Инновации и будущее городов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Строительный сектор является основной причиной изменения климата, загрязнения окружающей среды. Так, здания в США являются ответственными за 48% выбросов парниковых газов страны в год, здания и сооружения Великобритании потребляют около 30% всей энергии страны.

В настоящее время определены два основных вектора по выходу из сложившейся ситуации: альтернативная энергетика и поэтапное уменьшение энергопотребления. Применительно к строительству домов на сей счет существует сразу несколько определений - «пассивный дом», «экодом», «умный дом», «активный дом». Однако все эти определения связывает одно - снижение энергопотребления, то есть увеличение энергоэффективности.

Идеальный энергоэффективный дом представляет собой замкнутую экологическую систему: из канализационных отходов вырабатывается газ, электроэнергию и горячую воду дают солнечные батареи, водоснабжение осуществляется c помощью подземных и дождевых вод.

Развитие энергоэффективных построек восходит к исторической культуре северных народов. Классическим примером техники повышения энергоэффективности дома является русская печь, отличающаяся толстыми стенками, хорошо сохраняющими тепло, и оснащенная дымоходом со сложной конструкцией лабиринтов.

Пожалуй, первостепенную важность для энергоэффективных домов имеет теплоизоляция ограждающих конструкций и их низкая теплопередача. Теплопотери обыкновенного кирпичного здания - 250-350 кВт·ч с м? отапливаемой площади в год. В рассматриваемых же домах теплопотери через ограждающие поверхности не превышают 15 кВт·ч с 1 м? отапливаемой площади в год - практически в 20 раз ниже, чем в обычных зданиях.

В ряде национальных экспозиций «ЭКСПО-2010» были представлены инновационные теплоизоляционные материалы. В том числе, в экспозиции павильона России был представлен инновационный строительный и теплоизолирующий материал «Пеноситал», основанный на применении нанотехнологий.

В Германии государство активно поддерживает инновацию для масштабного выхода на рынок технологии обогрева, при которой на фасад зданий наносится специальное покрытие, аккумулирующее солнечную энергию днем и отдающую ее в дом ночью. Подобный эксперимент проводится сейчас и в России.

Таким образом, будущее за композитными материалами стен, кровель и фундаментов с заданными свойствам, экономящими как пространство, так и энергию, а также сохраняющих здоровый микроклимат в доме.

Для вентилирования таких домов окна, как правило, открывать не требуется: вместо окон с открытыми пазами здесь используются герметичные стеклопакеты (заполненные низко-теплопроводным аргоном или криптоном), а приточно-вытяжная вентиляция помещений осуществляется централизованно как через установку рекуперации тепла, так и сквозь стеновые «сэндвичи» без потери тепла.

Для освещения помещений все более активное распространение получают системы с применением светодиодных (LED) блоков. В светодиоде, в отличие от лампы накаливания или люминесцентной лампы, электрический ток преобразуется непосредственно в световое излучение, и теоретически это можно сделать почти без потерь. Кроме того, светодиод мало нагревается, что говорит о большей пожарной безопасности. Основной показатель, который применяется для сравнения энергоэффективности источников света - светоотдача в люменах на ватт. Если у лампы накаливания светоотдача составляет 10-15 лм/ватт, у люминесцентной энергосберегающей лампы - 50-70 лм/ватт, то рекорд светоотдачи светодиода компании Cree составляет 208 лм/Вт. В России есть свои производители светодиодных ламп, работающие, как правило, вместе с зарубежными партнерами (Светотехнический завод «Светорезерв»).

Большинство построенных энергоэффективных домов расположены в Европе. Для инвесторов в недвижимость это своеобразный знак качества. Так, в Уэльсе (Англия) и с 2007 года каждый продаваемый дом должен получить рейтинг энергоэффективности. Энергоэффективные дома есть и в России, например, в Москве уже построено несколько экспериментальных зданий с использованием технологии «пассивного дома» (жилой дом в Никулино-2).

Следующим шагом развития технологий строительства энергоэффективных домов должно стать создание энергоактивного дома, то есть дома, который вырабатывает энергии больше, чем потребляет. Проект такого здания был представлен в экспозиции национального павильона Германии. Кроме того, аналогичные пилотные проекты уже были реализованы в Дании и Швеции.

