|
|
Главная страница -> Технология утилизации
Интеллектуальные системы уличног. Вывоз мусора. Переработка мусора. Вывоз отходов.Римский клуб с его видением нынешнего века также был среди зачинателей. «За пределами века отходов» (Габор и Коломбо, 1976) — к сожалению, этот важный доклад Римскому клубу вызвал весьма незначительный интерес. Возможно, авторам не повезло в том, что они обращались к публике, которая была слишком занята энергетическим кризисом и падением режима иранского шаха, чтобы обращать внимание на мечтателей в период убогой экономики. Какие же мы создаем проблемы, перемещая и преобразуя мегатонны? Первое, что бросается в глаза в промышленно развитых странах, — это проблема отходов. Места захоронения отходов — причина бесконечных ссор в американских городах и вокруг них. Какое-то время в качестве решения были признаны мусоросжигающие заводы. Но вскоре и они сами встретили энергичные протесты со стороны защитников окружающей среды. Следующими логическими шагами были переработка и повторное использование. Однако прогресс на этом направлении оставался медленным, а лавины отходов продолжали расти. Хорошая сторона этого, с точки зрения экономического роста, состоит в том, что использование отходов стало процветающим многомиллиардным бизнесом и обеспечило, пожалуй, около миллиона рабочих мест только в США. Однако это приносит небольшое облегчение для экологии. Использование отходов не работает на ранних стадиях потоков материалов, которые политика по охране окружающей среды имеет тенденцию забывать и которые совсем не безобидны с экологической точки зрения. Каждый раз, когда какая-нибудь проблема выдвигается на передний план в политической повестке дня, возникает желание бросить на нее большие деньги. Это и произошло с вопросом отходов. Однако простое расходование денег не всегда ведет к изящным решениям. Не удивительно, что управление отходами (их перемещением, переработкой, ликвидацией) в настоящее время малоэффективно. Управление отходами в странах ОЭСР основано на значительном объеме законодательной деятельности. Очистка и захоронение отходов стоят все дороже (а сами отходы наносят все больший ущерб общественному имиджу компании). Это привело в промышленности к возникновению ситуации, когда «сокращение отходов всегда окупается» — таков популярный лозунг (и программа) компании «Доу кемикл». Промышленность в США, Японии и Европе действительно смогла значительно снизить количество отходов. В большинстве случаев это было достигнуто внутренней переработкой материалов, т. е. снижением материалоемкости производства. Однако одна из проблем, которую очень трудно решить, заключалась в отходах упаковочных материалов. Упаковка стала символом современного потребительского общества. Супермаркеты считают, что им необходима удобная, гигиеничная и привлекательная упаковка практически для всех товаров, которые они продают. Промышленность не в состоянии изменить эту точку зрения. Поэтому переработка отходов упаковки представляется единственным способом увеличения производительности материалов. Однако многие упаковочные материалы с трудом поддаются переработке. Часто используемые составные материалы содержат различные смеси пластмасс, металлов, бумаги и древесины. Как можно справиться с этим? В 1991 г. Германия вышла в лидеры со смелым постановлением об отходах упаковочных материалов, согласно которому производители, как отечественные, так и экспортирующие товары в страну, должны оплачивать сбор и стоимость переработки своих упаковочных материалов. Такая оплата позволяла ставить на продукты «зеленую точку». Дифференцированная оплата (с конца 1993 г.) стимулировала использование легких, простых и легко перерабатываемых упаковочных материалов. По данным Германской двойной системы (ГДС), частной монопольной фирмы-подрядчика, которая управляет системой борьбы с отходами, это позволяло уменьшить количество бытовых отходов на миллион тонн в год. Разумеется, в конце концов значительную часть счета оплатили потребители, и поэтому они разозлились на всю систему. ГДС стала почти символом экологических «нерешений». (Глава 2 более подробно описывает недостатки системы «Зеленая точка» и предлагает высокотехнологичное решение проблемы переработки пластмасс, которые используются для формованной упаковки.) Во всяком случае, горячие споры вокруг ГДС показали германской общественности, что решения, связанные с окончанием жизненного