Науково-технічний прогрес та економіка природокористування

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний Технічний Університет України

«Київський Політехнічний Інститут»

Інститут Прикладного Системного Аналізу

РЕФЕРАТ

з дисципліни: «Сталий розвиток та технологія»

на тему: «Науково-технічний прогрес та економіка природокористування»

Київ 2013

План

Вступ

1. Науково-технічний прогрес та головні складові його впливу на довкілля

2. Безвідходні технології, як основний важіль охорони навколишнього природного середовища та економії ресурсів

3. Ресурсозаощадження -- один з основних напрямів інтенсифікації виробництва

4. Вторинне ресурсокористування

Висновки

Використана література

Вступ

Нова техніка і технологія, досягнення медицини, засоби масової інформації докорінно змінюють умови життя людей . Однак все частіше постає питання про бажані, небажані та непередбачені наслідки науково-технічного прогресу.

Особливо гострою є проблема співвідношення НТП і збереження природного середовища, яке є єдино можливим середовищем життя людини.

Забруднення природного середовища -- це таке привнесення в геосистему різних речовин і сполук, за якого перевищуються граничні концентрації, а отже, і місткість геосистеми. Тут мова йде лише про технологічні процеси, хоч аналогічні наслідки можуть мати катастрофічні виверження вулканів, пилові бурі тощо. Отже, мають місце дві проблеми:

перша -- безпосереднє забруднення навколишнього середовища;

друга -- збільшення масштабів водоспоживання.

У системі управління природоохоронною діяльністю підприємства можна виділити планування, експлуатацію очисних споруд (включаючи технологічний процес) і контроль за викидами в навколишнє середовище. Проектування і планування дають змогу розробити комплекс необхідних заходів по охороні навколишнього середовища, їх виконання, серед яких нові удосконалені технологічні процеси, роботи, очисні споруди, що знижують або виключають шкідливий вплив на навколишнє середовище.

Чим повніше використовуються природні ресурси, тим ощадливіше і по-господарськи слід ставитися до їх експлуатації, особливо якщо йдеться про невідновлювані енергетичні ресурси. Незважаючи на те що кількість розвіданих копалин збільшується як загалом, так і в розрахунку на душу населення, існує загроза їх виснаження ще перед тим, як буде здійснений перехід на використання нових джерел енергії. Тим більше, що суспільство відчуває все більший дефіцит відновлюваних природних ресурсів.

В зв'язку з цим раціональне використання і відтворення .природних ресурсів стає однією з найбільш актуальних проблем людства. Поряд з глобальним, проблема охорони навколишнього середовища і раціонального використання природних ресурсів має яскраво виражений регіональний характер і відіграє особливу роль в інтенсифікації виробництва на основі прискорення науково-технічного прогресу.

1. Науково-технічний прогрес та головні складові його впливу на довкілля

Визначення поняття „НТП”, та його форми.

Поступальний розвиток суспільного виробництва, його постійне вдосконалення є фундаментальними закономірностями економічного життя людства. Він заснований на прогресі науки і техніки.

Науково-технічний прогрес (НТП) у буквальному розумінні означає безперервний взаємозумовлений процес розвитку науки і техніки; у ширшому суттєво-змістовому значенні -- це постійний процес створення нових і вдосконалення застосовуваних технологій, засобів виробництва і кінцевої продукції з використанням досягнень науки.

НТП можна тлумачити також як процес нагромадження та практичної реалізації нових наукових і технічних знань, цілісну циклічну систему «наука -- техніка -- виробництво», що охоплює кілька стадій: фундаментальні теоретичні дослідження; прикладні науково-дослідні роботи; дослідно-конструкторські розробки; освоєння технічних нововведень; нарощування виробництва нової техніки до потрібного обсягу, її застосування (експлуатація) протягом певного часу; техніко-економічне, екологічне й соціальне старіння виробів, їхня постійна заміна новими, ефективнішими зразками.

Науково-технічний прогрес здійснюється у двох формах: еволюційній та революційній.

Еволюційна форма НТП має місце, коли техніка і технологія, що застосовуються у виробництві, удосконалюються на основі вже відомих наукових знань. Прикладом цієї форми НТП є розвиток енергетичної техніки, заснованої на принципі використання кінетичної енергії пари - від простої парової машини до парогенераторів величезної потужності.

Революційна форма НТП означає перехід до техніки і технології, що побудовані на принципово нових наукових ідеях. Прикладом цієї форми є перехід від ручних знарядь праці до машинних, заміна енергії пари на електричну, застосування лазерної та інших сучасних технологій тощо.

Винахід та запровадження у виробництво принципово нових науково-технічних розробок призводять до суттєвих змін у трудовому процесі, передбачають розширення продуктивних можливостей людства. Тому в цьому випадку йдеться про науково-технічну революцію.

Дія НТП на навколишнє середовище

Дія НТП на навколишнє середовище різнопланова. Надаючи людині можливість управляти багатьма процесами у біосфері, сучасні технології прискорюють її руйнування.

Зростаюча взаємозалежність світу вносить особливу напруженість у проблему розподілу і використання світових ресурсів у спільних інтересах людства (наприклад, яку частину ресурсів необхідно спрямувати на захист клімату планети, попередження подальшого забруднення атмосфери, водних басейнів, збереження біорізноманіття земної флори і фауни, як краще розподілити ці ресурси з точки зору загальних інтересів і цілей тощо).

Інколи побутує думка щодо економічного росту, який дозволить з часом вирішити найгостріші проблеми, пом'якшити або вирішити конфлікти. Проте існують межі росту. Необмежений ріст в обмеженому і невідтворювальному середовищі неможливий. Приклад постіндустріальної споживацької цивілізації дає змогу зробити висновок, що решта світу не може розраховувати на такий самий рівень матеріального добробуту. Для того, щоб підняти рівень життя більшості населення планети до нинішнього рівня країн Заходу, потрібно збільшити обсяг споживання ресурсів приблизно в 20 разів, а з урахуванням прогнозного подвоєння чисельності населення світу -- в 40 разів. А це набагато перевищує граничну можливість навколишнього середовища. Європейська Комісія опублікувала «Білу книгу» про стратегію дій, спрямованих на значне збільшення в загальному енергоспоживанні частки відновних енергоресурсів і відповідне зменшення частки традиційних. У ній зазначається, що у 2010 р. частка відновних джерел енергії в структурі енергоспоживання країн-членів ЄС становитиме 12 %, тобто збільшиться більш як у два рази.

