расходы бюджетных средств на утилизацию твердых отходов составляют значительную часть средств, выделяемых государством на охрану окружающей среды (42% в 1997 г.). Однако большую часть расходов на утилизацию твердых отходов несут частные предприятия, специализирующиеся на вывозе, размещении (в том числе захоронении) и переработке отходов (55% от общих расходов на утилизацию твердых отходов в 1997 г.). При этом сбор и рассортирование отходов, как правило, организуются муниципальными властями и предприятиями и привычны для населения. Общее число рабочих мест в сфере охраны окружающей среды в 1998 г. составило более 1,3 млн., что соответствует 3,6% всех занятых в экономике Германии [25, с.12; 15, с.63]. Если усреднить все расходы (в том числе на заработную плату и оборудование) в сфере охраны окружающей среды, можно считать, что занятость в сфере утилизации твердых отходов в Германии составила в том же 1998 году не менее 500 тыс. человек.
Значительная часть твердых промышленных отходов в Германии используется, особенно в строительстве. В отрасли утилизации твердых отходов обрабатывается более 20% всех твердых отходов. Как правило, это наиболее сложные в обращении отходы, включая муниципальные. В приведенной ниже таблице представлены объемы твердых отходов, подвергающихся различным видам обработки в этой специфической промышленной отрасли.
Таблица 9
Объемы производства в отрасли утилизации твердых отходов (млн. т)*[25, с.22]
Типы сооружений и устройств для обработки твердых отходов 1996 1997 1998**
Хранилища, полигоны по захоронению отходов 55,6 49,4 47,2
Установки термической обработки отходов 9,0 10,0 10,7
Установки компостирования отходов 6,6 7,2 7,7
Установки химико-физической, биолого-механической переработки отходов 9,1 14,1 16,6
Всего 80,3 80,7 82,2
Примечания: * - без вредных отходов; ** - без Гамбурга
Из таблицы видно, что количество твердых отходов, размещаемых на хранение, с каждым годом сокращается, а подвергающихся переработке - увеличивается.
Особенно впечатляют достижения Германии в использовании бывшей в употреблении упаковки из различных материалов (стекла, белой жести, алюминия, бумаги и др.). При сокращении потребления упаковочных материалов с 7,65 млн. т (1991г.) до 7,21 млн. т. (2000г.) применение и переработка использованной упаковки увеличились с 2,85 млн. т. до 5,53 млн. т, т.е. с 37,3% до 76,7%. С 1993 г. по 2000 г. в Германии было возвращено для повторного использования в общей сложности 40,72 млн. т проданной упаковки [25, с.23].
Высока степень утилизации старой бумаги. В 2000 г. потребление бумаги в Германии составило 19,11 млн. т, а поступление старой бумаги достигло 13,57 млн. т (71%). 11 млн. т старой бумаги в 2000 г. было переработано бумажной промышленностью Германии, что составило 60% общего производства бумаги (18,2 млн. т в 2000 г.). Часть старой бумаги была отправлена на экспорт [25, с.23].
Представляет интерес использование в Германии поливинилхлоридных отходов. При росте производства поливинилхлорида (ПВХ) с 1,45 млн. т (1997 г.) до 1,55 млн. т (1999 г.) утилизация ПВХ-отходов сократилась с 655 тыс. т до 470 тыс. т. Причем в равной степени сократились захоронение (с 388 до 266 тыс. т) и переработка (с 250 до 220 тыс. т) ПВХ-отходов. Это объясняется перераспределением спектра использования ПВХ-материалов с недолговечных на более длительно используемые изделия (например, окна и трубы). Применение ПВХ-материалов в производстве строительных изделий увеличилось с 883 тыс. т до 1,08 млн. т (1999 г.) [25, с.25].
Возврат использованных электрических батарей и аккумуляторов, как и во всем мире, является серьезной проблемой для Германии, где ежегодно поступает в оборот 800 млн. батарей и аккумуляторов. В 2000 г. в Германии было продано 29284 т батарей, а возврат составил 9322 т (около 32%). Оставшиеся неутилизированными батареи представляют угрозу для окружающей среды из-за содержащихся в них вредных веществ, в том числе тяжелых металлов. Ситуация с эмиссией в природу тяжелых металлов из различных источников, включая промышленность, продолжает оставаться в Германии неблагополучной. Ежегодные выбросы тяжелых металлов в
Германии в 1993-1997 гг. составили: цинк - 4,2 тыс. т; медь - 0,75 тыс. т; кадмий - 18 т; никель -0,39 тыс. т; свинец - 0,5 тыс. т; хром - 0,42 тыс. т; ртуть - 6,9 т. В 2000 г. положение не улучшилось, что зафиксировали многие из 25 специальных измерительных станций Германии [25, с. 40,44].
Свидетельством эффективности осуществляемой в Германии политики ресурсосбережения является значительное сокращение выбросов пыли в атмосферу, с 1,86 млн. т (1990 г.) до 0,26 млн. т (1999 г.), т.е. более чем в 7 раз [25, с.33].