цикла, и системы стимулирования не очень привлекательны в борьбе с отходами. В разгар общественной критики системы «Зеленая точка» немецкий парламент — бундестаг — наконец, после многолетних споров, пришел к соглашению о создании Специального комитета по изучению химикатов. Лагерь защитников окружающей среды давно намеревался проанализировать и осудить производство хлора и другие виды деятельности, которые считаются источником токсичных отходов и загрязнений. Когда комитет наконец приступил к работе в 1992 г., законодателям уже слегка наскучило заниматься еще одним очередным рассмотрением вопроса по превентивному контролю нанограммовых количеств токсичных химикатов, и они начали осознавать необходимость всестороннего подхода к потокам материалов в течение их срока службы. Всем вершителям политики становилось очевидным, что неприятные проблемы отходов — это лишь конец длинной и сложной истории, которая до сих пор не усвоена политиками по охране окружающей среды. В этой ситуации комитет бундестага проявил большой интерес к идеям Ф. Шмидта-Блеека о глобальных потоках материалов и «дематериализации». После двух лет работы они представили большой том с результатами и политическими предложениями (Enquete-Kommission, 1994), который может рассматриваться как политическое начало идеи эффективного использования материалов. Взгляд на мегатонны Возможно, общество смотрело на потоки материалов совсем не с той стороны. Сначала мы позволили технологическому прогрессу осуществить разведку, добычу, переработку и отгрузку наиболее эффективных и дешевых материальных ресурсов. В результате абсолютное количество материалов, которое прибывало к воротам нашей цивилизации, возрастало. Мало удивительного в том, что проблема отходов усложнялась. «Управление отходами» — весьма поверхностное решение. Необходимо исследовать, контролировать и уменьшать потоки материалов. Перемещения земли и вызванные человеком изменения в водных потоках — самые большие потоки материалов, которыми необходимо заняться в первую очередь. Вильгельм Рипль (1994) показал, что перемещения земли и дренаж серьезно нарушили концентрацию катионов (положительных ионов) в почве и на водосборах. По определению, это ведет к подкислению. Рипль считает, что причины подкисления почвы и воды лежат скорее в перемещениях земли, чем в кислотных дождях. На рис. 32, который представляет собой качественную схему, подготовленную Риплем на основании исследований подкисления земли в Скандинавии, показана колоссальная потеря катионов за последние годы. Почти все запасы, накопленные в ледниковый период, истрачены всего за несколько десятилетий. Перемещения земли оказывают и другое воздействие на подкис-ление. По данным Питера Нойманна-Малкау (1993), при высвобож дении атомов серы во время перемещений земли создается большее количество двуокиси серы, чем во всех вместе взятых промышленных процессах горения. Тропические леса могут больше пострадать от добычи полезных ископаемых (включая подъездные дороги), чем от рубки на лесоматериалы. В основном добыча, переработка и перевозка материальных ресурсов являются, наряду с транспортом и энергетикой, источниками как местной деградации окружающей среды, так и выбросов парниковых газов (Юнг, 1992). А лавины материи растут. Роберт Айрес (1996) показал, что использование почти всех металлов растет экспоненциально (рис. 33). Эта лавина материи, которая используется нашей цивилизацией, представляет собой только верхушку айсберга. Каждая тонна металла несет с собой многие тонны руды, которую необходимо добыть, очистить и переработать. Известно, например, что золотодобывающие шахты являются причиной гигантских перемещений земли и широкомасштабного загрязнения воды тяжелыми металлами, кроме золота (не говоря уже о цианиде, который часто используется для извлечения золота). То, что остается в основном около шахты, называется «покрывающим слоем» (порода, которую необходимо убрать, чтобы получить доступ к подстилающим рудоносным образовани-ям) или «хвостами» (порода, которая осталась на поверхности земли после химического извлечения рудоносного минерала) — оба термина указывают, что мы рассматриваем эти гигантские массы породы как бесполезные. Часто такие остатки ядовиты для растений и животных. Озеленение «хвостов» — не простое дело и едва ли когда-нибудь восстановит девственные водоносные горизонты, места обитания и поврежденные