Загострення екологічних проблем стало закономірним результатом еволюції індустріального суспільства з притаманними йому ціннісними орієнтаціями, які визначають зміст «домінантної соціальної парадигми», яка спрямовує розвиток суспільства на кожному історичному відрізку часу.

Індустріальне суспільство стало неспроможне контролювати поширення породжених ним екологічних і техногенних ризиків. Подальше існування такого суспільства з його неперервним нарощуванням матеріальних благ із заподіянням збитків природі стало джерелом постійної економічної, соціальної й екологічної загрози. Крім цього, таке нарощування почало натикатися на обмеженість біоресурсів планети. Згідно з поглядами багатьох фахівців із теорії ризику, у найближчій і подальшій перспективі світове суспільство очікує суттєва трансформація, у процесі якої воно будуватиме свою стратегію розвитку тільки з урахуванням ризику. Після проходження низки постіндустріальних етапів -- суспільства послуг, інформаційного суспільства - очікується формування суспільства ризику.

Генезис статистики охорони і відтворення довкілля індустріальне розвинутих країн полягає в якісному розвитку статистичних потоків -- від збирання даних про природноресурсний потенціал до інформаційного забезпечення з приводу забруднення навколишнього середовища та шкоди, яка завдається суспільству при деградації екосистем, -- і до макроекономічної оцінки впливу екологічного фактора й повноцінних розрахунків еколого-економічних втрат (доходів). Звичайно, увага приділяється проблемі інтеграції екологічної статистики з економічними індикаторами і навпаки. Тому досить активно розвивається база статистичного моніторингу, нарощується масив макроінформації про стан, якість, продуктивність природних ресурсів, динаміку споживання, відтворення та еволюцію екосистем на локальному, регіональному, національному і міжнародному рівнях.

Науково-технічна революція є якісним стрибком у розвитку продуктивних сил суспільства на основі докорінних зрушень у наукових знаннях. Такі перевороти в науці, техніці та виробництві відбуваються регулярно. Останній з них розпочався в середині 50-х років XX ст., коли було створено перший комп'ютер, коли людина почала використовувати енергію атомного ядра та займатися генною інженерією. Зміст сучасної НТР найбільш повно розкривається через її особливості, зокрема:

* перетворення науки на безпосередню продуктивну силу (втілення наукових знань у людині, технології і техніці; безпосередній вплив науки на матеріальне виробництво та інші сфери діяльності суспільства);

* новий етап суспільного поділу праці, зв'язаний з перетворенням науки на провідну царину економічної і соціальної діяльності, що набирає масового характеру (наука перебрала на себе найбільш революціонізуючу, активну роль у розвитку суспільства; сама практика потребує випереджаючого розвитку науки, оскільки виробництво все більше стає технологічним утіленням останньої);

* прискорення темпів розвитку сучасної науки і техніки, що підтверджується скороченням проміжку часу від наукового відкриття до його практичного використання;

* інтеграція багатьох галузей науки, самої науки з виробництвом з метою прискорення й підвищення ефективності всіх сучасних напрямків науково-технічного прогресу;

* якісне перетворення всіх елементів процесу виробництва -- засобів праці (революція в робочих машинах, поява керуючих машин, перехід до автоматизованого виробництва), предметів праці (створення нових матеріалів з наперед заданими властивостями; використання нових, потенційно невичерпних джерел енергії), самої праці (трансформація її характеру та змісту, збільшення в ній частки творчості).

Головними особливостями сучасної науково-технічної революції є універсальність, комплексність. На основі фундаментальних відкриттів у різних галузях людських знань змінюються всі елементи виробничого процесу: предмети праці, засоби праці й сама праця людини.

Зміни у предметах праці знаходять своє вираження у використанні нових синтетичних матеріалів з спеціально сконструйованими властивостями (пластмаси, напівпровідники, композиційні матеріали, штучні алмази тощо).

Перетворення у засобах праці пов'язані насамперед з появою автоматичної техніки.

Автомати - це машини, які поряд з традиційними трьома елементами (двигун, передавальний механізм і робоча машина) мають ще й четвертий - пристрій, що контролює і регулює процес виробництва.

Науково-технологічний прогрес, що супроводжує людську цивілізацію, за своїми наслідками для навколишнього природного середовища та стану природно-ресурсного потенціалу неоднозначно оцінюється в суспільстві. Багато людей схильні розглядати його як фактор посилення та інтенсифікації негативного впливу на довкілля, і для цього є певні підстави. Досить лише згадати наслідки Чорнобильської катастрофи, а менш масштабних прикладів можна навести безліч.

Але в цілому це хибна точка зору, принаймні вона не є конструктивною, оскільки не враховує об'єктивність процесу розвитку як іманентно властивого цивілізації взагалі.

Науково-технологічний прогрес уже за своїм визначенням -- це розширення можливостей більш ощадливого використання природно-ресурсного потенціалу і його відтворення, екологізації суспільного виробництва та всієї людської життєдіяльності.

У змісті цього явища за його проявами має розрізнятись два головних аспекти -- економічний і власне техніко-технологічний прогрес. У першому розумінні -- економічному, науково-технологічний прогрес, сприяючи росту суспільного благополуччя, значно розширює економіко-фінансові можливості держав для здійснення еколого орієнтованих зрушень як у структурі національних господарств, так і у техніко-технологічній базі суспільного виробництва.

В економічному аспекті науково-технологічний прогрес забезпечує позитивні зміни у співвідношенні економічних і екологічних інтересів як щодо окремих суб'єктів суспільного виробництва (підприємств), так і щодо народного господарства в цілому. Відсутність чи уповільнення прогресу гальмує такі зміни.