Косвенным свидетельством существенного улучшения в Германии экологической обстановки, в том числе за счет рационального использования промышленных твердых отходов, может служить тот факт, что почти 3 тыс. предприятий и организаций Германии добровольно ввели у себя систему экологического менеджмента и аудита ЕС (ЕМЛБ) и могут рекламировать свою продукцию с использованием логотипа этой системы. В их числе 313 предприятий и организаций черной и цветной металлургии, 176 - машиностроения, 151 - автомобилестроения, 113 предприятий индустрии утилизации твердых отходов, 106 предприятий регенерации отходов и др. [25, с.13]. Логотип ЕМЛБ демонстрирует добровольное выполнение этими предприятиями строгих требований ЕМЛБ [13, с.343-345; 22].
Главным достоинством правового регулирования обращения с ПТО в Германии следует считать то, что твердые отходы, как промышленные, так и муниципальные, юридически не могут быть бесхозными, т. е. практически всегда известен источник образования, собственник и возможный потребитель отходов. Достаточно эффективно осуществляется в Германии экономическое стимулирование использования ПТО, благодаря чему переработка и удаление твердых отходов являются доходным бизнесом.
Государство принимает также эффективные меры к предотвращению нелегального, преступного, ввоза твердых отходов на территорию Германии. Федеральной службой перевозки грузов ежегодно с этой целью проверяется более 600 тысяч грузовых автомобилей. Деятельность этой службы настолько эффективна, что активы созданного в 1996 г. Солидарного фонда возврата отходов к настоящему времени увеличились в пять раз [25, с.22]. Фонд заботится о том, чтобы финансирование возврата нелегальных отходов осуществлялось постоянно. Поэтому в течение длительного времени не зафиксировано серьезных случаев нелегального ввоза отходов на территорию Германии.
Опыт правового регулирования обращения с ПТО в Германии может быть полезным для России, как и изучение опыта экономического стимулирования энерго- и ресурсосбережения в Германии. Вместе с тем сложные экологические проблемы, о которых писал Г. Хефлинг в изданной в 1981 году книге «Тревога в 2000 году»[21], в Германии продолжают сохраняться. Решение этих проблем осложняется высокой плотностью населения, огромным объёмом промышленного
производства, гипертрофированным развитием автомобильного транспорта, большим количеством АЭС и ТЭС на относительно небольшой территории страны, необходимостью пока чрезмерных даже для Германии инвестиций в охрану окружающей среды и др.
Литература:
1. Бок Зи Коу. Экономика Японии. Какая она? // М. «Экономика»,2002, 350 с.
2. Большая советская энциклопедия. 3-е издание в 30 томах. М., «Советская энциклопедия», 1970-1978
3. Браун Л. Экономика: Как создать экономику, оберегающую планету. Пер с англ. // М. «Весь мир»,2003, 392 с.
4. «Ведомости» от 12.11.2001
5. Волконский В., Кузовкин А. Цены на энергоносители в России и зарубежных странах. «Экономист», №12, 2001
6. «Вторичные ресурсы» №3-4, 2001
7. «Клаксон» №12, 2002.
8. «Коммерсантъ» от 30 сентября 2003 г.
9. Коробов В.В., Брик М.И., Рушнов Н.П. Комплексная переработка низкокачественной древесины и отходов лесозаготовок .М., «Лесная промышленность», 1978, 272с.
10. Коротич В.И. и др. Начала металлургии. Екатеринбург, «УГТУ», 2000, 392 с.
11. Михайлов Г.М., Серов Н.А. Пути улучшения использования вторичного древесного сырья. М., «Лесная промышленность», 1988, 224 с.
12. Папенов К.В. Текущий контроль и распределение ренты в процессе управления твердыми отходами. Вестник Московского университета. Серия 6. Экономика. 2/2001, с.95-109
13. Пахомова Н.В., Эндерс А., Рихтер К. Экологический менеджмент. СПб., «Питер», 2003, 544 с.
14. Российский статистический ежегодник. Статистический сборник. 2001. М., «Госкомстат России», 2001, 688 с.
15. Россия и страны мира. 2002. Статический сборник. М. «Госкомстат России», 2002, 398с.
16. Симонян Л.М. Экологически чистая металлургия. М., «МИСиС», 2001, 87 с.
17. Стрижко Л.С. Металлургия золота и серебра. М., «МИСиС», 2001, 336 с.
18. Страны и регионы. Статистический справочник Всемирного банка. М., «Весь мир», 2003, 240 с. (пер. с англ.)
19. Страны мира. Краткий политико-экономический справочник. М., «Республика», 1993, 489 с.
20. Тулеев А.М., Шатиров С.В. Уголь России в XXI веке: Проблемы и решения. М., «Коллекция-Совершенно секретно», 2003, 304 с.
21. Хефлинг Г. Тревога в 2000 г. Бомбы замедленного действия на нашей планете. М.,«Мысль», 1990, 272с
22. "Abfallrahmenrichtlinie (75/442/EWJ)". 1997. Anhang I
23. "Environmental Sustainability Index 2002 ". www.weforum.org
24. "Gesetz zur Föderung der Kreislaufwirtschaft und Sicherung der umweltveträglichen Beseitigung von Abfallen" (27.9.1994)
25. „Umweltdaten. Deutschland. 2002". KOMAY Berlin-Brandenburg, 2002, 58 s.
26. "Verwertung von Abfällen in und auf Böden", Erich Schmidt Verlag, Berlin, 2000.
27. www.aluminium.or.jp
28. www.cnic.or.jp
29. www.coppercouncil.org
30. www.juris.de
31. www.steelworld.com
32. www.unep.org
33. www.iiniapan.org