Энергоэффективность в России

В 2009 году в России развитие энергоэффективных технологий получило мощный импульс. В ноябре был принят достаточно жесткий, по отзывам энергетиков, закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». В законе прописаны идеи установления системы мер экономического, организационного и непосредственно административного характера по стимулированию энергосбережения и повышению энергоэффективности.

С 2010 года не разрешен ввод в эксплуатацию домов без приборов учета воды, тепла и электроэнергии. В законе также приписано требование об установке счетчиков коммунальных услуг и в ранее построенных домах - до 2012 года.

С 1 января 2011 года к обороту на территории Российской Федерации не допускаются электрические лампы накаливания мощностью 100 Вт и более, не допускается размещение заказов на поставки электрических ламп накаливания для государственных или муниципальных нужд, которые могут быть использованы в цепях переменного тока в целях освещения.

В соответствии с Федеральным законом ФЗ-261 «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности», документы, регламентирующие мероприятия по энергосбережению, разрабатываются на региональном и муниципальном уровне. Местным властям следует не только определить показатели эффективности и разработать «дорожную карту», но и публиковать в СМИ информацию о региональных, муниципальных программах в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности.

На заседании Комиссии по модернизации и технологическому развитию экономики России и президиума Совета по науке, технологиям и образованию были утверждены 6 проектов в сфере энергоэффективности: «Энергоэффективный город», «Считай, экономь и плати», «Энергоэффективная социальная сфера», «Малая комплексная энергетика», «Новый свет» и «Инновационная энергетика».

Основной целью реализации проекта «Энергоэффективный город» является повышение эффективности использования энергоресурсов в муниципальных образованиях. Целевой индикатор - снижение общего уровня потребления энергии и ресурсов инфраструктурой городов на 25% в сопоставимых условиях от уровня 2009 года, а также снижение уровня расходов семьи на оплату жилищно-коммунальных услуг на 15%. В качестве пилотных площадок выбраны города Тюмень, Апатиты, Воркута и Казань. На сегодняшний момент в выбранных городах проведены комплексные энергетические обследования объектов потребления энергоресурсов и разработаны программы по энергосбережению и повышению энергоэффективности.

Проект «Энергоэффективный социальный сектор» нацелен на снижение расходов консолидированного бюджета на оплату энергоресурсов школ и больниц в среднем на 15-20%; снижение общего потребления энергоресурсов объектами социального сектора - на 20-30% к уровню 2009 года; распространение не менее чем в 50% школ и больниц типовых решений; создание более комфортных условий для пациентов больниц, учеников школ, сотрудников.

Целью проекта «Считай, экономь и плати» по установке приборов учета у потребителя является создание возможности проводить расчет с поставщиком энергоресурсов по фактически потребленному объему. Для отработки типовых технологий по установке приборов учета, схем финансирования данных работ, оценки эффективности предлагаемых решений начаты работы на пилотных проектах в городах Ижевск, Каменск-Уральский, Киров, Пермь. Разработаны муниципальные программы по установке приборов учета. В качестве пилотного города для проекта по установке интеллектуальных приборов учета электрической энергии с возможностью дистанционного снятия показаний и регулирования потребления выбран Екатеринбург.

Целью проекта «Малая комплексная энергетика» является снижение потребления в энергетике невозобновляемого органического топлива, стабилизация или снижение тарифов для населения, повышение надежности энергоснабжения и преодоление энергодефицита в регионах за счет ввода новых малых когенерационных установок с высоким КПД на основе новейших технологий взамен устаревших котельных, ТЭЦ и мини-ТЭЦ. Разработаны и утверждены соответствующие программы Республики Башкортостан, Ярославской, Рязанской и Нижегородской областей. Сформирован и утвержден список бизнес-планов проектов строительства объектов когенерации в пилотных регионах.

Основной целью реализации проекта «Новый свет» является повышение энергетической эффективности за счет замены ламп накаливания и других устаревших источников света. В качестве пилотных площадок выбраны города Горно-Алтайск, Киров и Пермь, где будут выработаны типовые технические, экономические, организационные и правовые решения по энергосбережению.

Наконец, цель проекта «Инновационная энергетика» заключается в создании условий для инновационного развития российской экономики и увеличения ее экспортного потенциала путем ускоренного освоения производства и использования оборудования на основе отечественных прорывных энергетических технологий. Проект реализуется по следующим направлениям: технологии создания интеллектуальных электроэнергетических систем; технологии применения эффекта сверхпроводимости в электроэнергетике; технологии тепло- и электроснабжения потребителей на основе использования биомассы; технологии водородного аккумулирования энергии при использовании ветроэнергетических установок для автономного электроснабжения потребителей удаленных и труднодоступных территорий.