ландшафты. Эффективность использования материалов необходимо каким-то образом определить. Шмидт-Блеек (1994) сделал смелую попытку, установив понятие материалоемкости услуги (MIPS). Для всех видов товаров и услуг он и его команда оценивают и рассчитывают потоки материалов в течение их жизненного цикла в тоннах. Это касается золотого кольца на вашем пальце, ежедневной газеты, апельсинового сока и автомобилей. Изделия часто важны не сами по себе, а благодаря услугам, которые они обеспечивают. В конечном счете как раз услуги интересуют потребителя изделий. Это — километр, который проехали в пассажирском вагоне, удобство сидения в комфортабельном кресле или «услуга», помогающая показать семейное положение с помощью золотого кольца, которая будет использоваться как знаменатель в расчетах MIPS. (Определение услуги оказывается самым трудным для группы расчета MIPS Шмидта-Блеека!) Долговечность товаров оказывает положительное влияние на MIPS. По определению, она снижает MIPS соответствующих услуг. В главе 2 представлено множество примеров снижения MIPS в четыре и более раза, что соответственно повышает производительность материалов. Группа Шмидта-Блеека использует MIPS даже в качестве обобщенного критерия экологического воздействия услуг. Конечно, признается существование других, более точных критериев. Среди них токсичность, землепользование, выбросы парниковых газов. Но, так или иначе, все они связаны с интенсивностью оборота материалов. И чрезвычайно важно иметь простой способ для быстрой приблизительной оценки экологических воздействий. Килограмм металла, полученного из шахты, подчас требует переработки тонн руды. Шмидт-Блеек (1994) говорит об «экологической нагрузке» («экологическом рюкзаке»), которую несет в себе металл. На рис. 34, который скорректирован с учетом данных Шмидта-Блеека, показаны соотношения между полученными металлами и их экологическими нагрузками. Для золота и платины соотношение составляет 1:350000. Представьте себе вес «экологического рюкзака» золотого кольца на вашем пальце. Он составит 3 тонны для кольца весом всего 10 г. Металлы были лишь началом истории Шмидта-Блеека об экологической нагрузке. Энергия тоже несет свой рюкзак. Те 3 миллиарда тонн угля, которые мы сжигаем ежегодно, несут рюкзак «хвостов» и воды, который весит не менее 15 миллиардов тонн, не говоря уже о 10 миллиардах тонн СО у выделяющихся в процессе сжигания угля. Соотношения еще хуже для бурого угля. Здесь рюкзак в десять раз тяжелее, чем полученный бурый уголь. Каждый товар и услуга, которыми мы пользуемся, несут экологическую нагрузку. Каталитический преобразователь в автомобилях, который когда-то провозглашался спасителем германских лесов, весит менее 9 кг, но несет рюкзак весом более 2,5 тонны, в основном из-за применения в нем платины. (Несомненно, рюкзак «усыхает» при тщательной утилизации каждого миллиграмма платины, и овчинка стоит выделки.) Апельсиновый сок тоже не безобиден. В зависимости от страны производства, литр апельсинового сока требует перемещения более 100 кг почвы и воды. Ваша ежедневная газета может весить фунт, но ее экологический рюкзак, вероятно, составит 10 кг. Производство автомобиля обычно дает 15 тонн твердых отходов, не считая воды, которая была использована и загрязнена в процессе изготовления. Однако «фактор четыре», т. е. повышение в четыре раза продуктивности материалов, во столько же раз облегчит экологические рюкзаки. Примеры в главе 2 демонстрируют серьезное облегчение от излишнего бремени. Но беда в том, что «фактора четыре» может не хватить для экологической устойчивости. Шмидт-Блеек считает, что для этого необходим по крайней мере «фактор десять». Рассматривая общее воздействие вмешательства человека на биосферу, Шмидт-Блеек, как и другие авторы (напр., Рис и Ваккерна-гель, 1994; Уэтерингс и Опшур, 1992), приходит к заключению, что оборот материалов необходимо сократить по крайней мере на 50% во всемирном масштабе. Поскольку потребление на душу населения в странах ОЭСР примерно в 5 раз выше, чем в развивающихся странах, а дальнейшее увеличение мирового населения неизбежно, он полагает, что устойчивые уровни потоков материалов не будутдостигнуты, пока материалоемкость в странах ОЭСР не снизится в десять раз. Такова цель в отношении материалов для обеспечения устойчивости. Исходя из этих соображений, Шмидт-Блеек явился инициатором создания «Клуба фактора десять» из выдающихся специалистов