Инновации и будущее городов

Отдельную проблему составляет переработка и полезное использование органических отходов. Наиболее распространенной технологией полезного использования органических отходов является их анаэробная переработка на полигонах под слоем грунта и последующая добыча биогаза. В частности, в США в настоящее время действуют порядка 40 станций добычи биогаза из старых захоронений бытового мусора. Объем добычи составляет порядка 5 млн. куб. метров газа в день.

Вместе с тем добыча биогаза, полученного из захороненных бытовых отходов, возможна только через 5-10 лет после создания полигона. Как правило, выход биогаза не постоянен, а его добыча становится рентабельной только на свалках, объем захороненного мусора на которых превышает 1 млн. тонн. Наконец, «мусорный» биогаз требует очистки перед сжиганием, поскольку он содержит вредные вещества, например, соединения тяжелых металлов.

Еще одной распространенной технологией переработки и утилизации органических отходов является компостирование, позволяющее получать органические удобрения. Однако такой метод переработки эффективен лишь в тех странах, где налажен раздельный сбор ТБО. В противном случае в технологической цепочке появляется лишнее звено (сортировочные станции и заводы), которое увеличивает себестоимость конечной продукции. Кроме того, наличие в бытовом мусоре отходов, содержащих токсичные вещества (батарейки, люминесцентные лампы, лаки, краски и др.), может привести к тому, что конечный продукт переработки органического мусора окажется непригодным к применению.

В настоящее время в мире технологии глубокой переработки органических отходов развиваются в двух основных направлениях: переработка в органические удобрения и переработка в карбид кальция (отходы, содержащие оксиды кальция), а также синтетическое топливо (газообразные и жидкие биоотходы). В совокупности использование этих технологий уже сегодня позволяют достичь глубины переработки в более чем 90%. Однако в применении они по-прежнему относительно дороги и, как правило, не позволяют добиться рентабельности даже в странах, обладающих развитой системой управления отходами и населением, приученным к раздельному сбору мусора.

В связи со спецификой различных страновых рынков энергии и сырья, а также особенностями законодательства различных стран в области управления отходами и охраны окружающей среды экономический эффект от использования перечисленных выше технологий может существенно разниться. Кроме того, целесообразность применения тех или иных технологий напрямую зависит от уровня благосостояния граждан той или иной страны. В частности, очевидно, что содержание пригодных для повторного использования и переработки фракций в бытовом мусоре напрямую зависит от уровня благосостояния населения. В бедных развивающихся странах доля пластика, металлов, бумаги, резины в ТБО значительно ниже, а доля органики значительно выше, чем в развитых странах.

Вместе с тем, если не принимать в расчет экономическую эффективность, применение имеющихся в наличии технологий позволяет создать город с нулевым выходом отходов уже сегодня. В частности, строящийся в ОАЭ город Масдар, который станет огромным полигоном для испытания новейших технологий в области градостроительства, коммунального хозяйства, энергетики, энергоэффективности и городского транспорта, как было объявлено, будет сам полностью перерабатывать отходы, в нем будет создана система повторного использования сточных вод.

Важно отметить, что разработке и внедрению передовых технологических решений в области утилизации ТБО в развитых странах предшествовала длительная и кропотливая работа органов государственной власти и муниципалитетов, направленная на создание правовых и экономических условий для развития утилизации отходов, а также изменению отношения населения к этой проблеме. Система управления отходами в развитых странах (в первую очередь, Западной Европы, США, Канады, Японии и Южной Кореи) обладает следующими ключевыми чертами:

Жесткие экологические стандарты утилизации и захоронения отходов.

Применение мер технического регулирования, в частности, нанесение на упаковки и товары, подлежащие последующей переработке, использованию, на потенциально опасные для окружающей среды товары и материалы, которые подлежат специальной утилизации, соответствующей маркировки.

Создание доступной и разветвленной системы сбора опасных бытовых отходов - отработавших батареек, аккумуляторов, покрышек, люминесцентных ламп, лаков, красок и др.

Внедрение эффективно работающей системы раздельного сбора бытовых отходов, которая подкреплена весьма жесткими санкциями за нарушения правил сбора мусора, а также экономическими стимулами (например, введением залоговой стоимости пластиковой тары). Важно отметить, что успешное внедрение такой системы стало возможным не благодаря «природной» бытовой культуре американцев, канадцев, швейцарцев или немцев, а лишь в результате долгосрочной, планомерной и целенаправленной работы государства в этом направлении. Так, чтобы приучить граждан Германии выбрасывать битое стекло разного цвета в раздельные контейнеры, потребовалось более 20 лет.

Законодательно введены меры экономического стимулирования компаний, занимающихся утилизацией и переработкой отходов. В частности, в целом ряде стран производители упаковки выплачивают специальный сбор, который используется для субсидирования компаний, занимающихся ее вторичной переработкой.