Глава 2. ИННОВАЦИИ И РАЗВИТИЕ ГОРОДСКОГО ТРАНСПОРТА И ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

Обеспечение транспортной доступности является одной из наиболее насущных и сложных задач всех без исключения современных городов. Помимо «лежащих на поверхности» проблем, таких как сокращение потерь рабочего времени, вызванных перемещениями по городу, улучшение экологической обстановки, повышение качества жизни в городах, развитие городского транспорта и транспортной инфраструктуры является прямо или косвенно ключом к решению большинства проблем современных городов. В том числе, проблем охраны и регенерации культурного наследия, о чем говорилось в главе «Культурное наследие и регенерация городской среды» настоящего Доклада. Транспортная доступность является ключевым фактором глобальной конкурентоспособности городов. В частности, применительно к России, утвержденная Президентом и Правительством РФ программа по созданию в Москве международного финансового и делового центра вряд ли осуществима, если в российской столице не будет решена транспортная проблема.

Невозможно переоценить влияние состояния транспортной инфраструктуры и на социальный климат в городе. Транспортная доступность и комфортность передвижения по городу - это одно из наиболее ценных и ценимых прав горожанина. По состоянию транспортной инфраструктуры и городского транспорта граждане, в том числе, оценивают состояние государственных институтов и перспективы страны в целом. Многочасовые пробки, разбитые дороги и переполненное метро являются важнейшим источником социальной апатии и неверия, как в будущее страны, так и в дееспособность государственных институтов. И наоборот - успешное решение транспортной проблемы, а также применение современных технологических, градостроительных и архитектурных решений в этой области создают условия, при которых город начинает выполнять функции «социального инновационного трансформатора», то есть создавать позитивный социальный климат и внушать горожанину веру в собственное будущее и в будущее своего города и своей страны.

Как показала выставка «ЭКСПО-2010», развитие транспортной инфраструктуры и внедрение в этой области инновационных решений сегодня рассматривается как локомотив развития и реконструкции современных городов. Так, представленная на «ЭКСПО-2010» в павильоне французского региона Рона-Альпы (секция «Лучшие городские практики») концепция «многополюсного города» предусматривает, что города будущего будут развиваться не по традиционному экстенсивному пути (разрастание мегаполиса, увеличение плотности населения), а благодаря объединению современными логистическими и транспортными коммуникациями нескольких близлежащих городов разного размера. Таким образом, город развивается не за счет поглощения нового пространства, а в результате повышения транспортной доступности, устранения расстояния как проблемы. Представленный в экспозиции проект развития транспортной инфраструктуры в департаменте Изен (Франция) предполагает, по сути, создание нового мегаполиса с 5 млн жителей за счет соединения линиями скоростного рельсового и канатного транспорта 5 городов, расположенных вокруг Гренобля.

Зримым примером важности развития транспортной инфраструктуры для развития города в целом является сам Шанхай. Благодаря построенным за последние 10 лет к открытию «ЭКСПО-2010» мостам и тоннелям через реку Нангпу, грандиозным транспортным развязкам, проложенным по эстакадам через весь город 8-полосным магистралям, современному метрополитену с более чем 100 станциями, линии скоростного поезда на магнитной подушке, связавшей деловой район Пудонг с одноименным международным аэропортом, строительству новых современных терминалов в двух аэропортах города 18-миллионный Шанхай, без преувеличения, пережил второе рождение. Кроме того, реализуется масштабный проект по созданию системы скоростных поездов, связывающих города Китая. Это создаст новую урбанистическую структуру, когда можно говорить уже не об отдельных городах, а о единой урбанизированной территории.

Основные мировые тенденции

Основными задачами наиболее значимых проектов развития транспортной инфраструктуры в современных городах, которые разрабатываются и реализуются в настоящее время, являются:

· Радикальное повышение транспортной доступности. В частности, один из целевых показателей проекта развития Парижа и прилегающего региона, который разрабатывается в настоящее время, предусматривает, что максимальное время поездки горожанина любым видом транспорта не должно превышать 30 минут.

· Снижение давления на существующую транспортную инфраструктуру за счет внедрения новых видов транспорта и систем управления транспортными потоками.

· Улучшение экологической ситуации.