по окружающей среде, которые поддерживают эту цель (см. илл. 13 на вкладке). Принципы Клуба изложены в Карнульской декларации, датированной октябрем 1994г. Опубликованная на пяти языках, включая японский, декларация призывает к революции в эффективности, прекращению субсидирования использования ресурсов, новому пониманию и определению благосостояния. Среди членов Клуба: Жаклин Алуаизи де Лардерель, директор программы по промышленности и окружающей среде в рамках Программы ООН по защите окружающей среды; Герман Дали, бывший сотрудник Всемирного банка; Ашок Хосла, президент Альтернатив развития, Индия; Джим МакНейл, бывший исполнительный директор Комиссии Брундтланд; Хью Фолкнер, бывший исполнительный директор Делового совета устойчивого развития; Ричард Сендбрук, исполнительный директор Международного института окружающей среды и развития в Лондоне; Вутер ван Дирен, который подготовил для Римского клуба новый доклад «Считаться с природой» (1995); Эрнст фон Вайцзеккер, соавтор данной книги. Инициатива «Клуба фактора десять» сразу произвела впечатление на некоторых должностных лиц в Европейской комиссии, занимающихся вопросами технологии. Питер Джонстон и Роберт Пестель (сын Эдуарда Пестеля, покойного соучредителя Римского клуба) в Управлении современных средств связи, технологий и обслуживания работают над меморандумом о взаимопонимании под названием «Информационное общество для устойчивого развития». Они расценивают постулат «фактора десять» (возможно, с некоторыми компромиссными формулировками) как весьма вдохновляющую задачу и хотели бы, чтобы главные европейские предприятия подписали и поддержали меморандум. Как было сказано во введении к главе 2, улучшения в десять раз легче добиться в материалах, чем в энергии. Это связано с физической стабильностью большинства материалов. Если предотвратить их рассеяние, они могут использоваться снова и снова. Одним из злейших врагов эффективного использования материалов является сжигание отходов, поскольку оно относится к технологиям удаления отходов, сопровождающимся максимальным рассеянием. Однако многие недальновидные люди провозглашают сжигание мусора как наиболее удобное «решение» проблемы. Его можно считать решением для токсичных органических веществ в промышленных и бытовых отходах, где образование этих веществ изначально невозможно предотвратить путем изменения продукта или технологии. И все же в рамках обязательств по «фактору десять», сжигание отходов скорее представляет собой антирешение.
О. Эннс На уличное освещение расходуется около 40 % от общего энергопотребления города. Использование интеллектуальных систем управления уличным освещением позволяет сократить энергетические и эксплуатационные расходы. Уменьшение энергопотребления в размере 30–50 % важно не только в экономическом плане – это реальный вклад в решение проблемы изменения климата и эффективного использования ресурсов. Современный мегаполис потребляет огромное количество энергии. В городе средних размеров около 40 % общего расхода энергии приходится на освещение, которое помимо функционального освещения улиц и автострад включает в себя также декоративное освещение архитектурных памятников. Растущие цены на энергию и экологические факторы вынуждают города искать инновационные решения для использования более энергоэффективного уличного освещения. В странах Европейского Союза такие проекты поддерживаются растущим числом экологических стандартов, требующих сокращения применения продуктов, приводящих к выбросам тяжелых металлов. Так, например, чтобы сократить расходы энергии и уменьшить, таким образом, вредное влияние на экологию, в Европе было разработано новое законодательство, предписывающее применение электронных дросселей в системах уличного освещения. Оптимальным решением проблемы, учитывающим и экологический, и экономический факторы, является применение интеллектуальных систем для управления уличным освещением: такие системы, как, например, системы управления на базе технологии LonWorks, позволяют одновременно измерять, анализировать и снижать потребление энергии. Сеть управления уличным освещением на базе таких технологий представляет собой открытую систему с возможностью расширения, обеспечивающую коммуникацию между составляющими ее приборами независимо от их производителя. Кроме того, благодаря таким технологиям возможны удаленные мониторинг и управление теперь уже «интеллектуальной» системой, что