Проведение широкой пропагандистской кампании, направленной на изменение отношения населения к товарам, произведенным из вторичного сырья. В большинстве стран ЕС и Северной Америки покупать товары из вторсырья является хорошим тоном. Так, в США в конце 1990-х годов 15 ноября было объявлено национальным Днем повторного использования бытовых отходов (America Recycles Day), для того чтобы подчеркнуть, что повторная переработка отходов и покупка товаров из вторсырья имеют общенациональную важность.

Изучение основных методов переработки отходов, общественной важности этой проблемы является элементом национальных образовательных стандартов.

Наиболее существенным результатом реализации этих мер стало значительное снижение себестоимости утилизации и переработки отходов, а также формирование спроса на товары, произведенные из вторичного сырья. Все это делает управление, повторное использование и утилизацию отходов чрезвычайно прибыльным бизнесом в развитых странах, а также создает основу для привлечения частных инвестиций в освоение новых технологий в области утилизации отходов. Так, выручка крупнейшей американской компании, специализирующейся на утилизации и переработке промышленных и бытовых отходов, Waste Management Inc. в 2009 году превысила 14 млрд. долларов, а чистая прибыль - 182 млн. долларов.

Важной тенденцией в области утилизации бытовых отходов, как это показали экспозиции «ЭКСПО-2010», является создание зданий с замкнутым циклом водопользования. В ряде национальных экспозиций Всемирной выставки представлены установки, позволяющие полностью очищать канализационные стоки. Очищенная вода затем повторно используется для технических нужд (стирки, мытья посуды, смыва и т.д.). Необходимое условие внедрения таких технологий - наличие системы снабжения водой для технических нужд, отделенной от системы снабжения питьевой водой. В нашей стране такое устройство системы водоснабжения не распространено. Россия - едва ли не единственная из развитых стран, где питьевой водой моют улицы и машины.

Ситуация в России

В российских городах преобладает традиционный экстенсивный подход к утилизации ТБО. В целом в России на полигонах захоранивается почти 98% городских ТБО. Для сравнения - во Франции этот показатель составляет 50%, в США - 54%. Ситуация усугубляется тем, что большинство российских полигонов не оборудованы надлежащим образом, а их воздействие на окружающую среду, равно как и состав отходов, практически не контролируются. Отдельно стоит проблема незаконных свалок, которые возникают повсеместно в прилегающих к большим городам районах. Власти субъектов Федерации и руководство муниципалитетов уделяют этой проблеме недостаточно внимания, поэтому борьба с нелегальными свалками идет пока не слишком эффективно. В частности, для ликвидации такой свалки в непосредственной близости от аэропорта Шереметьево потребовалось вмешательство премьер-министра России.

В городах с наиболее развитой системой управления отходами, например, в Москве, утилизации подвергается порядка 40% отходов, однако и здесь основным способом утилизации остается сжигание ТБО на мусоросжигательных заводах.

В России полностью отсутствуют такие элементы цивилизованной системы управления и утилизации отходов, как раздельный сбор бытового мусора, стимулирование предприятий, занимающихся переработкой ТБО, у нас практически не развита система сбора опасных бытовых отходов. Все это не только усугубляет экологические проблемы российских городов, но и практически не оставляет шансов на развитие полноценной индустрии управления, утилизации и переработки отходов.

В частности, в 2000-х годах в период высоких внутренних цен на ПЭТ, в России было создано несколько частных предприятий по сортировке бытового мусора и ориентированных на них предприятий по переработке вторичного ПЭТ. Однако построенные частными инвесторами два завода по переработке вторичного ПЭТ столкнулись с дефицитом сырья и ростом цен на него. Население в России не привыкло раздельно сдавать ПЭТ-бутылки, а муниципальным свалкам, которые привыкли получать легкие деньги за бесконтрольное и ничем не ограниченное захоронение ТБО и строительных отходов, заниматься сортировкой мусора не интересно.

Однако наибольшую обеспокоенность вызывает то обстоятельство, что проблема повышения эффективности утилизации бытовых и промышленных отходов не является сколько-нибудь заметным направлением политики федеральных органов власти. Более того, на федеральном уровне эта проблема даже не поставлена. Между тем, в США еще в 80-х годах прошлого века были приняты два федеральных закона, заложивших основу существующей в этой стране системы управления отходами и их утилизации.

Глава 4. ИННОВАЦИИ И БЕЗОПАСНОСТЬ ГОРОДОВ

Основные мировые тенденции

Борьба с терроризмом, преступностью, социально опасными заболеваниями, пожарная безопасность, предотвращение и минимизация последствий природных и техногенных катастроф - один из важнейших вызовов, стоящих сегодня перед городами. Очевидно, что достижение прогресса в решении этих проблем немыслимо без применения новых технологических, управленческих и градостроительных решений.

Борьба с социально опасными заболеваниями. Одним из приоритетных направлений развития технологий в области борьбы с социально опасными заболеваниями являются технологии ранней диагностики опасных инфекционных заболеваний. Представленная в рамках «ЭКСПО-2010» инновационная разработка Вашингтонского университета, основанная на применении так называемых «умных» полимеров, позволяет создавать дешевые портативные приборы для диагностики большинства опасных инфекционных заболеваний с высокой степенью точности. Такие устройства могут быть интегрированы с мобильными телефонами.