Україна може бути красномовною ілюстрацією взаємозв'язку економіки і екології. Тут впроваджено практично весь арсенал методів економічного механізму природокористування і охорони навколишнього середовища. Але, враховуючи важкий економічний стан підприємств та кризові явища в економіці в цілому, відповідні платежі (збори) встановлено зараз на низькому рівні. Сума їх надходження за абсолютними показниками не компенсує втрат суспільства, не дозволяє виділяти достатні кошти на екологізацію. З другого боку, підприємства, застосовуючи застарілі «природомісткі» технології і сплачуючи низькі (нееквівалентні) збори за забруднення довкілля, за землю, воду тощо, не мають економічних стимулів для вдосконалення виробництва. Ситуація консервується, екологічні проблеми не вирішуються, навіть загострюються, науково-технологічний прогрес певним чином блокується, тому збереження такого балансу є дуже небезпечним.

В другому, більш звичному розумінні, науково-технологічний прогрес означає розвиток і розширення технічних засобів і технологічних можливостей у всіх сферах людської діяльності. Щодо природних ресурсів, які використовуються в процесі людської життєдіяльності, він має надзвичайно багатоаспектний прояв. Головними складовими його впливу є такі:

· повніше використання наявних джерел природних ресурсів і скорочення втрат при їх первинному вилученні (з надр тощо). Це стримує освоєння нових об'єктів (родовищ корисних копалин, лісових площ тощо) і зменшує таким чином техногенний тиск на навколишнє природне середовище;

· повніше, економніше та ощадливіше використання видобутих природних ресурсів -- мінеральної сировини і палива, деревини, води тощо. Це по суті процес інтенсифікації, оскільки дозволяє отримувати більше продукції та енергії з одиниці задіяних природних ресурсів;

· розширення можливостей зменшення негативного техногенного впливу на природні ресурси (забруднення ґрунтів, води і повітря), що дозволяє відвертати погіршення їх якості. Це забезпечується як впровадженням досконаліших технологій, так і засобів очищення викидів та локалізації забруднень;

· розширення використання відходів виробництва та споживання як сировинних та енергетичних джерел. Це збільшує відповідні резерви, стримує освоєння нових джерел тощо;

· все ширший перехід на вторинне ресурсовикористання, рециклінг матеріалів, їх рекуперацію (відновлення властивостей) тощо.

Реально зазначені складові впливу науково-технологічного прогресу найчастіше перехрещуються, взаємодоповнюють одна одну. Але в практичному сенсі виокремлення деяких із зазначених проблем сприяє застосуванню програмно-цільових методологій і прискоренню їх вирішення.

Візьмемо для прикладу питання ширшої утилізації відходів. В рамках наведеного переліку факторів впливу цей напрям науково-технологічного прогресу не можна вважати якимось самостійним. По суті він є складовою і інтенсифікації, і зменшення негативного впливу на навколишнє природне середовище, і розширення ресурсної бази виробництва. Але в організаційно-господарському аспекті проблема використання і видалення відходів за своєю соціальною гостротою, сировинним резервом є самостійною і має розглядатися і аналізуватися окремо. Причому стосовно токсичних, небезпечних відходів превалюють інтереси екологічної безпеки, а стосовно інших -- ресурсні.

Так, в Україні відповідно до зазначеного реалізуються дві окремі програми: Загальнодержавна програма поводження з токсичними відходами (що набула статусу Закону України) і Державна програма використання відходів виробництва і споживання. Обидва аспекти мають для України надзвичайну важливість, враховуючи як кризовий стан довкілля, так і надзвичайно масштабне нагромадження відходів на її території, багато з яких є, як з'ясовано, цінною сировиною.

Так само доцільним є виокремлення проблем повнішого вилучення і використання природних ресурсів, таких як корисні копалини, деревина тощо.

В Україні, зокрема, за даними, що наводились у Верховній Раді у жовтні 2002 р., використання недосконалої технології видобування та переробки мінеральної сировини призводить до того, що у надрах залишається чимала частина розвіданих запасів. Щодо нафти -- це до 65 %, вугілля -- до 23 %, залізних руд -- до 25 % при підземному видобуванні та 8--10 % при відкритому кар'єрному способі, кам'яної солі -- до 50 %. У зв'язку з цим уряду рекомендовано розробити програму технічного переоснащення підприємств гірничо-видобувної галузі з метою вдосконалення технологій видобутку, повнішої та комплекснішої розробки родовищ та переробки корисних копалин, мінімізації обсягів відходів з максимальним їх використанням у виробництві.

При більш узагальненому розгляді науково-технологічного прогресу як важеля екологізації і раціонального (економного) використання природних ресурсів в його рамках доцільно акцентувати увагу на таких двох напрямах, що об'єднують практично всі перелічені вище аспекти:

Впровадження безвідходних технологій, що означає (і має своїм наслідком): комплексне використання сировини і енергоносіїв, створення замкнених газо- і водооборотних систем, застосування принципово нових підходів до вилучення, збагачення, перероблення сировини і матеріалів -- біотехнологій, геотехнологій тощо.

Реалізація засад ресурсозбереження в усьому ланцюзі суспільного виробництва на шляху його інтенсифікації і зниження ресурсомісткості (водо-, земле-, метало-, енерго- тощо).

У рамках другого напряму заслуговує на окремий розгляд проблема відходів і питання вторинного ресурсокористування в цілому. Цей аспект в науково-технологічному і соціально-економічному плані набуває певної всеосяжності і в цілому претендує на статус відповідної ідеології та загальнолюдської стратегії ресурсокористування, про що буде сказано нижче.

2. Безвідходні технології як основний важіль охорони навколишнього природного середовища та економії ресурсів

У науково-технологічному аспекті питання підвищення ефективності використання природних ресурсів зводиться до розробки та впровадження мало- і безвідходних ресурсо- і енергозберігаючих технологій, в рамках яких забезпечується найбільш повне, раціональне використання ресурсів і принципів безвідходності, є основою підвищення ефективності виробництва, що дозволяє комплексно вирішувати проблему ресурсозабезпечення економіки і охорони навколишнього природного середовища.

При вирішенні проблеми безвідходності виробництва слід мати на увазі дві сторони єдиного процесу. Перше -- це найбільш раціональний видобуток та повне використання ресурсів і як наслідок зменшення утворення відходів. Друге -- це розширення використання відходів, що утворюються. Ці шляхи не виключають, а взаємно доповнюють один одного.

