Проектирование продукта в системе управления отходами

Н.К. Шапочка, Т.И. Шевченко. Проектирование продукта в системе управления отходами

Размещено на http://www.allbest.ru/

142

Механізм регулювання економіки, 2008, № 3, Т. 2

Проектирование продукта в системе управления отходами

Н.К. Шапочка, Т.И. Шевченко

Аннотация

Одним из важных аспектов экологически сбалансированного социально-экономического развития является управление отходами, конечная цель которого заключается в восстановлении ресурсов. В данной статье рассматривается значимость этапа проектирования продуктов, техники и технологии их производства, материалов, из которых они будут производиться, в системе управления отходами.

Анотація

М.К. Шапочка, Т.І. Шевченко

Проектування продукту в системі управління відходами

Одним із важливих аспектів екологічно збалансованого соціально-економічного розвитку є управління відходами, кінцева мета якого полягає у відновленні ресурсів. У даній статті розглядається значущість етапу проектування продуктів, техніки і технології їх виробництва, матеріалів, з яких вони будуть вироблятись, в системі управління відходами

Среди проблем социально-экономического развития Украины особое место занимают проблемы экологического содержания. Эти проблемы порождены множеством причин, среди которых особо важной является образование и накопление огромного количества промышленных и бытовых отходов. Традиционное обращение с отходами, основанное на их сжигании и захоронении, является неэффективным в силу безвозвратной потери невозобновляемых ресурсов и интенсивного загрязнения окружающей среды.

Эффективное управление отходами предполагает совокупность действий, направленных на максимально возможное извлечение из них ресурсной ценности экономически целесообразным и экологически приемлемым способом исходя из имеющихся технических возможностей.

Одним из важных аспектов управления отходами является проектирование продукта, техники и технологии его производства, материалов, из которых он будет произведен. На этапе проектирования решаются вопросы о принципиальной возможности перехода отходов в категорию вторичного сырья, экологически приемлемом способе и одновременно вопросы экономичности переработки отходов.

Недостаточная разработанность методических основ системного решения проблемы образования и обращения с отходами, а также значимость этой проблемы для социально-экономического развития страны обусловливают актуальность тематики исследования.

Содержание концепции комплексного управления отходами

Использование отходов производства и потребления является объективной необходимостью, обусловленной ограниченностью природных ресурсов и загрязнением окружающей среды.

В промышленно развитых странах разработана концепция Комплексного управления отходами (КУО) (Integrated Waste Management), целью которой является минимизация образования отходов, их переработка и обезвреживание.

Первый этап комплексного управления отходами предполагает их минимизацию у источника образования. Под минимизацией понимается не только уменьшение общего количества отходов, но и уменьшение их токсичности. Второй этап ориентирован на извлечение ресурсной ценности из отходов и вовлечение полученных вторичных ресурсов в хозяйственный оборот. То есть вторичные ресурсы становятся объектом коммерчески выгодного предпринимательства. На третьем этапе предполагается термическая и биологическая обработка тех отходов, которых не удалось избежать на предыдущих этапах.

Вместе с тем, данная концепция не исключает и такой вид обращения с отходами, как сжигание тех из них, которые не выделяют токсичных веществ. Это не только уменьшает объем отходов, попадающих на свалку, но и позволяет получать электроэнергию в процессе из сжигания. Для отходов, не поддающихся вторичной переработке, несгораемых или сгорающих с выделением токсичных веществ, используется метод захоронения.

Анализ концепции Комплексного управления отходами

Концепция КУО хоть и основана на комплексном использовании существующих методов переработки отходов, имеет некоторые недостатки. В частности, в ней делается акцент на использовании различных подходов к разным видам отходов, но, по сути, это старая схема обращения с отходами, основанная на захоронении и сжигании, которая дополнена предваряющим эти методы этапом - «извлечения ресурсной ценности». Зачастую в силу неэффективности получения вторичного сырья этот этап совмещается с этапом сжигания с целью получения электроэнергии.

«Минимизация отходов у источника их образования» зачастую ориентирована на снижение отходов на этапе производства продукта, что оставляет без внимания этап проектирования продукта, где и закладываются техническая возможность, экономическая целесообразность и экологическая приемлемость процесса обращения с отходами.

Результат реализации концепции КУО мог бы быть выше, если бы:

- существовали технические возможности перехода всех видов отходов в категорию вторичного сырья;

- качество вторичных ресурсов не уступало первичным ресурсам;

- была обеспечена относительно невысокая материалоемкость и энергоемкость процесса переработки отходов;

- существовал спрос и предложение на вторичные ресурсы;

- существовал спрос на продукцию, произведенную с использованием вторичного ресурса;

- процесс обращения с отходами сопровождался относительно невысокой ущербоемкостью.

Кроме того, данная концепция предполагает сохранение существующей линейной схемы производства, что не способствует управлению отходами, основанному на восстановлении ресурсов их отходов. Основным ее положением по-прежнему остается уничтожение отходов.

Таким образом, использование методов сжигания и захоронения не решает проблемы отходов, а лишь переводит ее в другое, не менее опасное качество. Процессы индустриального мусоросжигания, как правило, сопровождаются практически неотвратимыми токсичными выбросами. Исследования российских ученых свидетельствуют, что концентрация металлов в отходящих газах при сжигании твердых бытовых отходов в 10-100 раз превосходит концентрацию металлов отходящих газов энергетических установок, работающих на каменном угле, т.е. тяжелые металлы являются специфическими компонентами выбросом мусоросжигательных заводов (МСЗ). Для минимизации токсичности необходимо обеспечить однородный поток сжигаемых материалов со стабильной теплотворной способностью и влажностью, что практически невозможно [1].

От сжигания одной тонны мусора образуется 5 тыс. м³ газов, содержащих диоксины, которые сохраняют свою стойкость в течение десятилетий вокруг МСЗ, образуя зоны отравления. При длительной эксплуатации границы зоны увеличиваются до 30 км [2].

Метод захоронения отходов является неприемлемым и с экологической точки зрения. Эпидемиологические исследования населения, проживающего по соседству с мусорными свалками, показали повышенную заболеваемость разными формами рака, врожденных дефектов, пониженного веса у новорожденных и замедленного развития детей. Исследование 9565 свалок в Великобритании показало, что риск врожденных дефектов для проживающих в пределах 2 км от них увеличивается на 1% (и на 7% для тех, кто живет поблизости от полигонов для захоронения опасных отходов). По патологии нервных волокон увеличение случаев достигает 5%, по патологии гениталий - 7, по патологии органов брюшной полости - 8% [3].

Следовательно, такая схема решения проблемы отходов является нерациональной по причине существенных потерь природных ресурсов и экологической неприемлемости. То есть концепция КУО нуждается в дополнении, конкретизации и совершенствовании.

Управление отходами на этапе проектирования

Наибольший потенциал минимизации отходов сосредоточен на стадии проектирования продуктов, средств производства и технологии производства, где и должны закладываться возможности управления потоками ресурсов на последующих стадиях жизненного цикла продукта. Поэтому концепцию КУО было бы целесообразно дополнить этапом проектирования. То есть переход отходов в категорию вторичного ресурса возможен на этапе проектирования и перепроектирования продуктов, техники и технологии их производства, материалов, из которых он будет производиться. Схема управления ресурсами на стадиях жизненного цикла может быть представлена следующим образом (рис. 1).

Она имеет несколько блоков, затрагивающих разные аспекты управления отходами. Первый блок - управление потоками ресурсов на стадии проектирования, где решаются вопросы о принципиальной возможности перехода отходов в категорию вторичного сырья. На этой стадии может закладываться:

1) экономически оправданный уровень энерго- и материалоемкости его переработки после стадии потребления;

2) экологически приемлемые параметры процесса трансформации отходов во вторичный материальный ресурс;

3) технологические и технические возможности такой трансформации;

4) технические условия производства продукта, способствующие снижению экологической цены на последующих стадиях, в частности, на стадии утилизации.

Указанные проблемные аспекты не поддаются решению на последующих стадиях жизненного цикла продукта и являются определяющими для процесса вторичного использования ресурсов. Следовательно, именно этот этап является достаточно важным и определяющим уровень эффективного управления вторичными материальными ресурсами.

Эколого-экономический эффект, заложенный на стадии проектирования в результате воздействия инструментов экологически ориентированного проектирования будет проявляться на стадии утилизации. Такой инструментарий предусматривает установление на этом этапе экологических ограничений на качественные характеристики определенных видов продукции.

Экологически ориентированное проектирование - это такое проектирование продукта, материалов, техники, технологии, в котором учитываются эколого-экономические аспекты ресурсосбережения.

Рис. 1. Этап проектирования в системе управления отходами

На современном этапе развития проектирование является многокритериальным, то есть в перечень критериев задач оптимизации проектирования продукта включены различные экологические критерии, способствующие как снижению вредности технологического процесса, так и снижению токсичности образовавшихся отходов. Вместе с тем в проектировании без внимания остается аспект ресурсосбережения. В контексте управления отходами экологически ориентированное многокритериальное проектирование должно обеспечивать технические, экологические и экономические возможности восстановления ресурсов из отходов.