· Обеспечение гармоничного развития города и окружающего его региона, а также создание на базе существующих городов «распределенных» или «многополюсных» городов, то есть связанных современными транспортными артериями урбанизированных территорий, как альтернативы расползанию мегаполисов.

· Создание избыточной инфраструктуры или внедрение градостроительных и технологических решений, позволяющих сделать существующую транспортную инфраструктуру избыточной. Развитие транспорта должно опережать текущие потребности города, в противном случае развитие транспортной инфраструктуры будет отставать от развития города.

Следует отметить, что единых решений этих задач, которые бы подходили для всех без исключения городов, не существует. Вместе с тем можно выделить ряд ключевых направлений, в которых в настоящее время ведется поиск новых градостроительных и технологических решений.

Развитие общественного транспорта. Отказ от концепции «город для автомобилей» и ренессанс общественного транспорта стал одной из значимых тенденций в развитии городского транспорта за последние 15-20 лет, в первую очередь в странах Западной Европы. В Европе есть четкое понимание, что современный город существует для людей, а не автомобилей. При непрерывном нарастании количества автомобилей у населения решить экологические, транспортные и энергетические проблемы невозможно в принципе. Как показывает опыт второй половины XX века, развитие дорожной сети всегда находится на шаг позади роста автомобилизации населения и автомобильного парка города. Выход - в приоритетном развитии систем общественного транспорта, в первую очередь в центрах городов с плотной застройкой, поскольку именно общественный транспорт позволяет использовать городскую транспортную инфраструктуру наиболее эффективно.

Характерен пример Парижа: за 10 лет будет потрачено 35 млрд евро на строительство новых вокзалов и пересадочных узлов, на линии скоростных железных дорог, метро и скоростного трамвая. В результате город опутает система общественного транспорта, что должно связать пригороды с центром и тем самым способствовать ликвидации социального неравенства.

Важной тенденцией также является возрождение рельсового общественного транспорта, которую он играл в первой половине XX века. В частности, в целом ряде городов США, Франции, Германии и Бельгии в настоящее время в развитии системы городского общественного транспорта ставка делается на скоростной трамвай (легкорельсовый транспорт), который способен осуществлять как внутригородские, так и междугородние перевозки. Так, в упомянутом выше проекте создания «многополюсного» мегаполиса вокруг Гренобля, строительству междугородних линий скоростного трамвая отводится ключевая роль. В самом Гренобле система скоростных трамвайных линий уже создана.

Инновационным направлением развития городского транспорта является создание «индивидуального общественного транспорта». Речь идет о системе муниципальной аренды автотранспорта, которая позволяет использовать автомобили постоянно. Горожанин получает в свое распоряжение именно такую машину, которая ему нужна сейчас, и только на тот срок, когда она ему действительно необходима, а затем оставляет ее в том месте, где он закончил поездку. Здесь ею может воспользоваться любой другой житель города. При этом местоположение таких машин отслеживается информационной системой посредством систем спутниковой навигации. Любой горожанин в любой момент времени может узнать, где находится ближайшая свободная машина, подключившись к Интернету. Такое решение, с одной стороны, не ограничивает, как общественный транспорт, свободу передвижения горожан, а с другой стороны, значительно разгружает городские дороги. Смысл ее заключается в том, что горожанину больше не нужно будет покупать машину, которая большую часть дня будет припаркована где-нибудь на улице и мешать движению других машин. Кроме того, ему больше не придется покупать большую машину «впрок», чтобы, например, раз в месяц вывезти семью на пикник за город, а в остальное время ездить на ней в одиночку. Основанный на этой концепции пилотный проект «Car2Go» в настоящее время реализуется в ряде городов США и Германии.

Использование концепции скоординированной мультимодальной транспортной системы как основы транспортного планирования города. Мультимодальная транспортная система должна обеспечивать комфортное использование всех основных видов транспорта - пешеходного и велосипедного в месте проживания, индивидуального автомобильного - для поездок в периферийные районы города, а также для поездок за город, общественного - для поездок в центр.

Отказ от автомобилей, использующих углеводородное топливо. В настоящее время о разработке собственных моделей автомобилей, использующих гибридные, водородные или электрические двигатели, заявили практически все мировые автоконцерны. Несмотря на то, что существующие разработки в этой области пока уступают по потребительским качествам и стоимости традиционным автомобилям внутреннего сгорания, очевидно, что революционные изменения в городском автотранспорте не за горами. Вероятно, что уже при жизни нынешних поколений двигатели внутреннего сгорания в городах станут анахронизмом.