Поняття безвідходних технологій дещо умовне, оскільки повної безвідходності досягти практично неможливо. Коректніше говорити про маловідходні технології. При цьому мається на увазі можливість створення технологічних систем, вплив яких на природу не перевищуватиме її відновлювального потенціалу.

В основу концепції безвідходних технологій лягли три основні положення, а саме:

· створення максимально замкнених систем, організованих за аналогією з природними екосистемами;

· раціональне використання всіх компонентів сировини;

· неминучі впливи на навколишнє середовище не повинні порушувати його функціонування.

Безвідходне виробництво передбачає встановлення повного контролю над рухом матеріальних ресурсів на всіх стадіях: видобутку сировини, її виробничої переробки, споживання, утилізації відходів виробництва і споживання. Безвідходні технології стають ефективними навіть у тих випадках, коли собівартість одержаної продукції стає вищою. Проте необхідно, щоб перевитрати виробництва були меншими, ніж економія на зменшенні збитків від забруднення навколишнього середовища.

Впровадження безвідходних технологій є також шляхом значного розширення ресурсних можливостей людства. Особливо красномовно це видно на прикладі мінерально-сировинної бази. Маються на увазі зокрема можливості підземної газифікації вугілля. Далі за потенціалом стоїть впровадження геотехнологічних засобів видобування корисних копалин -- підземного вилуговування металів, солей; мікробіологічні технології вилучення корисних компонентів з руд; освоєння гідромінеральних ресурсів, в тому числі морської води і розсолів для вилучення металів та солей.

Цікаво проілюструвати такі можливості стосовно України, де на етапі реконструкції народного господарства постало завдання використати власні ресурси за умов низьких витрат і мінімізації екологічного ризику. Тут відповідні проблеми є особливо актуальними, враховуючи, що видобуток вугілля, нафти, газу, залізних руд і ряду неметалевих видів корисних копалин ведеться з усе більших глибин, супроводжується зменшенням потужності пластів, ускладненням гірничотехнічних умов видобутку тощо.

Вугільні родовища України по суті є комплексними вугільно-метановими. Але другий компонент до останнього часу розглядається як шкідлива домішка, що ускладнює видобування власне вугілля. В той же час сучасні технології (в рамках реалізації українсько-американського проекту) дозволяють вже на першому етапі отримувати в Донбасі 5 млрд м3 газу, що майже на третину збільшить газовидобуток в Україні. Перші підприємства з вилучення метану у промислових масштабах засновано також у Львівсько-Волинському регіоні.

Новітні технології видобутку нафти і газу спроможні оживити і надати друге життя багатьом старим, начебто вичерпаним родовищам. Стосовно діючих вони дозволяють підвищити вилучення нафти з продуктивних пластів зі звичних зараз 35--40 % до 60--65 % і більше.

Освоєння геотермальних ресурсів -- передусім Карпат, Криму та низки інших регіонів -- є також потужним додатковим джерелом енергоресурсів. Перші свердловини термальних вод уже живлять тепломережі деяких населених пунктів, обслуговують парникові господарства тощо.

Комплексне використання сировини. Одним із напрямків науково-технологічного прогресу, що забезпечує охорону навколишнього середовища і раціональне використання природокористування, є комплексне використання природних ресурсів. Комплексне використання -- це найповніше, економічно найдоцільніше використання всіх корисних компонентів, що містяться в сировині, а також використання залишкових продуктів (в будівництві тощо). Майже всі види сировини мінерального і органічного походження містять супутні компоненти.

Як приклад візьмемо мінеральну сировину. В природі практично не існує монокомпонентних її видів. Нафта, вугілля, залізні і марганцеві руди, титанові, ртутні, калійні, нікелеві, уранові руди, первинні каоліни у своєму складі мають у відносно підвищених концентраціях цінні компоненти, а саме:

· нафта містить деякі кольорові метали, перш за все ванадій і нікель;

· вугілля Донбасу характеризується високим вмістом германію, ртуті, молібдену, миш'яку, меншою мірою рідкісноземельних металів, літію, рубідію, цезію та деяких інших;

· залізні руди містять германій, скандій, ванадій, золото, срібло, а також вісмут, стронцій, нікель, титан, уран;

· ртутні руди -- сурму, золото, срібло;

· марганцеві руди -- ітрій, рубідій, стронцій, свинець, цинк;

· каоліни -- рідкісноземельні елементи.

Повнота вилучення цінних компонентів залежить від суспільної потреби в них та рівня розвитку техніки і технології, що дозволяють економічно виправданим шляхом їх отримувати.

У гірничодобувній та переробній промисловості повна і комплексна розробка родовищ та використання сировини передбачає підвищення коефіцієнта вилучення запасів корисних копалин із надр, використання розкривних і супутніх порід, продуктів збагачення, застосування більш глибинних методів переробки задля більшого виходу готового продукту (концентрату) та вилучення всіх супутніх компонентів.

В лісовій і деревообробній промисловості комплексне використання сировини передбачає максимальний вихід продукції з кожного куб. м деревини, використання таких продуктів лісозаготівлі і деревообробки, як зменшення відходів на всіх стадіях технологічних процесів.

Комплексне використання сировини передбачає поряд із наявністю відповідної техніки і технології повну інформацію про кількість і якість природних ресурсів, матеріалів (первинних і вторинних), їх вартісну оцінку та вартість продукції, що може бути з ним отримана.

Замкнені водооборотні системи. Одним з напрямів безвідходного виробництва є створення водооборотних систем, в основі функціонуванні яких лежить багаторазове використання води, після чого чисті води повертаються у водойми. Методи очищення води повинні забезпечувати одночасне вилучення та утилізацію цінних компонентів. Що більша кратність використання води, то досконаліша система водопостачання. На окремих підприємствах Японії та США кратність використання водних ресурсів становить 22--27 разів.

У гірничовидобувній промисловості ресурсозберігаючий ефект дає впровадження малоопераційних технологічних систем (гідровидобування вугілля чи метод підземної виплавки сірки), а також впровадження технології комплексної переробки сировини.

При видобуванні металевої сировини найефективнішими напрямами (з урахуванням подальших переділів) є підвищення глибини збагачення сирої руди та підвищення вмісту цільового компонента в товарній руді.