значительно снижает расходы на техническое обслуживание, а также сокращает время, требующееся для проведения ремонтных работ (можно рассчитать суммарную продолжительность горения светильников и локализовать, таким образом, возможность выхода светильника из строя), что не менее важно, т. к. безупречно действующее уличное освещение повышает безопасность жителей города. Управление уличным освещением с помощью программы StreetLight. Vision. Применение соответствующего программного обеспечения (ПО), например, Streetlight.Vision и эффективного сетевого оборудования, например, нового интеллектуального сервера i.LON SmartServer, еще больше расширяет возможности интеллектуальной системы управления освещением: специальное программное обеспечение позволяет собрать и обработать миллионы данных, поступающих с уличных светильников и других приборов, и предлагает конечному пользователю объемный сервисный пакет Интернет-программ для выполнения различных функций управления уличным освещением, включая анализ расхода энергии, автоматическое распознавание ошибок, предупреждающие меры по содержанию приборов в хорошем состоянии, а также дистанционные диагностику и контроль уличных светильников. ПО способно также переправлять собранные данные, например, в городской операторский центр или геоинформационную систему (ГИС). Серверы выступают в качестве контроллеров сегментов сети. Они собирают данные с уличных светильников и передают их в городской центр мониторинга, применяющий ПО сбора и регистрации данных. Сервер, например, i.LON SmartServer отличается быстрой инсталляцией, простым управлением сетью и высокой эксплуатационной надежностью даже в зонах с повышенным уровнем помех, что обеспечивается новой функцией усиления линии электропередачи (Power Line Repeating). Кроме того, такие серверы снабжены астрономическими часами, позволяющими им определять степень естественного освещения солнечным или лунным светом и в соответствии с этим регулировать интенсивность света светильников. Это повышает срок службы устройств и снижает расходы, связанные с энергопотреблением. Высокий уровень эффективности и функциональности таких систем управления с применением интеллектуального сервера обеспечивает снижение энергопотребления на 50 % и сокращение эксплуатационных издержек на 40 %. При этом неисправности распознаются и устраняются автоматически, что, в свою очередь, сокращает время простоя светильников на 75 %. Применение технологии PLC в г. Осло (Норвегия) Возвращаясь к вопросу об экономии энергии, можно добавить, что одна лишь возможность «притушить» свет на улицах с неинтенсивным движением в ночное время позволяет значительно понизить энергопотребление и связанные с ним затраты. Это дает возможность городу перераспределить сэкономленные средства на другие программы и мероприятия, направленные на улучшение условий жизни граждан и внешнего вида города. Приведем несколько примеров использования систем интеллектуального управления уличным освещением. Подобное интеллектуальное решение было применено в столице Норвегии – г. Осло. Для его реализации было заменено 55 тыс. уличных светильников: старые, неэффективные механические дроссели заменили электронными Lon-дросселями, применяющими технологию передачи данных по линям электросети (Power Line Communications – PLC). Технология PLC позволяет использовать уже имеющуюся в наличии электропроводку, снижая, таким образом, расходы на инсталляцию. Управление всеми сегментами системы и регулирование уличных светильников осуществляется через интеллектуальные серверы. Для коммуникации этих серверов была установлена обширная беспроводная сеть, контрольная станция которой расположена в г. Осло. Сервисы протоколируют энергопотребление, определяют срок службы светильников и оповещают об этом систему. К их задачам относится также сбор поступающей от датчиков информации о плотности дорожного движения и о погодных условиях. После оценки полученных серверами данных происходит автоматическое регулирование интенсивности освещения отдельных уличных светильников или всей системы освещения в целом. Такое регулирование освещения не только значительно снижает расход энергопотребления, но и продлевает срок службы светильников и сокращает издержки на их ремонт. Благодаря контрольному программному обеспечению возможны удаленные контроль и регулирование светильников через контрольную станцию, а также анализ режима освещения и быстрое выявление выходов светильников из строя. Благодаря новой технологии город сократил энергопотребление на 62 %, из которых две трети экономии энергии получено за счет изменений в инсталляции и одна треть – за счет сокращения времени использования ламп. Жители г. Осло постепенно привыкают к различным уровням освещения города. Ожидается, что варьирование уровня освещения позволит городу экономить еще дополнительно 10–15 % энергии. г. Квебек (Канада) Интеллектуальная система уличного освещения на базе такой технологии освещает также улицы исторического квартала г. Квебека (Канада). Особенностью данного проекта является возможность обеспечивать сокращение энергопотребления в часы пиковой нагрузки по запросу энергетических компаний. Так, выключая декоративное освещение, диммируя уличные светильники и отключая на какой-то период времени нерелевантное освещение, можно снизить уровень энергопотребления в целом по городу. Кроме того, сэкономленная таким образом энергия предоставляется в распоряжение энергетических компаний. Такой метод оправдывает себя особенно в зимнее время при низких температурах и коротком световом дне, когда энергопотребление достигает своего максимума. Благодаря встроенным трансиверам (Power Line Transceiver) возможно управление системой через электросеть. Трансиверы сообщаются с Интернет-серверами, которые, в свою очередь, в качестве контроллеров сегментов сети сообщаются с ПО управления центрального компьютера в сервис-центре, где регистрируются все данные по энергопотреблению и состоянию каждого отдельного светильника, а также все выходы из строя и неисправности. В отличие от прежних систем, новая система позволила г. Квебеку сэкономить 30 % энергии. Кроме того, интеллектуальная система освещения позволила наиболее выгодно выделить архитектурные особенности старинных зданий в историческом квартале города. Благодаря этому квартал, особенно в зимние месяцы, приобретает еще больше шарма и привлекательности как для туристов, так и для местных жителей. Интернет-портал для управления светильниками на расстоянии В июне 2007 года в г. Милтон Кейнес (Англия) было принято решение установить для дистанционного управления системами уличного освещения и их контроля систему на базе технологии LonWorks. В качестве первого пробного запуска система была установлена на 400 уличных светильниках. Каждый уличный светильник снабжен современным электрическим дросселем, в который интегрирован PLC-трансивер. Трансивер сообщается с Интернет-серверами, которые, в свою очередь, управляют отдельными секторами системы и связаны с центром контроля, собирающим данные о каждом отдельном светильнике относительно энергопотребления, состояния и сообщений об ошибках. С помощью Интернет-портала можно управлять светильниками на расстоянии, неисправности и потребление энергии отображаются автоматически. Новая система уже сейчас позволила сократить энергопот-ребление на 40 %. Заметно повысился уровень общественной безопасности и понизились расходы на техобслуживание. В Китае разработан проект несколько иного плана. Здесь планируется управляющие системы установить не в самом городе, а для освещения нескольких основных транспортных магистралей и мостов в дельте р. Янцзы. Это будет первое в мире применение открытой системы на базе IP для автомагистралей и мостов: для контроля сегментов системы более 1 500 контрольных точек оснащены интеллектуальными трансиверами. Интернет-сервер позволит через Интернет и сети IP расширить локальную сеть: удаленные контроль и управление возможны с обычного ПК без привлечения дополнительного персонала. Перечисленные примеры далеко не единственные в мире. Многие города во Франции, Германии, Ирландии, Италии, Нидерландах, Норвегии, Испании уже используют подобные технологии в системах уличного освещения, способствуя, таким образом, сокращению энергопотребления своих городов. Экономия энергии в области городского уличного освещения за счет применения интеллектуальных энергоэффективных систем уже перестала быть мифом, позволяя городам «по-умному» сократить свои расходы. Вывоз мусора излишнего и утилизация отходов Рынок топливной древесины в финл. Актуальные проблемы развития мал. Какой воздух нужен стекольным за. Проб_энергосб. С нефти на семечки россия начинает создавать новую подотрасль - биоэнергетику. Главная страница -> Технология утилизации Экологически чистая мебель: |