Как показала «ЭКСПО-2010», по состоянию на сегодняшний день наиболее перспективной тенденцией в развитии городского автотранспорта является создание автомобилей с электрическими двигателями. Собственные концепты электрических микроавтомобилей представили Франция, Китай, Япония. В строящемся в настоящее время в ОАЭ «иннограде» Масдар, проект которого также представлен на «ЭКСПО-2010», не будет автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Вместо них планируется создать развитую систему общественного рельсового транспорта, службу такси и систему совместного владения электромобилями.

Предполагается, что индивидуальный электротранспорт станет важным элементом энергетической инфраструктуры города, в том числе будет играть роль стабилизатора нагрузок в городской сети - находящиеся на подзарядке автомобили будут отдавать энергию в часы пиковых нагрузок днем, а ночью будут потреблять избыточную мощность.

Размещение транспортной и логистической инфраструктуры под землей. В частности, представленная в павильоне Франции и в тематическом павильоне «Город будущего» концепция предполагает, что город будущего будет представлять собой отдельно стоящие дома, окруженные зеленью. Вся транспортная и логистическая инфраструктура будет располагаться ниже уровня земли.

В проекте трансформации парижской агломерации, предложенном архитектором Ричардом Роджерсом, ключевым элементом выступают структуры нового типа - экофреймы. Это большие подземные структуры, вбирающие в себя скоростной железнодорожный транспорт, метро, автомобильные дороги и коллекторы инженерных коммуникаций. Шесть радиальных экофреймов должны связать центральную часть Парижа с периферией. Убирая весь транспорт под землю, Роджерс решает сразу несколько задач. На месте дорог создаются парки, улучшается экология, в зоне отчуждения бывших железнодорожных путей появляется место для нового строительства. В целом может быть создана такая плотная система скоростного транспорта, чтобы человек проводил в дороге не больше 30 минут в день.

Во многих современных городах строительство подземных автомобильных и рельсовых магистралей является едва ли не единственным способом развития транспортной инфраструктуры и достижения приемлемых показателей обеспеченности автомобильными и рельсовыми дорогами, поскольку строительство новых магистралей на поверхности в условиях плотной городской застройки становится экономически нецелесообразным.

Ситуация в России

Очевидно, что развитие транспортной инфраструктуры как в крупнейших мегаполисах, так и в стране в целом в ближайшие годы станет для России одним из наиболее серьезных вызовов. Обладая огромной территорией, наша страна значительно уступает по показателям протяженности автомобильных и железных дорог, а также обеспеченности транспортной инфраструктурой развитым и крупнейшим развивающимся странам. В России практически не развита система межрегиональных шоссейных и железных дорог - сегодня из Калуги в Смоленск можно доехать на поезде только через Москву. Острой проблемой является и неразвитая инфраструктура воздушного транспорта - по сути, в России существует только один крупный воздушный хаб - Москва. В результате, для того чтобы долететь, например, из Шанхая в Новосибирск, необходимо делать пересадку в Москве, то есть два раза преодолевать расстояние в треть Евразии. Огромная российская территория не связана транспортной инфраструктурой, что создает огромные риски как для безопасности страны, так и для ее экономического развития.

Не менее сложная ситуация сложилась и в российских городах. Во многих областных центрах за последние 20 лет транспортная инфраструктура не только не развивалась, но и значительно деградировала. Что же касается крупнейших мегаполисов, то в начале 1990-х годов они пошли по пути развития сети автодорог в ущерб общественному транспорту, то есть начали реализовывать концепцию «город для автомобилей», от которой развитые страны к тому времени уже отказались. Градостроительные концепции, согласно которым были созданы современные российские мегаполисы, не были рассчитаны на повсеместное распространение индивидуального автотранспорта, при этом за последние 15 лет автомобилизация населения пережила взрывной рост. В итоге развитие дорожной сети во всех без исключения российских мегаполисах серьезно отстает от роста числа автомобилей. И более того, принимаемые решения в этой области пока не способны в корне изменить ситуацию.

Наиболее проблемный с этой точки зрения российский город - Москва - уже превратился в одного из мировых «лидеров» по такому показателю, как среднее время, проводимое горожанами в пробках. Москва, как и некоторые другие российские мегаполисы, обладает сверхплотной застройкой и не располагает свободной землей в количестве, необходимом для приведения показателя обеспеченности автодорогами к приемлемому значению. В связи с этим развитие транспортной инфраструктуры российских мегаполисов по инерционному сценарию обречено на неудачу.