У металургійній промисловості найперспективнішими є технології прямого відновлення заліза (минаючи доменний процес), засновані на використанні залізорудних металізованих обкатанців, природного газу та твердого палива; розширення використання киснево-конверторної виплавки та електроплавки (з безперервним литтям заготовок); підвищення частки металобрухту в шихті; подальший розвиток спеціальних методів виплавки сталі з підвищеними експлуатаційними характеристиками.

У прокатному виробництві -- це технологічні процеси, що об'єднують операції прокату і безперервної розливки, застосування термообробки, нанесення захисних покриттів та ін.

У машинобудуванні та металообробці -- застосування технологій пластичної деформації, сучасних методів оброблення металів.

У промисловості будівельних матеріалів -- удосконалення технологій виробництва цементу, скла, цегли, залізобетону на базі широкого використання таких альтернативних джерел сировини, як золошлаки теплоелектростанцій, шлами вуглезбагачення, шлаки і шлами металургійної промисловості.

Застосування біотехнологій. Біотехнологія -- один із важливих напрямів науково-технічного прогресу, що швидко розвивається. Технологія базується на промисловому застосуванні природних і цілеспрямовано створених живих систем (перш за все мікроорганізмів).

Виробництва, засновані на біологічних процесах, виникли уже на ранніх етапах історії людства (наприклад, хлібопечення, виноробство, сироваріння та ін.). З розвитком науки виникли нові галузі біотехнології, тісно пов'язані з мікробіологічною промисловістю.

Продукти біотехнології знайшли широке застосування в медицині, сільському господарстві. Після другої світової війни методами біотехнології стали отримувати кормовий білок, для виробництва якого використовують окремі фракції вуглеводнів нафти, відходи целюлозно-паперової промисловості, солому та ін. Поряд з кормовим білком значне місце в мікробіологічному виробництві займають такі продукти, як вітаміни, амінокислоти, добрива, біологічні засоби захисту рослин.

Перспективним напрямом у розвитку сучасної біотехнології є інженерна ензимологія, важливим досягненням якої є створення іммобілізованих (зв'язаних з полімерним носієм) ферментів і ферментних комплексів. Ці речовини застосовуються для здійснення складних хімічних процесів, у тому числі для перероблення сільськогосподарських, харчових і побутових відходів.

Широке застосування біопрепарати знаходять в різних галузях промисловості (для отримання харчового білку), в легкій промисловості (шкіряне виробництво), в металургії (процеси флотації, точне лиття, презиційний прокат), в нафтогазовій промисловості (процеси буріння, селективна очистка олив) та ін.

Біоенергетика -- один із напрямів біотехнологій і перспективний напрям вирішення енергетичних і сировинних проблем, які постали перед людством в кінці ХХ століття. Вона ставить своїм завданням отримання відновлюваних (на відміну від невідновлюваних -- вугілля, нафта, газ, уран та ін.) джерел енергії і сировини. В цьому розумінні передбачається широке використання методів хімічної і біологічної трансформації біомаси в паливо і продукти органічного синтезу, а також застосування біологічних генераторів струму.

Найефективніші з відомих методів -- використання фототрофних мікроорганізмів, що конвертують сонячне випромінювання

в енергію хімічних зв'язків, біотоліз води з отриманням водню, метанове бродіння органічних речовин в метан та ін. Як сировина для метанового бродіння використовуються органічні відходи тваринництва, птахівництва, промислові і комунальні стічні води та ін.

Розроблення і освоєння принципово нових технологій і вдосконалення існуючих. Сучасний етап розвитку науково-технологічного прогресу характеризується все активнішим впливом фундаментальних досліджень на технологію виробництва. Це веде до корінного якісного перетворення продуктивних сил, зміни матеріально-технічної бази суспільного виробництва, його змісту і форми. Принципово нові сучасні технології (ядерна, електронна, лазерна та ін.) виникли на базі фундаментальних наукових відкриттів і відрізняються використанням матеріалів і принципів їх оброблення, що не зустрічаються в природі. Трансформація наукових знань в технології стає одним із вирішальних факторів суспільного розвитку.

Прикладом цьому є: електронізація на базі ПЕОМ, комплексна автоматизація (включаючи системи нових видів матеріалів із заданими властивостями, а також понадчистих унікальних сплавів, нових технологій виробництва і оброблення) нові технології лиття, плазмові процеси, лазерні технології, освоєння біотехнологій тощо.

Використання нових технологічних рішень і удосконалення існуючих технологій сприяють оптимальному використанню ресурсів, підвищують їх віддачу, зменшують витрати ресурсів та утворення відходів, забезпечують раціональніше їх використання в галузях економіки.

В цілій низці проявів науково-технологічний прогрес демонструє високий рівень універсалізму у вирішенні суспільних проблем, забезпечуючи одночасно безвідходність, ресурсозбереження, комплексність і підвищення екологічності в цілому.

Розглянемо феномен такого роду на прикладі вугілля, спалювання якого стає тепер одним із найбільших джерел забруднення природного середовища внаслідок викидів в атмосферу оксидів азоту, сірчаного газу, важких металів, у тому числі й урану. Щодо металів, то це є одночасно «вилітанням в трубу» важливих для промисловості ванадію, германію, нікелю, кадмію, кобальту, цинку тощо. Решта ж інших цінних компонентів залишається в шлаках і переходить у відвали відходів.

Для підвищення ефективності згорання вугілля і зменшення забруднення середовища останнім часом розроблено нові технології, наприклад котли з топками з киплячим поверхневим шаром і різні типи фільтрів. Але повне вилучення корисних копалин і повне використання енергопотенціалу, а також мінімізація забруднення довкілля вимагають радикальної перебудови технології видобутку вугілля і його збагачення. Науково-технологічний прогрес відкриває шлях до цього -- через попереднє перетворення вугілля в газ і вилучення під час газифікації шкідливих для навколишнього середовища (проте цінних для промисловості) компонентів.

Процес газифікації було освоєно промислово ще в першій половині минулого століття (він забезпечував потреби у синтез-бензині Німеччини і Південно-Африканської республіки). Нині роботи з дослідження і практичного використання газифікації вугілля знову набули широкого розмаху. У США, Великобританії та Німеччині частка вугілля, яке газифікується, сягає уже перших десятків відсотків. Існують фабрики, де металургійний процес супроводжується використанням газифікованого вугілля та ін.