Второй блок предполагает управление потоками ресурсов на стадии производства. Относительно конкретного предприятия задача этого этапа сводится к минимизации образования отходов и максимальному их использованию в собственном производстве. При этом на предприятии могут быть отторгаемые отходы, которые могут использоваться другими предприятиями. Поэтому должен осуществляться мониторинг потребностей промышленных предприятий в отходах определенных качественных характеристик. Это позволит найти потребителей на те отходы, использование которых в рамках конкретного предприятия является невозможным или нецелесообразным. Для части отторгаемых отходов должна осуществляться их предварительная переработка с целью доведения их качественных характеристик до показателей, отвечающих потребностям промышленных предприятий. Переработка может осуществляться или в рамках предприятия, где образовались такие отходы, или на другом предприятии, где имеются соответствующие производственные мощности. Такая предварительная переработка является экономически целесообразной, если качество полученного вторичного ресурса не будет уступать первичному, а его цена будет конкурентоспособной по сравнению с первичным ресурсом. Для промышленных отходов, переработка которых технологически невозможна, должны быть рассмотрены возможности предотвращения их образования путем перепроектирования технологии производства продукта, материалов, из которых он производится, возможно, самого продукта. Одновременно нужно рассматривать эколого-экономическую целесообразность такого перепроектирования, сравнивая ресурсоемкость и ущербоемкость всего жизненного цикла заменяемого и альтернативного продукта.

Третий блок ориентирован на управление потоками ресурсов на стадии потребления. На этой стадии обосновывается экологическая цена потребления продукта, то есть ресурсоемкость и ущербоемкость процесса его потребления. экологический утилизация отходы

Четвертый блок предполагает управление потоками ресурсов на стадии утилизации. Здесь объектом управления выступают бытовые отходы. Возможности их сортировки и переработки должны закладываться на стадии проектирования и производства. В рамках этого блока предполагается формирование соответствующей инфраструктуры по обращению с отходами, переработка которых экономически целесообразна и экологически приемлема. Это может быть либо отдельная отрасль по переработке отходов, либо их переработка на конкретном предприятии. В отношении части отходов, переработка которых экономически нецелесообразна по причине отсутствия спроса на вторичное сырье из них (высокая цена по сравнению с первичным сырьем), должен быть налажен механизм государственного регулирования в области управления отходами. Для бытовых отходов, переработка которых технологически невозможна и/или экономически неоправданна (высокая материалоемкость и энергоемкость процесса переработки), должны рассматриваться такие возможности на этапе проектирования и производства продукта.

Эффективное управление потоками ресурсов последних трех блоков определяется эффективностью функционирования механизма государственного регулирования, роль которого состоит в создании рыночной инфраструктуры путем формирования мотивационного механизма различных субъектов хозяйствования. Мотивационный механизм является составляющей системы управления отходами и основан на использовании ограничительных и стимулирующих инструментов, способствующих восстановлению ресурсов из отходов. Эти инструменты должны быть ориентированы на различных субъектов хозяйствования с целью обеспечения проектирования продукта, его производства и потребления, отвечающего требованиям восстановления ресурсов из отходов.

Отдельной составляющей схемы выделены альтернативы удовлетворения потребностей общества. В эколого-экономической оценке альтернативных потребностей большой интерес представляет их стоимостной анализ, в котором учитывается социально-экологическое значение альтернативных вариантов удовлетворения потребностей. В частности, при замене одного продукта другим нужно оценить значимость новых свойств и функций, выполняемых продуктом. Одновременно нужно оценивать экологическую цену всего жизненного цикла продукта с появлением нового его свойства или функции. Экологическая цена в этом случае будет включать потребность в материальных и энергетических ресурсах, а также издержки, связанные с ликвидацией негативных последствий на всех стадиях жизненного цикла (в том числе и стадии утилизации).

Таким образом, в концепции управления отходами должен ставиться вопрос не только о возможности восстановления ресурсов из отходов, которые были включены в производство определенных изделий, но и вопрос о соответствии качественных характеристик отходов потребностям предприятий, готовых их использовать. Восстановление ресурсов из отходов возможно за счет применения знаний и опыта в процессе их переработки и вторичного использования. Идея такой концепции реализуема, если возможности ее реализации предусмотреть на стадии проектирования продукта.

Литература

1. Каралюнец А. В. Основы инженерной экологии. Обращение с отходами производства и потребления: учеб. пособие / А. В. Каралюнец, Т. Н. Маслов, В. Т. Медведев. - М.: Издательство «МЭИ», 2000. - 104 с.

2. Пилюшенко В. Л. Маркетинг вторичных ресурсов: учеб. пособие / В. Л. Пилюшенко, И. И. Ляшко. - Д., 2003. - 215 c.

3. Montague P. «Landfills are Dandegerous», Rachel's Environment and Health Weekly. № 617. - Sept. 24. - 1988.

Размещено на Allbest.ru