Пожарная безопасность. Основная мировая тенденция в развитии технологий пожаротушения - использование установок с применением «чистых газов», которые безопасны для человека и окружающей среды, а также обладают высокой эффективностью подавления пожара, не нанося при этом даже минимального ущерба защищаемому объекту. В частности, к таким веществам относятся составы со слабыми молекулярными связями и низкой температурой кипения, которые являются эффективной заменой традиционным хладонам и инертным газам. Такие газовые составы не вытесняют кислород, практически безопасны для человека, поэтому могут использоваться для тушения пожаров без эвакуации людей. Еще одной перспективной технологией тушения пожаров являются установки тонкого распыления воды.

Предотвращение и минимизация последствий природных и техногенных катастроф. Наиболее актуальными направлениями разработки инновационных решений в области предотвращения и минимизации последствий техногенных и природных катастроф являются следующие:

Разработка технологий предотвращения наводнений. В экспозициях «ЭКСПО-2010» было представлено сразу несколько инновационных решений, позволяющих предотвратить повышение уровня воды в реках, находящихся в непосредственной близости от городской застройки. В экспозиции Германии был представлен проект установки, выравнивающей сезонные колебания уровня воды в реках. Речь идет об огромном резервуаре, который наполняется водой в периоды паводков и освобождается в засушливые периоды. В павильоне Сингапура был представлен уже реализованный проект строительства системы плотин и резервуаров в устье одноименной реки, которая также нивелирует сезонные изменения уровня воды.

Составление карты рисков, связанных со стихийными бедствиями. Анализ рисков, связанных с возможными стихийными бедствиями и техногенными катастрофами, и их учет при разработке градостроительных планов является одним из наиболее эффективных способов обеспечения безопасности городов. В частности, представленный на форуме «Наука и технологии и устойчивое развитие городов», который состоялся в рамках «ЭКСПО-2010» в г. Уси, проект восстановления и реконструкции кварталов г. Киото (Япония), пострадавших в результате землетрясения, уделяет этому аспекту огромное значение. Помимо применения инновационных решений в создании сейсмоустойчивых конструкций зданий, при восстановлении пострадавших кварталов были применены новые градостроительные решения, базирующиеся на детальном анализе рисков, связанных с землетрясениями. В частности, в ходе планирования застройки и проектирования новых зданий было учтено то обстоятельство, что центр японских городов населен в основном пожилыми людьми. Вследствие высокой стоимости недвижимости молодежь предпочитает обзаводиться жильем на окраинах. Соответственно, планировка кварталов и расположение выходов в самих домах, расположенных в центре Киото, были спроектированы таким образом, чтобы максимально облегчить эвакуацию пожилых людей из зданий в случае землетрясения.

Создание глобальной системы мониторинга стихийных бедствий и техногенных катастроф. Раннее предупреждение, а также быстрое реагирование позволяют в ряде случаев на порядок снизить ущерб от стихийных бедствий и техногенных катастроф. Например, наличие такой системы позволило бы в разы снизить число жертв цунами в Индийском океане в 2004 году. Необходимость создания международной системы мониторинга, которая была бы основана на передовых космических и информационных технологиях, обсуждается в экспертном сообществе уже много лет. Есть основания надеяться, что в обозримом будущем обсуждение этого проекта выйдет на государственный и межгосударственный уровень.

Борьба с терроризмом и преступностью. Основная ставка в развитии технологий в области борьбы с терроризмом и уличной преступностью сегодня делается на ИКТ-технологии, в первую очередь - на технологии удаленной идентификации личности и идентификации поведения (см. главу «ИКТ и развитие городов: тенденции, проблемы и решения» настоящего Доклада). Вместе с тем приоритетным направлением также являются технологии бесконтактного обнаружения взрывчатых, отравляющих и радиоактивных веществ. В частности, во всем мире сейчас ведутся разработки устройств для обнаружения взрывчатых веществ, основанных на принципе ядерного магнитного резонанса, а также нового поколения масс-спектрометров, способных идентифицировать взрывчатку, отравляющие вещества и наркотики, на основе анализа ничтожно малого количества вещества.

Ситуация в России

Россия обладает относительно развитой и технически оснащенной системой обеспечения безопасности населения. Более того, технологии безопасности являются той областью, в которой наша страна сохранила лидирующие позиции в мире. В частности, из наиболее проработанных инициатив в области создания систем мониторинга катастроф стал проект Международной аэрокосмической системы мониторинга глобальных геофизических явлений и прогнозирования природных и техногенных катастроф (МАКСМ), который был предложен НИИ космических систем им. А.А. Максимова.

Кроме того, Россия обладает весьма сильными позициями в области создания технологий, обеспечивающих радиационную безопасность. В качестве частных примеров успешных разработок последних лет можно назвать устройство автоматического обнаружения радиоактивных купюр (сегодня используются во всех отделениях Центрального банка РФ и обязательны к применению в коммерческих банках), устройство мониторинга содержания трития в воздухе.

Размещено на Allbest.ru