Нові можливості відкривають технології газифікації вугілля у відновному середовищі, що дозволяють здійснювати його повну переробку. Водночас із газифікацією в таких установках відбувається відновлення оксидів металів, металізація залізнорудних обкатанців. Тому зникає потреба в доменній печі. Для відновлення руди не потрібен і кокс -- достатньо й високозольного вугілля. В умовах енергетичної кризи вигода використання в металургійному процесі високозольного вугілля й ліквідація доменного і коксохімічного виробництва в чорній металургії є особливо очевидною. Будівельна промисловість на основі залишкових речовин забезпечуватиметься безцементними будівельними матеріалами.

3. Ресурсозаощадження -- один з основних напрямів інтенсифікації виробництва

Одним із головних напрямів інтенсифікації суспільного виробництва є зростання випуску продукції без відповідного збільшення залучених у господарський обіг усіх видів ресурсів. Перш за все це стосується сировини, матеріалів, палива. В теперішній час вони складають більше половини витрат на виробництво сукупного продукту країни. Тому одним із вирішальних факторів інтенсифікації суспільного виробництва є ресурсозбереження. Ресурсозбереження включає комплекс заходів щодо заощадження і раціонального використання сировини, матеріалів, палива і енергії в промисловості, будівництві, агропромисловому комплексі і зниження на цій основі ресурсомісткості продукції.

Шляхи вирішення проблем ресурсозаощадження різноманітні. Перш за все це широке використання новітньої техніки і технології, сучасних організаційних форм, дійового економічного механізму.

До основних напрямів ресурсозаощадження належать:

· нарощування прогресивних зрушень в структурі виробництва, випереджувальний ріст обробних галузей та наукомістких виробництв у порівнянні з паливно-сировинними галузями, підвищення питомої ваги менш матеріало-, метало- та енергомістких виробництв;

· випереджувальне зростання виробництв ефективних видів матеріалів і устаткування в галузях економіки;

· застосування замінників металів: заміщення традиційних видів сировини, матеріалів, палива ефективнішими аналогами;

· підвищення рівня використання вторинних ресурсів, заощадження за цей рахунок первинної сировини і матеріалів;

· підвищення якості і надійності продукції, зниження конструктивної і питомої метало- і енергомісткості машин і устаткування;

· захист металів від корозії (розширене використання і застосування корозійностійких матеріалів, сплавів, композиційних матеріалів, кераміки, прогресивних технологій покриття металів та інгібіторів корозії тощо);

· підвищення в оптимальних межах потужності машин і устаткування при одночасному зменшенні їх габаритів.

Провідне місце в реалізації політики ресурсозаощадження і зниження ресурсомісткості продукції належить розробленню та освоєнню ресурсозаощадливих технологій. Ресурсозаощадливі технології створюються на базі або удосконалення існуючих шляхом заміни їх окремих елементів на прогресивніші (ресурсозаощаджуючі), або переходу до принципово нових технологічних систем.

Приклади ресурсозаощадливих технологій:

· конверторне виробництво з безперервним розлиттям сталі і регульованим прокатом;

· нові малостадійні безвідходні технології нафтохімічної і хімічної промисловості.

Проблема підвищення ефективності виробництва тісно пов'язана з проблемою заощадження матеріальних ресурсів і зниження матеріаломісткості виробництва (продукції). Причому ефект економії ресурсів складається не тільки з вартості заощаджених сировини, матеріалів, енергоресурсів, а також із скорочення витрат на їх транспортування, зберігання, оброблення, видобуток сировини тощо.

Матеріаломісткість продукції визначається як відношення всієї сукупності поточних матеріальних витрат до обсягу продукції за певний період часу. Вона може виражатися в натуральних, вартісних і натурально-вартісних показниках.

Матеріаломісткість поряд з іншими показниками виступає як засіб досягнення оптимальних характеристик технологічних процесів і продукції. Зниження матеріаломісткості (режим заощадження матеріальних витрат) забезпечується створенням прогресивної нормативної бази витрат матеріальних ресурсів на виробництво продукції та її удосконалення на основі впровадження науково-технологічного прогресу.

Основні напрями зниження матеріаломісткості продукції:

· поліпшення якості сировини і матеріалів;

· впровадження маловідходних технологічних процесів;

· розширення використання вторинних ресурсів;

· скорочення витрат ресурсів при виробництві продукції, транспортуванні і зберіганні;

· підвищення якості продукції.

Ресурсозаощадження у сфері споживання металів у загальному характеризується показником металомісткості продукції. Зниження металомісткості продукції досягається:

· підвищенням якості асортиментної структури продукції;

· вдосконаленням технологій формування і металообробки;

· покращенням конструктивного виконання і підвищенням експлуатаційних характеристик машин, устаткування, механізмів, виробів будіндустрії;

· ширшим застосуванням металозамінювачів і композиційних матеріалів;

· підвищенням надійності та довговічності машин і механізмів тощо.

Енергомісткість характеризує витрати енергії на основні і допоміжні технологічні процеси виробництва продукції. Вона чисельно дорівнює витратам енергії (палива, електро-, теплоенергії) на одиницю продукції.

Повна енергомісткість продукції -- витрати енергії (палива) на видобуток, транспортування і переробку корисних копалин і виготовлення сировини і матеріалів з урахуванням коефіцієнта використання.

Питома енергомісткість продукції -- витрати енергії (всіх видів) на одиницю продукції.

Зниження енергомісткості продукції включає комплекс заходів щодо раціонального використання і заощадження всіх видів енергії (палива, теплоенергії, електроенергії) на всіх стадіях технологічних переділів від видобутку, виробництва, транспортування і виробничого споживання.

Основні напрями зниження енергомісткості:

· розроблення, освоєння і впровадження енергозаощадливих технологій у всіх сферах виробничої діяльності;

· зниження витрат енергоресурсів на всіх стадіях від видобутку до споживання;

· підвищення коефіцієнта корисної дії машин і механізмів;

· зниження витрат палива, енергії на одиницю потужності чи обсягу робіт;

· використання вторинних енергетичних ресурсів та паливовмісних відходів.