Утвержденная в 2005 году Стратегия развития транспорта в Российской Федерации на период до 2030 года уделяет относительно мало внимания развитию городского транспорта и городской транспортной инфраструктуры, оставляя решение этой проблемы на усмотрение органов государственной власти субъектов РФ и городских муниципалитетов. Вместе с тем в ряде случаев непосредственное вмешательство федерального центра для решения наиболее острых проблем, связанных с транспортной доступностью в крупнейших российских городах, и разрешения правовых коллизий, препятствующих развитию городской транспортной инфраструктуры, необходимо. Прежде всего, это справедливо для Москвы и Санкт-Петербурга, которые окружены территориями других субъектов Федерации. Транспортный коллапс на Ленинградском шоссе, произошедший в июле 2010 года из-за запутанных отношений собственности и несогласованности действий Москвы и Московской области, это наглядно продемонстрировал.

Повсеместное внедрение новых технологий городского транспорта в развитых и крупнейших развивающихся странах, в частности переход к новым видам общественного и индивидуального городского транспорта, который может произойти уже в обозримом будущем, может привести к еще большему отставанию российских городов в этой области и дальнейшему снижению их глобальной конкурентоспособности. Важно также отметить, что к внедрению новых технологий в области транспорта необходимо готовиться заранее. Например, наиболее совершенные из существующих сегодня моделей электромобилей потребляют при зарядке аккумуляторов ток в 34А. Стандартная домашняя сеть не рассчитана на такие нагрузки. Соответственно, внедрению индивидуального электротранспорта должно предшествовать создание соответствующей энергетической инфраструктуры.

инновационный энергия генерация

Глава 3. ИННОВАЦИИ И УПРАВЛЕНИЕ ГОРОДСКИМИ ОТХОДАМИ

Утилизация бытовых и промышленных отходов в настоящее время является одной из наиболее острых проблем современных городов, а в обозримом будущем она может стать наиболее острой. За последние 40 лет развитые страны пережили настоящий «мусорный взрыв» - в результате роста благосостояния населения и изменения культуры потребления выход твердых бытовых отходов (ТБО) увеличился здесь в несколько раз.

С 1960 года по 2005 год общий годовой выход муниципальных отходов (аналог ТБО) в США вырос с 88,1 млн. тонн до 245,7 млн. тонн, то есть почти в три раза, в Западной Европе за аналогичный период этот показатель вырос в 2,8 раз.

В первую очередь, это произошло за счет сокращения срока службы товаров массового спроса и увеличения доли упаковки, как в стоимости, так и в объеме товаров. В настоящее время в развитых странах упаковка составляет 30% по массе и почти 50% по объему в структуре бытовых отходов. При этом постоянно увеличивается доля упаковки из пластика. Мусор сопровождает современного человека везде, где бы тот ни появлялся. В 2000-2007 годах с Эвереста было спущено 9 тонн мусора.

Многие города во всем мире, прежде всего в странах с высокой плотностью населения, уже столкнулись с невозможностью дальнейшего расширения мусорных свалок (полигонов). Кроме того, свалки создают чрезмерную нагрузку на окружающую среду и являются непосредственными виновниками деградации почв, загрязнения грунтовых вод и выбросов в атмосферу опасных веществ и парниковых газов.

Основные мировые тенденции

В развитых странах политика в области управления городскими отходами (как ТБО, так и промышленными) основывается на концепции «трех R» - сокращение выхода и объема отходов, подлежащих захоронению, повторное использование части бытовых отходов, повторная переработка отходов и превращение их во вторичное сырье (англ. Reduce, Reuse, Recycle). В последние 15 лет все большее число стран в качестве конечной цели заявляют нулевой объем выхода бытовых отходов.

Сжигание мусора на специализированных заводах и теплоэлектростанциях широко распространено в мире и является весьма эффективной технологией как с точки зрения уменьшения объемов отходов, подлежащих захоронению на полигонах, так и с экономической точки зрения. Этот способ утилизации получил повсеместное распространение в 60-70-х годах. В ряде стран тепло от сжигания ТБО широко используется для производства электричества и отопления. Например, в Нью-Йорке в настоящее время реализуется масштабный проект строительства 8 тепловых электростанций, работающих на твердых бытовых отходах. Вместе с тем очевидно, что мусоросжигательные заводы не являются панацеей, особенно с экологической точки зрения. Даже применение наиболее современного оборудования не решает полностью проблему выброса вредных веществ, прежде всего диоксидов и фуранов. Кроме того, состав выбросов напрямую зависит от состава отходов, поэтому приемлемых результатов по выбросам вредных веществ мусоросжигательными заводами удается достичь лишь в тех странах, где существует эффективная система раздельного сбора мусора и утилизации наиболее опасных бытовых отходов.