4. Вторинне ресурсокористування

Науково-технологічний прогрес значною мірою реалізується у всединамічнішому розвитку вторинного ресурсокористування. В сучасному світі чим розвинутішою є країна, тим вищою є в ній частка вторинних джерел в загальному ресурсоспоживанні.

Аналіз світового досвіду комплексної переробки сировини, рекуперації відходів свідчить про закономірність ресурсозаощадливих тенденцій інтенсивного природокористування. Їх науковою основою є ідеї технологічно замкнутого кругообігу використання природної сировини і становлення на цій основі безвідходних територіально-виробничих комплексів.

Інтенсивному типові розширеного відтворення виробництва відповідає перехід на повне, повторне і багаторазове використання сировини, яка залучається у господарський обіг. Цим забезпечується відносна стабілізація і наступне скорочення первинного ресурсокористування. Вторинне ресурсокористування, є таким чином, довгостроковою стратегією розвитку всього світового господарства і відповідно окремих країн.

З позицій вторинного ресурсокористування також вирішується проблема впровадження безвідходних технологій, про що йшлося вище. Але при цьому питання ставиться ширше. Мова йде не про конкретні технології і відповідні виробничі об'єкти, а про суспільне виробництво в цілому, про окремі територіально-виробничі комплекси.

Саме з цих позицій виходять найзагальніші і всеосяжні визначення терміну «безвідходні технології». Зокрема одне з кращих визначень запропоновано ще 1984 року Європейською економічною комісією ООН з маловідходних технологій. Останні визначаються як «такий спосіб здійснення виробництва продукції (процес, підприємство, територіально-виробничий комплекс), за якого найбільш раціонально та комплексно використовується сировина і енергія в циклі «сировинні ресурси-виробництво-споживання-вторинні сировинні ресурси» таким чином, що будь-які впливи на навколишнє середовище не порушують його нормального функціонування».

Це означає, що відходи, переходячи в категорію нового елемента виробництва, стають знову його початковою ланкою, тобто його сировинною базою. Причому відповідний рециклінг в принципі не має обмежень за числом обігів і дозволяє поступово витісняти первинну сировину, хоча про стовідсоткове витіснення практично не йдеться.

Цифри в цьому відношенні є дуже красномовними. В розвинутих країнах світу, зокрема в США, із вторинної сировини отримують понад 20 % всього виробництва алюмінію, 33 % заліза, 50 % свинцю і цинку, 44 % міді тощо. Маються на увазі насамперед ресурси у вигляді лому цих металів. Але рециклінг стосується і гуми, і пластмас, і мастильних матеріалів, і багатьох інших.

Певного досвіду використання вторинних ресурсів набуто і в Україні. Введення в 1981 році загальнодержавного планування використання вторинних ресурсів сприяло збільшенню обсягів залучення їх до виробництва. За розрахунками вторинне ресурсокористування -- зі складу відходів -- в кінці 80-х років складало 11--12 % загального ресурсокористування. Однак на протязі 90-х років спостерігалась тенденція до спаду обсягів їх використання, які зменшилися в 3 рази. Посилення державного регулювання наприкінці 90-х років сприяло зміні негативних тенденцій щодо використання відходів. Починаючи з 2000 року стали збільшуватись і відносні, і абсолютні показники використання відходів як вторинної сировини, що свідчить про тенденцію до ресурсозбереження в національній економіці (табл. 1).

Світовий та вітчизняний досвід визначають низку безумовних авторитетів вторинного ресурсокористування. Це пов'язано, перш за все, з високою ефективністю використання залишкових продуктів кінцевого споживання. Мається на увазі вторинний метал, макулатура, вторинні матеріали, скло, гума, дерево, відпрацьовані нафтопродукти, металовмісні та деякі паливовмісні відходи.

Таблиця 1 Динаміка використання окремих видів відходів як вторинної сировини в Україні

Показник	Одиниця виміру	2000 р.	2001 р.	2002 р.	Оцінні ресурси
Обсяг утворення відходів	млн т	184,2	182,0	185,6	--
Обсяг використання	млн т	75,8	106,3	83,4	--
Обсяг виробництва продукції з відходів */	млн грн	1842	2583	2027	--
Рівень використання	%	41,2	50,4	44,9	--
Використання окремих видів вторинних ресурсів:
макулатура	тис. т	291,2	345	377,0	450--500
сировина полімерна	тис. т
вторинна	тис. т	5,3	9,0	8,3	80--100
склобій	тис. т	63,7	76,0	94,9	200--250
шини зношені	тис. т	6,8	7,3	6,3	100--120

*/ Крім металобрухту

Макулатура використовується для отримання широкої гами целюлозно-паперової продукції. Використання 1 т вторинного волокна взамін деревної маси дозволяє заощадити від 2,6 до 5 м3 деревини, від 105 до 780 кВт/год електроенергії та ін.

Відходи деревини використовуються для виробництва деревостружкових плит, інших композиційних матеріалів, гідролізної продукції. довкілля безвідходний ресурсозаощадження

В Україні згідно зі статистичною звітністю за 2002 рік обсяги утилізації найважливіших видів вторинної сировини (за номенклатурою із 51 виду) склали 83,4 млн т, що становить 44,9 % до їх утворення. По відношенню до загального обсягу утворення відходів (близько 800 млн т) частка їх утилізації досягла близько 10 %, що наближає її до показника 80-х років.

На теперішній час створилися сприятливі нормативно-правові та економічні умови для розширення збирання і заготівлі відходів як вторинної сировини, передусім залишкових продуктів кінцевого споживання: макулатури, сировини полімерної вторинної, відходів деревини та ін. Це сприяє розширенню їх використання в майбутньому, оскільки їх ресурсний потенціал повністю не задіяний. Поряд з розширенням традиційних напрямів використання цих видів вторинної сировини передбачається розвиток нових технологій композиційних матеріалів на базі відходів деревини, полімерів, зношених шин тощо. Важливого значення набуває розвиток системи збирання та створення потужностей по переробці картонної, скляної, металевої та пластикової тари і упаковки.

Відходи знаходять застосування у багатьох галузях для виробництва промислової продукції, будівельних матеріалів, комбікормів, добрив та ін., замінюючи природні ресурси (рудні концентрати, паливо, деревину, природні нерудні матеріали тощо).

Одним із пріоритетних напрямів у сфері використання вторинних ресурсів виступає подальша розробка технологій і розширення виробництв з переробки багатотоннажних відходів видобувної, металургійної, хімічної та інших галузей промисловості в будівельні матеріали і конструкції. До таких відходів відносяться відвальні розкривні і супутні породи, шлаки металургійної промисловості, золи і шлаки теплоелектростанцій, фосфогіпс та ін.

Найперспективнішими є вже створені чи розроблювані технології використання відходів як домішок в сировинні суміші для виробництва різних будівельних матеріалів і конструкцій, а також розробки, пов'язані з повною чи частковою заміною природної сировини у виробництві цементу, керамічної і силікатної цегли, бетонів, пористих заповнювачів та інших матеріалів.

Відповідно до зазначеного в мінерально-сировинному комплексі при визначенні можливостей матеріально-технічного забезпечення приросту виробництва промислової продукції слід враховувати наявність великих обсягів вторинних ресурсів і можливості їх переробки. Пов'язаний з ними ресурсний потенціал характеризує табл.2.

Відходи гірничовидобувної промисловості включають розкривні, супутні породи та відходи збагачення корисних копалин. Основна маса розкривних порід використовується для рекультивації земель, будівництва дамб, доріг, планування території, а також для закладки гірничих виробок. Окремі види розкривних і супутніх порід (скельні породи, бентонітові глини, вапняки, талькові сланці, пісок можуть використовуватись для виробництва будівельних матеріалів (щебеню, кераміки, скла, цементу).

Відходи збагачення використовуються для виготовлення щебеню і піску як заповнювачі бетонів, для будівництва дамб, доріг та ін. Через складові шлами при повторному збагаченні можуть бути отримані марганцеві і залізорудні концентрати. Вони можуть розглядатися як резервна сировина.

Таблиця 2. Використання вторинного ресурсного потенціалу відходів мінеральної сировини в Україні, тис. т

Види відходів	Обсяги накопичення	Обсяги утворення	Обсяги використання	Рівень використання, %
				щодо обсягів утворення	щодо обсягів накопичення
Шлаки доменні	40 000	13 336	7872	58,8	19,6
Шлаки сталеплавильні	92 000	7152	9299	130	10,2
Шлаки феросплавні	17 000	1060	547,3	51,6	3,2
Золи і шлаки теплоелектростанцій	393 000	7929	1620	20,4	0,4
Породи вуглевидобутку і шлами вуглезбагачення	400 000	39 516	3670	9,2	0,9
Шлами залізовмісні	14 000	4133	3629	87,8	29,9
Шлами червоні (глиноземні)	35 000	1230	44,1	3,5	0,1
Фосфогіпс	40 000	2725,4	17,2	0,6	0,04

Найбільш багатотоннажними відходами чорної металургії, що знайшли масове використання, є металургійні шлаки і залізовмісні шлами. Основними видами продукції, що виготовляється із них, є гранульований шлак (що використовується у виробництві цементу), щебінь для будівництва, зворотний продукт для металургії, шлакове борошно (як меліорант), шлакова вага. Крім того, при переробці шлаків вилучається метал, що повертається на переплав у основне виробництво.

Залізовмісні відходи металургійних підприємств, що утворюються при очистці газів і стічних вод, використовуються на цих же підприємствах як домішки в агломераційну шихту. Вони також придатні для виробництва цементу.

В процесі виробництва глинозему утворюються червоні шлами, що містять оксиди заліза, кальцію та ін. Вони використовуються в цементній промисловості, в чорній металургії, сільському господарстві. Оскільки вони містять такі компоненти, як золото, галій, скандій, ітрій та інші, то можуть розглядатися як техногенне родовище цих корисних копалин. На сьогоднішній день на Миколаївському глиноземному заводі освоєна технологія вилучення галію із алюмінатних розчинів.

Золи і шлаки теплових електростанцій знайшли масове застосування в будівництві і виготовленні будівельних матеріалів, зокрема у виробництві бетонів, цементу, пористих заповнювачів та ін. Поруч з виготовленням будматеріалів намічається їх використання для вилучення вуглецю, кольорових та інших металів, які вони містять у відносно підвищених концентраціях. Перспективним є вилучення феросиліцію для чорної металургії. Вартість отриманого матеріалу в 3 рази нижча, ніж на феросплавних заводах.

Відходи вуглевидобутку і вуглезбагачення в масових масштабах використовуються для закладки виробленого простору шахт, виготовлення будівельних матеріалів.

Щодо відходів вуглезбагачення, які часто містять до 20 і більше відсотків вуглецю, то найбільш перспективним є їх використання як палива за спеціальними технологіями. Одним з ефективних напрямів їх використання є також виготовлення керамічної цегли, де вони використовуються як паливно-мінеральні домішки. Поряд із заощадженням первинної сировини їх застосування дає значну економію палива (до 80 %).

Наявність низки цінних компонентів у складі ресурсного потенціалу відходів визначає інвестиційну привабливість окремих об'єктів. Важливим аспектом реструктуризації металургійної галузі має стати розвиток вторинної металургії. Передумовою для цього є наявний в Україні металофонд. Проведені оцінні роботи на окремих об'єктах накопичення відходів дають підстави очікувати їх віднесення до категорії техногенних родовищ, кольорових, рідкісних, благородних металів та деяких інших видів мінеральної сировини. Наприклад, відходи Микитівського ртутного комбінату містять ртуть, сурму, миш'як, літій, золото, срібло.

Розширення ресурсних можливостей за рахунок відходів має виходити з визначення їх ресурсної цінності і технологічних можливостей їх залучення у виробництво, обґрунтування напрямів та шляхів найбільш ефективного використання відходів, створення на основі ресурсно-технологічних передумов територіально-виробничих комплексів із замкненими ресурсними циклами тощо. При цьому важливе значення має надаватися розробленню та виконанню відповідних державних, регіональних, галузевих програм, які спрямовуються на вирішення найважливіших екологічних і ресурсних проблем, створення нових підходів до вирішення проблем відходів та засобів їх реалізації.

...