Более совершенной и наиболее перспективной, прежде всего с точки зрения снижения негативного воздействия на окружающую среду, технологией уничтожения бытовых отходов является их плазменная газификация. При сверхвысоких температурах вещества, из которых состоит мусор, распадаются на простые элементы. На выходе остается незначительное количество несгораемого абсолютно безвредного остатка. Мусороперерабатывающие заводы, использующие данную технологию, уже действуют на Тайване, в Великобритании, Японии, США, Канаде, Израиле. Кроме того, в ближайшем будущем будут введены в строй 9 аналогичных заводов в США, Канаде, Австралии, Индии, Китае. Вместе с тем технология газификации значительно дороже в применении, нежели простое сжигание мусора на мусоросжигательных заводах, что препятствует ее быстрому повсеместному распространению. По мере удешевления этой технологии рост объемов переработки таким способом неизбежен, т. к. она позволяет перерабатывать и сами полигоны ТБО, а также весь спектр токсичных и даже часть радиоактивных отходов.

Еще одной перспективной технологией уничтожения бытовых отходов является пиролизная переработка - нагревание отходов до высоких температур без доступа кислорода. На выходе получается горючий газ, который может использоваться в качестве топлива, и углеподобный остаток. Следует отметить, что в основе и той, и другой технологии лежат разработки российских ученых. В частности, инновационные отечественные установки плазменной газификации ТБО созданы в Институте электрофизики и электроэнергетики РАН.

Однако наиболее важным для снижения выхода отходов является изменение культуры потребления. «Мусорный взрыв», произошедший в последней трети XX века в развитых странах, был связан, в первую очередь, с изменениями технологий упаковки (увеличение доли упаковки в объеме и стоимости товаров), а также общим сокращением срока эксплуатации товаров и появлением одноразовых товаров, что во многом связано с маркетинговой политикой производителей и ритейлеров. Если не переломить эти две тенденции, кардинально решить проблему сокращения объема бытового мусора не удастся.

Не менее важным направлением развития технологий является полезное использование ТБО. В развитых странах доля бытовых отходов, которые подлежат повторному использованию или переработке во вторичное сырье, последние 40 лет неуклонно растет. В 2000-2009 годах в США рост доли полезно используемых отходов составил около 100%. Сегодня в этой стране повторно используется или перерабатывается во вторсырье 32,5% всех отходов, при этом захоронению на свалках и сжиганию подлежит 54,3 и 13,6% отходов соответственно. В Великобритании переработке подлежат не менее 70% пластиковых пищевых емкостей (бутылок, стаканов, пакетов, блистерных упаковок и др.). По экспертным оценкам, до 80% твердых бытовых отходов в развитых странах могут быть повторно использованы и переработаны во вторсырье. Основным препятствием является высокая стоимость извлечения полезных фракций ТБО, а также относительно низкая конкурентоспособность некоторых видов вторичного сырья. Вместе с тем в развитых странах (включая Россию) сегодня активно ведутся работы по созданию автоматизированных установок сепарации утильных фракций ТБО - черного металла (электромагнитная сепарация), цветного металла (извлечение с помощью переменного «бегущего» магнитного поля; дробление и пневмовибрационная сепарация), бумаги (пневматическое разделение фракций по скорости витания в потоке воздуха; гидропульпация и осаждение тонковолокнистых фракций), текстиля («сухое» извлечение в цилиндрических грохотах с крючками; сепарация за счет сохранения прочности, в отличие от бумаги, при смачивании и перетирании), синтетической пленки (пневматическое разделение по скорости витания в потоке воздуха; сепарация за счет сохранения прочности при смачивании и перетирании; электростатическая сепарация), стекла («мокрая» сепарация в циклонах; пневматическое отделение в восходящем потоке воздуха по скорости витания; сепарация в метателях с отражательной плитой по упругости и баллистическим свойствам), пластмассы и картона (оптическое отделение бутылок и коробок).